歐陽(yáng)天瑜

（林同棪國(guó)際（廣州）工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510170）

1 邊坡破壞的主要型式與機(jī)理

公路在施工過(guò)程中，因開(kāi)挖使地表植被遭到破壞，原有表土與植被之間的平衡關(guān)系失調(diào)，表土抗蝕能力減弱，在雨滴和風(fēng)蝕作用下水土極易流失。邊坡在自然界降雨情況下不斷經(jīng)受降雨的襲擊，其中一部分下滲，一部分在邊坡匯集，形成徑流，徑流在土顆粒表面產(chǎn)生剪切力，當(dāng)這種力大到能抵消土的抗侵蝕能力時(shí)，土顆粒被徑流帶走，從而發(fā)生侵蝕，這種徑流的剪切力與土壤粒抵抗力之間的相互作用不同可引起濺蝕、溶蝕、片蝕、溝蝕等不同的侵蝕現(xiàn)象。

1.1 公路下邊坡

路基下邊坡一般為填土路堤。受力穩(wěn)定的路堤邊坡的破壞，主要表現(xiàn)為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來(lái)自大氣降水對(duì)邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷，使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝，沖溝不斷發(fā)展導(dǎo)致路基發(fā)生破壞；沿河路堤及修筑在河灘上、滯洪區(qū)內(nèi)的路堤，還要受到洪水的威脅，這種威脅表現(xiàn)為沖毀路堤坡腳，導(dǎo)致邊坡破壞。

邊坡破壞還與路基填料的性質(zhì)、路基邊坡高度、路基壓實(shí)度有關(guān)系。一般地，砂性土邊坡較黏性土邊坡易于遭受沖刷而破壞，較高的路基邊坡比較低的路基邊坡更容易遭受坡面流水沖刷，壓實(shí)度較好的邊坡比壓實(shí)度較低的邊坡耐沖刷。

1.2 公路上邊坡

上邊坡是人工開(kāi)挖的斜坡，其強(qiáng)度應(yīng)滿足穩(wěn)定邊坡的要求，這樣的穩(wěn)定邊坡在降雨、融雪、凍脹及其他形式的風(fēng)化等作用下，邊坡主要破壞形式為沖刷、崩坍等。

邊坡沖刷破壞，一般發(fā)生于較緩的土質(zhì)邊坡，如砂性土邊坡、亞粘土邊坡、黃土邊坡等，在大氣降水的作用下，沿坡面徑流方向形成許多小沖溝，如不采取任何防護(hù)措施，有逐年擴(kuò)大的趨勢(shì)；在邊坡坡腳，冬季往往發(fā)生積雪，造成坡腳濕軟，強(qiáng)度降低，上部土體失去支撐，發(fā)生破壞。土質(zhì)邊坡的坡腳部位，是邊坡的最薄弱環(huán)節(jié)。

邊坡崩坍，一般分為3類：落石型、滑坡型、流動(dòng)形，有時(shí)在一次崩坍中會(huì)同時(shí)具有這3種形式。

落石型一般指較陡的巖石邊坡，易產(chǎn)生落石的巖層必然是節(jié)理、層理或斷層影響下裂隙發(fā)育，被大小不一的裂面分割成軟弱的斷塊，這些裂面寬而平滑，有方向性。落石和巖石滑動(dòng)易沿陡的裂面發(fā)生。裂隙張開(kāi)的程度用肉眼不一定就能識(shí)別，但能滲水，由于反復(fù)凍融，長(zhǎng)時(shí)間的微小移動(dòng)，裂縫逐漸擴(kuò)大，由于降雨，裂縫中充滿水，產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力作用，造成崩坍。一般裂隙發(fā)育巖體，更易發(fā)生落石現(xiàn)象，此外硬巖下臥軟弱層時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。此類破壞型式必須嚴(yán)格控制，崩坍滾落的巖石極易對(duì)行車構(gòu)成威脅。

