論云南公路工程中的主要簡易防護措施

周劍萍

（云南交通咨詢有限公司，云南 昆明 650031）

0 引言

一般情況下，公路工程防護主要是指公路邊坡防護等工程措施。公路邊坡防護分為公路上邊坡防護和公路下邊坡防護。但是，在很多情況下，人們往往會忽略公路下邊坡防護工作，乃至在一些課題研究中，也只注重公路的上邊坡防護措施的研究。在公路防護工程設計和施工過程中，應當區別對待“防”、“護”的關系。邊坡可分為穩定的邊坡和不穩定的邊坡兩種，“防”，有預防的意思，指邊坡本身存在不穩定因素，如滑、坍可能性的存在，對這種問題必須通過一定的工程技術手段，消除不穩定的因素，使邊坡處于穩定狀態；而“護”，有保護的意思，指邊坡本身在開挖后是穩定的，為了不讓邊坡在大氣、雨水作用下被進一步拉槽、切割、或者為了美化景觀、或者為了防止因邊坡碎落物影響行車安全而采取的措施。無論對邊坡采用“防”、“護”或“防護”結合處理措施，必須根據開挖后的邊坡實際情況決定防護方式。

通常山區公路工程下邊坡均設置有擋土墻等擋護體系，在壩區，為節省公路占地，一般也設置了低矮的護腳墻。但是，這種低矮的護腳墻通常也可以采用更為簡易的措施替代。

本文結合云南工程建設實際，借鑒并提出幾種簡易公路工程防護措施，可用于公路上邊坡、下邊坡、棄土場以及橋墩防護工程之中。

1 鋼筋（竹編）片石籠在公路上邊坡防護工程中的應用

在公路上邊坡的坡面開挖后，發現坡面往往滲水嚴重，坡面滲水與坡面土體混合，溢過擋土墻頂面，流入公路邊溝之中或堆積到路面上。當坡面較高時，坡體面積較大，坡面防護工程難以實施，且工程費用較大。

由于坡體滲漏水不斷補充，坡面泥濘，水土流失較為嚴重，工程形象特別差，這種情況下的坡面穩定性也較差。因此，需要一種能留住土體、讓水體通過沿著擋土墻頂面流入路基邊溝的施工方便快捷的工程治理措施。

機理分析：如圖1所示，坡面高陡，由于山體水的影響，坡面泥濘，產生坡面水土不斷流失，影響公路運營。這種處理辦法，是在已施工好的擋土墻頂面設置一道順擋土墻方向的高2.5m、厚1.2m的鋼筋片石籠，讓坡面水、土混合物逐漸堆積在鋼筋石籠和坡面之間的三角區域。由于石籠不保水，水體能夠穿過石籠順擋土墻流入路基邊溝；而土體不能穿過石籠而滯留在此三角區域內形成新的土體堆積。這樣，水體不斷流失、土體不斷堆積，當通過一段時間的土體搬移和堆積后（如圖2所示），當土體①向土體②逐漸堆積形成后，新形成的坡面將會變緩，或者接近了土體的自然“安息角”，因此，土體不再流動，形成新的穩定邊坡，達到治理邊坡的目的。由于“流失—堆積”的過程往往在雨季更為頻繁集中，在云南溫濕多雨的環境下，坡面上一般會在流失較少季節生長部分植物植被，減少坡面的水土流失，因此，在相對穩定的坡面上的植被又會減緩坡面的水土流失。因此，這種坡面治理措施應歸結為“流失—堆積—植被”的反復作用，最終穩定坡面和自然綠化坡面產生。

圖1 擋土墻上設置鋼筋片石籠示意圖

圖2 雞石高速公路上擋墻頂設置的鋼筋石籠

筆者在雞街至石屏高速公路，采用了在擋土墻頂面設置鋼筋石籠的辦法，快速處理了邊坡滑坍繼續加劇的坡面治理工作（如圖2所示）。本段公路坡面高達54m，施工過程中，坡面濕濘，采用其他過程防護措施難以實施，且費用較高。經研究，采用了在擋土墻頂設置高2.5m、寬2m的鋼筋石籠處理辦法，經過10年的通車運營，未發生任何變形和破壞，效果良好。圖3為云南中甸至松園橋二級公路沖江河段，坡面為崩塌堆積體，土體松散，坡面高陡，碎落不斷，嚴重影響行車安全。經研究，采用了幾種對比處理措施，以確定本段公路其他段落的處理技術。一是采用被動落網，造價高效果好，二是在擋土墻上加設鋼筋石籠（但高度不足），效果良好但造價低，三是不采取處理措施，碎落物直接進入路面效果差。最后確定，多數路段采用了第二種處理措施。

如果考慮鋼筋石籠的鋼筋銹蝕問題和工程造價問題，在擋土墻頂面設置竹編片石籠也會產生相同的水土分離效果。在云南保山至昌寧二級公路上，就大量采用了擋土墻頂設置竹編石籠的工程措施，達到了節省造價、就地取材的邊坡治理效果，值得借鑒。

