浅谈山区公路边坡防护的应用
发布日期:2015-11-06浏览次数:字号:[ ]

摘要:改革开放以来,随着社会经济的发展,国内各产业都获得迅猛发展,但农业的发展落后其他产业。浙江省是一个多山的省份,山区农业因其地理位置和信息交通等条件限制,开放进程尤其缓慢,而交通不畅则是制约山区经济发展的主要因素。随着我省农村建设步伐的加快,山区公路建设也得到了飞速的发展,这为山区人民脱贫致富提供了较好的基础条件。

由于山区公路的地形、水文条件、地质极其复杂,因此山区道路的边坡防护成为建设的重要环节之一。本文结合《余杭区闲林街道长岭公路工程》的实施,针对山区公路边坡防护进行分析评价,并在此基础上对其适应性、防护形式、技术要求及其构造进行探讨。 关键词:山区公路;边坡防护

1、工程案例

余杭区闲林街道长岭公路工程,工程起点位于寺前村青寺线,路线由东向西南沿大朗山山坳而行,至长岭村后沿现有道路拓宽改建,终点位于高桦线,路线总长约1.929公里。项目的建设将解决当地群众的出行问题,完善余杭区公路网、满足区域社会经济发展的需要。同时,作为余杭西部公路网的一部分,项目的建成,对加强连接余杭西部主要村镇的联系,承担区域间的客货运输,促进区域经济及旅游事业发展具有重要意义。

本工程K0+350~K0+900段均为山区大开挖路段,坡高垂直高度均在20m~29m之间。本文根据该路段路基开挖后的坡面地形、地质情况、岩性特征、风化破碎情况及边坡高度,提出了相关的防护措施和方案。

1.1工程地理环境慨况

项目地处浙西山岭,为低山丘陵地形,海拔高程88.00~190.00m,山区地形坡度15°~55°。岩石风化较强烈,植被发育。沟谷切割较浅,呈“U”字型。项目所在地属亚热带季风气候区,四季分明,温暖湿润,余量充沛。多年平均气温16.2℃,历年平均降雨量1400.7mm。降雨主要集中在4~6月(梅雨季)和7~9月(台风雨季),多年平均蒸发量1000mm,相对湿度为79%,梅雨季降水强度不大,但持续时间长,极有利于地下水的补给,是地下水的丰水季节。

1.2工程地质条件概况

路段所在区域根据勘探,覆盖层为第四系残坡积层,由粉质粘土、含碎石粉质粘土、含粘性土碎石组成;下部基岩主要由奥陶系上奥陶统三衢山组(O3S)灰岩组成。勘探路段岩性为灰色石英细砂岩,陶晶质结构,厚层状构造。受风化的岩石表面呈青灰~灰色,以碎块状、短柱状居多。受不同程度的风化,风化层厚度随斜坡坡度的变化而不同,整个风化层厚度一般在0~0m,未发现明显的断层。

区域地表水主要为大气降水,受气候影响较大,雨季及台风季节下大雨、暴雨时地表易形成地表水,平时无明显地表水流。地下水主要为基岩裂隙水,坡面上未见渗水、滴水等明显的地下水迹象。

综合所述,对于大开挖边坡,应采取相应的措施,坡顶设置截水沟,坡脚设置排水沟,将地表水引出避免冲刷破坏坡面,减少地表水对边坡的影响。

1.3工程分区地质条件

本工程K0+350~K0+900段均为山区大开挖路段,路段边坡走向差异较大,地质情况和岩石的风化程度也有所不同,为了对不同地质情况的边坡出具针对性的防护方案,将路线边坡所处区域划分为Ⅰ~Ⅴ个区域(图1),各区域工程地质情况如下:

Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ区:顶部为耕植土,厚度约0.3m;覆盖层为含碎石粉质粘土,厚度约0.7m;岩层为强~中风化岩层,厚度约29.3m。

Ⅱ区:顶部为耕植土,厚度约0.5m;覆盖层由含碎石粉质粘土、粉质粘土及含粘性土碎石组成,厚度2.5~17.0m;岩层为全~中风化岩层,厚度约12.5m。

Ⅳ区:顶部为耕植土,厚度约0.5m;覆盖层为粉质粘土,厚度约2.3~7.8m;岩层为全~中风化岩层,厚度约21.7m。

2.边坡防护设计

边坡防护设计需根据公路等级、气候条件、水文地质、地形条件等条件制定方案。应地制宜,与周围景观相协调,达到防治路基病害、保证路基稳定的目的。尽量做到技术可行、安全可靠、经济合理。具体在余杭区闲林街道长岭公路工程边坡防护设计中,根据坡面地形地质情况、岩性特征及边坡高度,主要采用以下几种防护措施: 浆砌块石护坡墙、挂网锚喷TBS植被护坡、框架肋梁护坡等,针对不同地形条件,制定单一或几种组合的防护形式。