滑坡型崩坍指巖層在外力作用下剪斷，沿層間軟巖發(fā)生順層滑動(dòng)，多發(fā)生于傾向于路基、層間有軟弱夾層的巖體中。另外，當(dāng)基巖上伏巖屑層、巖堆等松散的堆積物時(shí)，堆積物也易沿巖層的層理面、節(jié)理面或斷層面發(fā)生崩坍。

大雨時(shí)的崩坍多屬于流動(dòng)型，砂、巖屑、頁(yè)巖風(fēng)化土等松散沉積土，多會(huì)受水的影響而產(chǎn)生流動(dòng)型崩坍，流動(dòng)型崩坍沒(méi)有明顯的剪切滑動(dòng)面。

邊坡高度大時(shí)，以上邊坡破壞的類型都較低邊坡容易發(fā)生。由上面的分析可知在邊坡的防護(hù)設(shè)計(jì)中，既要做好坡面防護(hù)設(shè)計(jì)、排水防水設(shè)計(jì)、控制好水的問(wèn)題，又要根據(jù)地質(zhì)條件、巖體性質(zhì)、巖層產(chǎn)狀、邊坡高度做好邊坡坡面設(shè)計(jì)。

2 主要防護(hù)措施

2.1 植物防護(hù)

采用植物防護(hù)，主要指在邊坡上種植草叢或灌木或兩者兼有，以減緩邊坡上的水流速度，利用植物根系固結(jié)邊坡土壤以有效減輕沖刷，從而達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。公路邊坡常用的植物防護(hù)有種草、栽草、鋪草皮和植樹(shù)等，植物防護(hù)適用于邊坡高度較低的路段，且坡度不宜陡于1∶1。

采用植物防護(hù)，增加植被面積，減少地表徑流，可從根本上減少路基的水土流失。植物覆蓋對(duì)于地表徑流和水土沖刷有極大的減緩作用。枝葉繁茂的樹(shù)冠能夠截留一部分降水量，龐大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水份，還可穩(wěn)定地表土層。而沒(méi)有植被覆蓋的地方，降水量全部落在地表面，形成徑流，造成水土侵蝕和沖刷。植被的根系能與土層密切地結(jié)合，根系與根系的盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，使地表層土壤形成不同深度的、牢固的穩(wěn)定層，從而有效地穩(wěn)定土層，固定溝坡，阻擋沖刷和塌陷，有機(jī)械的防護(hù)作用。

在植物品種的選擇上，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)、氣候、地理環(huán)境的特點(diǎn)，選擇適合當(dāng)?shù)胤毖埽苫盥矢?、生長(zhǎng)快的花草樹(shù)木，路基邊坡土質(zhì)、酸堿度、氣候、降雨等是影響公路植物的主要因素。由于路基邊坡防護(hù)的特殊性，故草種、樹(shù)種的選擇有別于園林綠化，應(yīng)根據(jù)植物的類型、氣候適應(yīng)性、土壤適應(yīng)性、抗病性、抗侵蝕沖刷、易粗放管理等要求選擇適易的物種用于公路邊坡防護(hù)。盡量選用本地的植物，本地植物生命力強(qiáng)，適應(yīng)性好，種植后養(yǎng)護(hù)管理要求低，而且種植后植物能夠與周圍環(huán)境融為一體，同時(shí)應(yīng)采用草、灌、花合理配置。

2.2 三維植被網(wǎng)

對(duì)于半風(fēng)化的石質(zhì)挖方邊坡，如果在邊坡上植草，由于邊坡未全風(fēng)化，很貧瘠，草苗生長(zhǎng)狀況不良，成活率較低。三維植被網(wǎng)是以熱塑樹(shù)脂為原料，采用科學(xué)配方，經(jīng)擠出、拉伸等工序精制而成。它無(wú)腐蝕性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)大氣、土壤、微生物呈惰性。三維植被網(wǎng)的底層為一個(gè)高模量基礎(chǔ)層，采用雙向拉伸技術(shù)，強(qiáng)度高，可以防止植被網(wǎng)變形，并能有效防止水土流失。三維植被網(wǎng)的邊坡高度不宜大于10 m。

