淺談沿河路堤防護設計措施

摘 要：在山區的公路工程設計中由于地勢起伏大，挖填方工程量大，有全填斷面或全挖斷面與半填半挖斷面，道路挖填后。沿河路堤因河道變遷與水位漲落等原因，經常受到沖刷作用，因此路基必須防護，才能確保路基穩定。

關鍵詞：公路工程 沿河路堤 設計 防護措施

中圖分類號:U41 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)12(a)-0000-00

公路沿線土層薄，巖層厚，巖石多屬石灰巖。在氣候方面，山區暴雨多，山洪急，河流水位變化幅度大。河流的沖刷作用，包括動水壓力、波浪壓力、冰體壓力，及其他要素如壅水高度、沖刷深度、防護層厚度等，均需在設計時予以計算與分析，據此選擇相應防護措施。因為水流性質變化較大，防止沖刷的方法有多種。各種方法大致可以歸納為直接防護和間接防護兩大類。直接防護中，除上述植物防護與砌石防護外，對于較大流速和浸水部分來說，還有拋石、石籠、柔性板與抗滑樁等；間接防護主要指導治和改河，導治工程中常用的有丁壩和順壩等。沖刷防護應做好水文地質勘查的工作，也包括風浪作用及附近河段兩岸現狀的有關資料的收集與整理。在沿河路堤的最常用的是直接防護它是指對河岸或路基邊坡所采取的直接加固措施，目的是抵抗水流的沖刷和淘刷作用，其特點是盡可能不干擾或很少干擾原來的水流性質，因而對防護地段的上下游及河對岸影響輕微。但要求防護措施的本身應有足夠強度和穩定性，并能夠經得住最不利情況的考驗。直接防護在水流速度較緩，流向與堤岸接近平行，或在寬闊的河灘、凸岸、臺地邊緣等水流破壞作用較弱地段優先選用。山區河流有時河槽成“V”形，其縱坡較陡、流速較大，水流的破壞作用強烈，如果由于受到地質的限制而難以人為地改變水流性質時，則不得不采用直接防護措施，此時必須著重考慮防護體的堅固穩定。

1 沿河路堤的主要防護方式設計

1.1 草皮防護設計

用于沖刷防護的草皮護坡一般采用臺階式疊砌或豎立式疊砌。草皮通常害|城塊狀的草皮磚，常用尺寸為25cm×40cm，厚度為6～10cm。在坡腳下的基礎部分應鋪草皮磚1～3層，伸出坡腳以外的寬度可視當地情況而定，但不小于l.Om。草皮防護宜用于周期性浸水路堤的防護，洪水時水流方向大致與護坡走向相平行，并不受主流沖刷。草皮防護容許流速小于1.8m/s，容許波浪高小于0.4m。為使移植后的草皮繼續成活，應選用適宜在邊坡土壤上生長的草皮；但有流水情形時不宜采用草皮防護。草皮防護施工方法同以上坡面防護所述基本一致，但亦可在需要加固的邊坡上預先鋪一層種植土后再移植草皮。割取草皮的厚度應包含其根部系統且草根不應露在外面。鋪草皮磚前，應先平整坡面。草皮磚應緊貼邊坡而不留空隙，并與相鄰一行錯接。草皮磚的有草一面向上或向下，各層應一致，但最上一層的有革面均應向上。為使草皮與邊坡牢固結合，可用柳枝尖樁或木尖樁將草皮磚釘住。

1.2 漿砌片石防護設計

當水流速度較大，約4～5m/s，波浪作用較強，并可能有流冰、漂浮物等沖擊作用時，可采用漿砌片石防護，并配以其他相應防護措施。漿砌因片石的要求，同坡面防護所述相似，惟水流作用強烈，砌體要求更為嚴格。砌石標高一般以設計水位，加壅水和浪高及安全高度為限，邊坡一般緩于1:2，上部還可預留護坡道。