本项目部分路段上部覆盖层厚度较大,最大达17.00m,稳定性较差,开挖后支护不当易失稳,易产生地质灾害。本文选取案例桩号K0+510处横断面,对不同地质边坡取用不同坡率(地处上文Ⅱ区,见图2)。

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K0+510处左侧坡顶距坡底垂直高度34.80m,右侧坡顶距坡底垂直高度23.40m。根据勘探取芯,左一、二、三级边坡及右一、二级边坡均处在中风化岩层;左四、五级边坡及右三级边坡均处于覆盖层,厚度约为6.5m。施工时一级边坡采用浆砌块石护坡墙,左二、三级边坡及右二级边坡采用锚杆框架肋梁护坡,左四、五级边坡及右三级边坡采用TBS挂网锚喷植被护坡的形式。两侧堑顶5m外设置截水沟,两侧坡脚设置排水沟。

2.1浆砌块石护坡(图3)

1.浆砌块石护坡适用于风化严重或易风化的软质岩和坡面易受侵蚀的土质边坡,这种防护形式可以提高边坡的稳定性,减少边坡挖方数量,还有利于道路整齐美观。

2.护坡墙一般用于挖方路段第一台,高度为1~8m,墙厚视墙身高度及周围地质情况确定。

3.护坡墙每隔10m设置一道沉降缝,缝宽2cm。

4.护坡墙的地基承载力应按设计要求满足,不满足要求的需对基地进行换填处理,墙趾埋深不小于1m。

5.石料强度等级MU40,抗压强度不低于25MPa,块石形状大致方正,厚度应大于20cm,采用M7.5砂浆砌筑。

2.2锚杆框架肋梁护坡(图4)

1.锚杆框架肋梁护坡采用钢筋混凝土做框格骨架 ,框格内采用高次团粒植被护坡辅助的防护措施,适用于浅层稳定性差、坡面较破碎但平整的高陡边坡。这种防护形式能有效地防止路基边破在坡面水冲刷下形成冲沟,防止坡体坍塌特别是针对残积-坡积层形成的边坡具有良好地防护作用,能稳定边坡,在第二、三级边坡防护中应用后效果十分明显。

2.护坡肋拱可采用C25现浇混凝土,根据边坡实际情况,如有必要可在框架交叉处布设一定长度的锚杆以增加框架的抗力,保持框架整体的稳定性。

3.边坡施工时应自上而下多级开挖,锚杆打设和格梁施工应紧随进行,防止施工期边坡的局部崩块落石。

4.框格梁嵌入坡面20cm,露出坡面5cm,框格内进行高次团粒植被护坡8cm喷射。

5.在每隔15~20m处设置一道变形缝,缝宽2cm。

6.结合施工现场,可在有渗水现象的在格梁中心处设置长8m的带孔塑料PVC管。

2.3 TBS挂网锚喷植被护坡(图5)

1.TBS挂网锚喷植被护坡是使用经改进的混凝土喷射机将拌和均匀的厚层基材混合物按设计厚度喷射到岩石坡面上,集岩土工程学、植物学、土壤学、肥料学、高分子化学和环境生态学等多学科于一体的综合工程技术。TBS技术通过植被根系的力学加固和地上生物量的水文效应达到护坡和改善生态环境的目的。

2.TBS挂网锚喷植被护坡适用于石质或土石混合边坡防护。

3.基材混合物由绿化基材、纤维、植壤土等按一定比例混合而成;绿化基材由有机质、土壤结构改良剂等材料制成。植壤土应选用工程地原有的地表土或附近农田土粉碎过8mm筛,含水量≤20%,风干过筛后的植壤土应采取防水措施;纤维可就地取秸秆、树枝等粉碎成10~15mm长,含水量≤20%。4.基材混合物的配合比为绿化基材:纤维:植壤土=1:2:2(体积比)。

4.植被种子采用草灌结合,在使用前应做发芽率试验,发芽率达90%以上方可使用,对难发芽的植被种子使用前应作催芽处理。

5.锚杆孔眼应垂直坡面,孔径≥25mm,对于土石混合边坡和土质边坡,可直接打入。挂网应在锚杆可受力后进行,网必须张拉紧,网间搭接宽度≥5cm,并间隔30cm用18号铁丝绑扎牢固。

6.施工流程

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3 结束语

边坡的防护是公路施工必不可少的一部分,是防治路基病害,保证路基稳定,改善环境景观,保护生态平衡的重要设施。保证边坡的稳定性,采用综合治理,结合植被、生态防护,防止大气因素对边坡面的冲刷和风化作用,从根本上解决边坡的稳定并起到公路畅通的目的,对实现生态公路的建设目标具有重要的理论与现实意义。

参考文献:

1.吴斌 乐建平 方诗圣 杨旭升.山区公路边坡防护技术.《安徽建筑工业学院学报》2008年6月.

2.郭军强 李新良.山区公路路堑高边坡的综合治理.《广东土木与建筑》2004年09期

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