三維植被網(wǎng)的表層為一個(gè)起泡層，膨松的網(wǎng)包以便植入土壤，種上草籽幫助固土，這種三維結(jié)構(gòu)能更好地與土壤結(jié)合。三維植被網(wǎng)的初始功能有利于植被生長(zhǎng)，隨著植被的形成，它的主要功能是幫助草根系統(tǒng)增強(qiáng)其抵抗自然水土流失的能力。由于網(wǎng)包的作用，能降低雨滴的沖擊能量，并通過(guò)網(wǎng)包阻擋坡面雨水的流速，從而有效地抵御雨水的沖刷。網(wǎng)包中的充填物（土粗、營(yíng)養(yǎng)及草籽等） 能被很好固定，這樣在雨水的沖蝕作用下就會(huì)減少流失。植草后的三維植被網(wǎng)與草坪形成一個(gè)有機(jī)整體，很難單純將二者分開(kāi)，它們共同在邊坡表層中起著加筋加固的作用，從而有效地防止了表面土層的滑移。

對(duì)于易發(fā)生崩塌、瀉溜、滑坡的坡面和半風(fēng)化石質(zhì)挖方邊坡，結(jié)合選用適合當(dāng)?shù)氐牟葑呀M成的網(wǎng)狀植被對(duì)公路邊坡有良好的護(hù)坡效果。其由于工藝簡(jiǎn)單、操作方便而大大加快了施工速度，對(duì)成型邊坡能及時(shí)支護(hù)，是一種效果理想、造價(jià)相對(duì)低廉的護(hù)坡方法。同時(shí)由于其運(yùn)用能改善公路的景觀，減少因采石而對(duì)大自然的破壞，是一種值得推薦的護(hù)坡方式。三維植被網(wǎng)植草護(hù)坡在邊坡防護(hù)中已大面積采用，其邊坡穩(wěn)定及綠化美化均可達(dá)到理想效果。

2.3 骨架防護(hù)

骨架防護(hù)是用混凝土、漿砌塊（片）石等材料，在邊坡上形成骨架，能有效地防止路基邊坡在坡面水沖刷下形成沖溝，同時(shí)，提高了邊坡表面地表粗度系數(shù)，減緩了水流速度。一般沖刷僅限于框格內(nèi)局部范圍，采用框格防護(hù)與植草防護(hù)結(jié)合起來(lái)的方法，提高了防護(hù)效果，同時(shí)美化了環(huán)境。框格防護(hù)多用于路基下邊坡，是一種輔助性的防護(hù)措施，除具有對(duì)路基邊坡的一定防護(hù)作用外，還有對(duì)路容的美化效果，尤其在互通立交范圍內(nèi)邊坡應(yīng)用最多。

近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越重視公路對(duì)環(huán)境及景觀的影響，重視路容美化，因此往往采用這種防護(hù)形式?？蚋裥螤羁筛鶕?jù)人們的想象、人們對(duì)美的追求，做出各式各樣的造型，如斜45°大框格、六角形混凝土預(yù)制塊防護(hù)、漿砌片石拱形防護(hù)、漿砌片石或預(yù)制塊做成的麥穗型等。

2.4 封面

封面包括抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土等防護(hù)形式。噴漿防護(hù)和噴射混凝土防護(hù)適用于邊坡易風(fēng)化、裂隙和節(jié)理發(fā)育、坡面不平整的巖石邊坡，其主要作用是封閉邊坡巖石裂隙，阻止大氣降水及坡面流水侵入，從而阻止裂隙中側(cè)向水壓和冰裂，防止邊坡巖石繼續(xù)風(fēng)化，保護(hù)邊坡不發(fā)生落石崩坍。在公路上廣泛采用的封面防護(hù)措施是噴射混凝土，該防護(hù)要求在混凝土內(nèi)設(shè)置菱形金屬網(wǎng)或高強(qiáng)度聚合物土工格柵，并通過(guò)錨桿或錨固墩固定于邊坡上，這主要是為防止混凝土硬化收縮產(chǎn)生裂縫或剝落。