圖3 中松二級公路上擋墻頂設置的柔索護欄及鋼筋石籠、未處理段的情況比較

2 鋼筋（竹編）片石籠在山區河流橋梁工程中的運用

山區河流，往往具有河床狹窄、水流湍急、河床比降較大、河流沖刷嚴重、水流中漂浮物較多等特點。因此，經過幾代橋梁工程師的探索，提出跨越山區河流的橋梁結構，一般情況下，不宜采用擴大基礎，為安全計，一般均應設為樁基礎；同時，橋梁墩柱應充分預留較厚的保護層，必要時應設置專門的墩柱進行保護。

橋梁墩柱應具有較厚的鋼筋保護層，可以防止較為輕微的撞擊，如河流中的漂浮樹枝、雜物撞擊等。但是當河床中具有較大河灘石、河床比降較大時，為防止翻滾的石頭撞擊墩柱，應設置必要的墩柱防撞措施。這種情況下，鋼筋（竹編）石籠往往是較好的防撞措施。

在橋梁墩柱上游，設置鋼筋（竹編）石籠，可以起到分水和防撞的功能。同時，可充分利用河灘中的石料，填充石籠，達到就地取材、施工快捷、節省造價的目的，取走的石料，也可改善水流環境，達到減少河床沖刷橋梁基礎的效果。因此，在山區河流中，必要時采取這種處理措施是十分必要和可行的。筆者在征詢建設指揮部意見后，在元江至磨黑高速公路跨越永馬大溝的橋梁工程中，設置了鋼筋石籠作為橋墩防撞措施，經多年的運營，效果良好。

為防止河流沖刷橋臺基礎或農田，可在必要河段設置鋼筋（竹編）石籠作為挑水壩、丁壩等水工調治工程措施。云南已廣泛運用此類措施，如臨滄地區三岔河段，在此不再贅述。

3 鋼筋（竹編）片石籠在山區泥石流治理工程中的運用

泥石流是產生在溝谷中或坡地上的一種含大量泥沙石塊的特殊洪流。泥石流的特點是爆發突然，運動快速，歷時短暫，比一般洪水具有更大的破壞力，它對路基的危害主要是通過堵塞、於埋、沖刷、撞擊等方式對路基及其附屬構造物產生直接危害，也可通過壓縮、堵塞河道使水位壅升，以致淹沒上游沿河路基，或者迫使主要河槽的流向發生變化，沖刷對岸路基，造成間接水毀。

云南山區泥石流較為嚴重的區域較多，主要分布于東川區、臨滄的部分地區和“三江并流”的部分區域，其中，最為嚴重的是世界知名的“東川泥石流”。泥石流的扇形堆積區域，是隨著泥石流的性質和發生次數，很大程度取決于固體物質的補給方式、成分和數量，以及這種補給物在流域的位置及其可能與水遭遇的機會而逐步擴大和增厚的。固體物質的補給方式有集中補給、分散零星補給、巖崩補給和溝谷內河床沉積物補給等。固體物質、巖性、地質構造和人類活動等構成了泥石流的必要地質條件。

因此，泥石流的防治措施，分為工程防治措施和其他防治措施兩種。工程防治措施包括排導措施、攔截措施、跨越措施和繞避措施。其他防治措施包括水土保持措施和預警措施等。

鋼筋（竹編）片石籠可用于公路工程對泥石流的攔截措施中。圖4為云南省臨滄地區羊頭巖至耿馬公路中，路線通過泥石流的洪積扇前緣，養護部門在洪積扇前緣設置反復加高的竹片石籠攔擋泥石流措施。由于泥石流流量不大，且竹片石籠可起到攔擋土石過濾水的作用，故該措施不但可就地取材，節省材料，還較為科學。在有條件時，也可采用鋼筋（片石）石籠攔擋泥石流。

圖4 用竹編石籠攔截泥石流淤積埋公路

在云南的一些山區房屋建筑工程中，為保證基礎穩定，尤其是保護坡面不被進一步侵蝕，也廣泛采用鋼筋石籠作為坡面防護起到坡面穩定的作用，效果良好。

4 上護面墻頂干碼片（塊）石簡易防碎落措施的運用

邊坡開挖后，由于地質原因，有的邊坡易出現坡面碎落，碎落物一般掉入路基邊溝或跨過邊溝進入路面，影響路容環境，嚴重時影響行車安全。為解決這種問題，一般采用坡面掛網來解決。但是，多數情況下，也可以采用簡易措施來處理。

在上護面墻頂設置50cm左右（高度視情況而定）的干碼片塊石，這樣，在砌體與坡面之間就形成了一個三角區域，這個區域一般能夠攔擋多數碎落物質。隨著時間的推移，碎落物質會逐漸減少，坡面會自然生長一些植物來阻止坡面碎落物質的產生或不再出現坡面碎落。這就是簡易處理坡面一般碎落物的機理。在云南松園橋至中甸二級公路的部分路段的多個工點，就是采用此處理方式來治理坡面碎落。

