雙長公路生態邊坡防護設計

馬威

【摘要】在公路設計日益成熟的今天，道路交通環境問題成為了交通行業關注的重要問題，公路邊坡防護的設計日趨重要。傳統的坡面防護方式中雖然有種草、植樹，但始終是以礦料加固邊坡為主導，對生態景觀考慮不足。

【關鍵詞】邊坡;客土噴播;液體固化劑;三維植被網;設計

1、引言

在公路設計日益成熟的今天，道路交通環境問題成為了交通行業關注的重要問題，公路邊坡防護的設計日趨重要。傳統的坡面防護方式中雖然有種草、植樹，但始終是以礦料加固邊坡為主導，對生態景觀考慮不足。

2、項目概況

本項目位于大連市甘井子區。路線起點K0+000與已建成的錦雙線二期道路丁字交叉，路線終點K5+327與長城鎮內下穿土羊高速瀝青路丁字交叉。路線全長5.33Km。

道路設計等級：一級公路;

設計時速：60km/h;

設計安全等級：1級;

環境類別：Ⅱ類;

抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g;

本項目為山嶺重丘區，沿線途徑林地及耕地，根據該地區地勘報告顯示：K0+000～K2+320范圍內為中風化片麻巖巖樣，K2+320～ K5+327范圍內為粉土土樣。

3、設計思路

本次設計的初衷是為了改善邊坡的環境，恢復因道路建設而受到破壞的生態環境，并在生態護坡的基礎上，對邊坡的排水設施以及植物護坡的形式進行了設計。在具體設計中針對本項目中兩個不同地質的邊坡進行分別的生態防護設計，并根據每一種地質設計適合于改善以及恢復邊坡環境的生態防護方式。

4、邊坡穩定性

《公路路基設計規范》（JTGD30-2015）P19中表3.7.7路塹邊坡穩定安全系數相關要求如下表：

4.1 路塹邊坡穩定性計算

取路塹挖方最大的一處進行計算，通過查取資料可知最大的挖方處在K0+490處，挖方為15.041m，故初擬邊坡高度為15m，邊坡坡度為1：0.75，由于此處的邊坡地質為中風化片麻巖。依據同濟啟明星邊坡穩定分析計算軟件SLOPE1.0，采用瑞典條分法進行邊坡穩定計算，計算得出邊坡安全系數為1.34，根據計算結果可知邊坡穩定性滿足規范中相關要求。考慮到巖質路塹邊坡在暴雨或連續降雨狀態下穩定性與正常狀況下基本相同，故也滿足非正常狀況Ⅰ要求;

5、中風化片麻巖段邊坡防護設計

根據平面圖和地勘資料，可知K0+000～K2+

320的邊坡地質情況為中風化片麻巖，在這一段內共有一座橋梁，總長為390.845m;并有路塹段1049.65m，路堤段219.50m，既有道路660m 。在邊坡防護設計時，此段邊坡防護設計的主要目的是為了改善段的環境，恢復原始的美麗環境，故選擇客土噴播作為本段道路植被防護的設計方案。

5.1 客土噴播

客土噴播是以團粒劑使客土形成團?；Y構，加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網絡加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優的多孔穩定土壤結構。

5.2 植物選擇原則

結合當地的地址及氣候情況，確定植物選擇的基本原則如何：

（1）選用月見草、紫羊茅等植物作為早期種植的草本種類，以便在客土噴播施工后早期的草本層能夠迅速地發芽、覆蓋，從而形成有利于其他后期植物生長的、良好的立地環境。

（2）考慮到草、灌、喬的組合方式，設計中盡量減少優勢草種的使用量，為后期灌木及喬木的生長創造有利條件。

（3）胡枝子、紫穗槐、檸條作為后期的建群植物，在前期的種子存活率遠小于草本植物。

5.3 客土的選擇

要使客土穩定地存留在沒有土壤層的堅硬坡面上，并且能保證植物的生長發育， 必須要具備以下幾個條件：

（1）良好的質地組成。纖維物、沙粒、粘粒要比例適中。具有一定的粘性且能與坡面粘連形成一個整體，保證結構的穩定性且材料不宜流失。

（2）充足的養分含量。選用富含鉀、磷、氮等有機質、 酸堿度適宜邊坡設計植物生長、具有較強的保水性及保肥性的土壤。

（3）適宜的土層厚度。根據設計噴播植物種類及特性需求選用適宜該物種生長發育的最小土層厚度。

6、粉土土樣段邊坡防護設計

根據地勘資料查得K2+320～ K5+327范圍內為粉土土樣，在這一路段內一共有2座橋梁，且此路段的填挖方均不超過10m，故邊坡不用分級修筑。

粉土性質的路基邊坡由于自身的一些特性，其極易受到雨水的沖刷與侵蝕。為了確保粉土路基邊坡土層的不被破壞，工程上一般較常采用水泥或砌石網格防護、邊坡表面噴灑混凝土等邊坡穩定的方法，但從環保的角度，近期設計邊坡防護更多地采用植物防護的方法，對于坡率較陡的粉土質邊坡，應先保持邊坡土層的穩定，使得邊坡土能夠長久的保持土中的水分，從而使所種植物能快速的生長并盡快的覆蓋于邊坡表面。

6.1 新材料SEU-1型液體固化劑在邊坡防護中的應用

SEU-1型液體固化劑噴灑在粉土邊坡表層，利用溶液與土顆粒之間的相互作用，使邊坡表層土快速固化，使之具有一定強度和抗沖刷能力，并有利于植物的生長。

6.1.1 液體固化劑的固化機理

氯化亞鐵水溶液室溫下與石灰水反應生成氫氧化亞鐵納米粒子，反應物噴灑在公路邊坡的表土層，反應物中的Fe（OH）2納米粒子能迅速地附著在表土層的土顆粒表面，并與空氣中的氣體發生相關化學反應，使其轉化成含鐵氧化物，進而使其周圍的土顆粒粘結在一起，從而達到快速固化的效果。

6.2 具體防護中的應用

將三維植被網固定在待施工道路邊坡上，經三維網篩后，將制備好的表土和有機肥均勻撒布在網墊上，自上而下拍打、壓實。最后將種子與粘膠劑及液體固化劑一起混合攪拌后均勻地噴播在已施工的坡面上，使其對坡面能夠形成連續的、持久的保護。

結語：

在本設計中，筆者對生態護坡的初步理解是根據不同的邊坡選擇合適的植物搭配，以改善因道路修建而對周圍環境產生的破壞，所以在設計中都是以恢復環境，讓道路與周圍自然環境形成一體為主要目標。

參考文獻：

[1]公路路基設計規范JTGD30-2015

[2]朱志鐸.粉土路基穩定理論與工程應用技術研究[J].

[3]陸旭東，陳建業，韓繼國 王倜.長白山區公路風化巖邊坡客土噴播技術研究[J].