抹面防護(hù)、捶面防護(hù)由于使用年限較短，在各等級(jí)公路上使用較少，當(dāng)路基較低時(shí)采用抹面防護(hù)合理結(jié)合植草防護(hù)，既能起到建設(shè)初期的保護(hù)作用，又能起到運(yùn)營(yíng)期的防護(hù)與綠化作用。

2.5 護(hù)面墻

為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質(zhì)邊坡，免受大氣影響而修建的墻，稱為護(hù)面墻。護(hù)面墻多用于易風(fēng)化的云母片巖、綠泥片巖、泥質(zhì)灰?guī)r、千枚巖及其它風(fēng)化嚴(yán)重的軟質(zhì)巖層和較破碎的巖石地段，以防止繼續(xù)風(fēng)化。可以有效地防止邊坡沖刷，防止滑動(dòng)型、流動(dòng)型及落石型邊坡崩坍，是上邊坡最常見(jiàn)的一種防護(hù)型式。

護(hù)面墻除自重外，不擔(dān)負(fù)其它荷載，亦不承受墻后土壓力，因此護(hù)面墻所防護(hù)的挖方邊坡坡度應(yīng)符合極限穩(wěn)定邊坡的要求。護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻等。實(shí)體護(hù)面墻用于一般土質(zhì)及破碎巖石邊坡；孔窗式護(hù)面墻用于坡度緩于 1∶0.75的邊坡，孔窗內(nèi)可捶面（坡面干燥時(shí)）或干砌片石；拱式護(hù)面墻用于邊坡下部巖層較完整而需要防護(hù)上部邊坡。用護(hù)面墻防護(hù)的挖方邊坡不宜陡于 1∶0.5。為增強(qiáng)護(hù)面墻的穩(wěn)定性，在邊坡高度較高時(shí)應(yīng)分級(jí)砌筑，視斷面上基巖的好壞，每6～10 m高作為一級(jí)，并在墻頂設(shè)≥1 m的平臺(tái)；墻背每4～6 m高設(shè)一耳墻，耳墻寬0.5～1 m。護(hù)面墻頂部應(yīng)用原土夯實(shí)或鋪砌，以免邊坡水沖刷，滲入墻后引起破壞。修筑護(hù)面墻前，對(duì)所防護(hù)的邊坡應(yīng)清除松動(dòng)巖石、松散土層。對(duì)風(fēng)化迅速的巖層如云母巖、綠泥片巖等邊坡，清挖出新鮮巖面后，應(yīng)立即修筑護(hù)面墻。

在我國(guó)山區(qū)高等級(jí)公路的防護(hù)設(shè)施中，護(hù)面墻是上邊坡采用較多的防護(hù)形式，而且多是實(shí)體護(hù)面墻，一般根據(jù)邊坡高度、巖石風(fēng)化程度及巖土的工程地質(zhì)特性采取半防護(hù)或全防護(hù)措施，在坡腳處應(yīng)設(shè)置矮墻。對(duì)于土質(zhì)邊坡，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)，還可以做綠化，種植一些藤本植物以美化環(huán)境。

1 劉書(shū)套.高速公路環(huán)境保護(hù)與綠化（高速公路叢書(shū)）［M］.北京：人民交通出版社，2001.10

2 《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJT093－95）

3 《公路設(shè)計(jì)手冊(cè)》（路基）

4 孫丙湘編著.道路綠化和美化工程［M］.北京：人民交通出版社，1983.2

5 《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJT019－97）

6 劉伯瑩、姚祖康主編.公路設(shè)計(jì)工程師手冊(cè)［M］.北京：人民交通出版社，2004.3