5 鋼筋（竹編）片石籠或干碼片（塊）石墻在公路棄土場的運用

為保護環境和進行水土保持，公路工程建設對棄土場的設置和工程技術對策普遍高度重視，在公路棄土場一般均設置了漿砌片塊石攔擋結構。

作為攔擋棄土結構，漿砌工程須設置必要的泄水孔道和泄洪槽口等。其工作原理只是攔截土、石，宣泄水體。鋼筋（竹編）片石籠或干碼片石墻無需專門設置泄水孔道等，同樣具有攔截土體宣泄水體的功效，同時具有施工簡便、快捷、節省工程造價、對地基要求普遍不高、可多重設置等，因此，在多數情況下，普遍適用于公路棄土場的攔擋結構工程中。

如果在鋼筋（竹編）片石籠或干碼片石墻的墻體間隙之間，人為埋置易于當地環境生長的柳條、藤條或根系發達的植物，對坡面穩定和環境保護將具有重要的現實意義（俗稱“壓條”技術）。

6 木樁竹籬在公路建設中的運用

在若干年以前，人類就采用木樁加固坡體，世界文化遺產——云南元陽梯田就是一個很好的例子，采用木樁加固田梗，形成了層層疊疊的蔚為壯觀的梯田，譜寫了一首首壯麗的生命之歌。今天在公路坡面治理中采用的鋼筋混凝土抗滑樁，基本原理形同先人們采用的木樁，唯一不同點就是隨著材料技術的進步，將木料改為了鋼筋混凝土材料而已。因此，也再一次印證了“材料技術進步推動結構技術的進步”這一結構技術發展原理。

云南高原山區公路建設中，會遇到很多原坡面土體松散、坡面不穩，或公路施工過程中不可避免形成的松散下坡面等情況。這些坡面治理難度較大，主要表現為：a）坡面面積較大，治理需要大量資金；b）任何工程措施的實施，將會進一步擴大破壞面積，或誘發次生災害；c）道路安全包括行車安全隱患大；d）環境恢復困難、水土流失嚴重等等。

采用木樁竹籬笆技術，能很好解決這一難題。基本原理：在松散土體上，基本順應地形等高線打入（多排）木樁，順等高線木樁編制竹籬笆，在竹籬笆和坡面形成的山腳區域（竹籬笆靠山體上側）的竹籬笆腳堆置植物生長袋。植物生長后，很快形成植物條帶，依托植物根系降低水土流失程度，達到坡面穩定的效果。

圖5為云南保山至龍陵高速公路上的坡面木樁竹籬笆實施過程中的圖片，圖中上位堆置植物生長袋。

圖5 云南保龍高速公路對松圖攔擋措施之一

這種坡面處理技術，適應于公路坡面穩定，需要治理坡面水土流失的大面積治理區域，施工簡單，造價低廉，易于實施，能在較短時間綠化美化坡面，達到綠化環境、美化環境等效果，特別適應氣候溫濕、易于植物生長的區域。

7 青（紅）磚在公路下坡面治理中的運用

公路填土施工的下坡面，坡比一般為1∶1.5。當填方路基路段較長時，一般采用矩形、拱窗形工程措施加上植草綠化坡面防護，這種工程措施和生態（植物）措施的組合處理技術，是邊坡“防”與“護”的結合。但在公路建設中，一般情況下，公路下邊坡上都不種植高大的喬木，使得公路顯得呆板，也與周圍自然環境不相協調。

一些高速公路上，也在探索并種植高大喬木、灌木種植在下邊坡上。例如，云南高原山區高速公路采用易于生長的物種（豬屎豆），能較快封閉坡面，形成高于路面的“綠墻”，有的需要定期修剪，才能保證通視要求。但在壩區，公路線形相對順直，即使形成“綠墻”也與周圍環境不相協調，因為在壩區生長的相對高大的植物，基本是三五成群的，乃至是不同物種的組合，東一堆西一叢，雜亂分布在廣大的壩區之中。同時，公路邊緣種植行道樹的方法在壩區依然不適用，因為一般情況下種植的行道樹多采用等間距的種植方式，恰似哨兵站崗，同樣與自然環境不相適應。

因此，最好的壩區公路下邊坡植物種植方式，是在公路兩邊，非對稱、非等間距種植三五成群、不同種類植物的方式，如在某邊坡15m左右范圍內，種植芭蕉兩顆、竹子一叢、滇撲樹兩株等，順便種植一些開花爬藤等。其他區域依然采用工程措施與生物措施（灌木、草等）相結合，使得公路縱向顯得層次清晰、同時節省工程造價。這樣，在公路通過壩區范圍內在下邊坡上非對稱種植幾群植物，顯得自然、樸實，避免了公路植物景觀的單調等，使得公路更加融入自然環境。

8 結語

本文結合云南高原山區公路建設實際，列舉推薦了幾種簡易坡面處理技術，能較好解決公路建設過程中的公路上邊坡、下邊坡處理問題。其中，涉及材料技術、結構技術和工程力學處理技術等，材料取材來源廣泛、很多能夠就地取材，同時，施工方便、快捷，節省工程建設造價，易于形成公路景觀，達到環境保護、節省資源、節能減排和減少水土流失等綜合治理目的。同時，本文對一些處理技術，進行了機理分析，對一些問題，提出了解決方案，便于在工程實踐中借鑒推廣。