1.3 拋石防護防護設計

拋石防護主要用于防護受水流沖刷和淘刷的路基邊坡和坡腳，以及擋土墻、護坡的基礎等，宜用于經常浸水且水流方向較平順，河床地層承載力較強無嚴重局部沖刷者，最適用于沿礫石河床的路基。拋石防護適宜在盛產石料和沿河線開山廢石方較多的地區使用。拋石不受氣候條件限制，季節性浸水和常年浸水的邊坡，均可采用。拋石一般匯集坡腳處，外形成梯形或俯墻式石垛，高度約為低水位以上1.Om，頂寬等于或大于1.Om，坡度約相當于所拋石料浸水時的休止角，約為1:1.25～3.0。在水流或波浪作用很強烈的地方或缺乏石料的地區，可用混凝土預制的人工塊體。拋石的關鍵是石塊粒徑的選擇，依據是水深與流速，通常選用15～50cm的較大粒徑。為使洪水下降后，路堤體能迅速干燥，并減少路基土被沖刷流失，應在拋石背后設置反濾層。

1.4 石籠防護設計

當地缺少較大石塊時，采用鐵絲編織成箱形或圓柱形格網，內填粒徑較小的石塊，構成石籠，整體鋪設在沿河路堤坡腳和水下坡面，用以代替拋石等沖刷防護。在含有大量泥沙的急流及基底土質良好的條件下，采用石籠防護具有良好效果，石籠中石塊之間的空隙將很快被泥沙淤滿，形成整體牢固層。當水流中含有較大漂石時，容易磨損鐵絲，而導致石籠早期破壞，因而不宜采用。石籠防護可在一年中任何季節施工，也可在任何氣候條件及水流情況下采用，但以低水位時施工較好。箱形鐵絲石籠一般高H=0.25～1.5m，長L=(3～4)H。圓柱形石籠一般適用于高水位或水流很急，或有漩流的情況，它可在路基邊坡邊緣上制備，填好石塊后滾入水中。常用的石籠尺寸，石籠所用鐵絲，有普通和鍍鋅兩種，普通鐵絲石籠使用期約3～5年；鍍鋅鐵絲石籠使用期可達8～12年。石籠常用直徑6～ 8mm鋼筋作骨架，網孔可成六角形或方形。以六角形網孔較為牢固，不易變形，網孔常有6cm×8cm、8cm×10cm或12cm×15cm等。石籠所用填料，最小粒徑應大于網孔，且不小于4.Ocm。填料時，外層宜用較大石塊，石塊應不風化，有棱角，棱角可突出網孔，以便相互嵌緊，并起保護鐵絲網的作用；內層可填較小石塊。石籠根據防護要求與水流性質，采用不同鋪設方式。如果用于防止沖刷淘底，常在河底上平鋪石籠，并使石籠與坡腳線垂直，坡腳處尾端固定，另一端可自由移動，當沖刷淘底時另一端下落而貼近底面。如果石籠用于防止岸坡被沖刷時，則可用壘碼或平鋪于坡面的形式。

1.5 浸水擋土墻防護設計

用石料或水泥混凝土塊，在水流沖刷路段修筑擋土墻，邊坡可很陡，抵抗水流作用的能力較強，容許流速5～8m /s以上，容許波浪高2m以上，宜用于有強烈流冰的情況。同時可兼受路基側向土壓力作用，稱為浸水擋土墻，其構造與穩定性計算，詳見第六章所述。同樣是墻形的圬工砌體，如果不受或少受路基側壓力，旨在防護路基沖刷，亦可稱之為駁坎。駁坎的構造與簡易浸水墻有相似之處，也要求基礎穩固、砌體堅實，并應設置伸縮縫等。

1.6 柔性混凝土塊板沉排防護設計

柔性混凝土板可以鋪設在不很平坦的地面上，不需要墊層，亦用于砂、卵石中等顆粒的河床。如河床土壤為細砂、粉砂或砂土時，為防止細顆粒自板間空隙被淘走，引起塊板畸形下沉，其基底應加設墊層。柔性混凝土塊板防護為一組組的混凝土塊板連接起來的覆蓋層，并固定系在靠近的實體建筑物或特設的腳墻的砌體上或拉樁上。此種掛排可以隨時伸長縮短，以適應難以正確判斷的沖刷深度。各塊板間均用能自由轉動的鉸鏈連接。如河床中有孤石，要設法挖除后才能使用。

2 結語

簡單地總結了沿河路堤防護的設計和施工要點，并且重點介紹了直接防護措施的使用及設計要點。經實踐證明做好沿河路堤的防護設計措施不僅大大提高了抗沖刷能力和抗傾覆穩定性，而且也能起到減少工程量的作用。

參考文獻

[1] 胡克洪.淺談山區道路路堤防護及綠化美化[J].上海鐵道科技，2008(2):84-85.