基于綠色環保理念的路塹邊坡加固防護設計

曾 小 波

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610000)

面對自然生態環境被嚴重破壞等新形勢，黨的十八大提出大力推進生態文明建設，走人與自然和諧發展之路。在鐵路、公路等工程建設中，盡管難以避免路塹開挖等破壞自然生態環境的現象，但若我們能轉變既有設計理念，強化綠色環保意識，盡可能減少對自然環境的破壞，或破壞后盡可能恢復至破壞前的自然環境，甚至恢復為更加綠色、環保、和諧的生態環境，使基礎工程與自然環境和諧共生，從而更好地推進生態文明建設，更加順應新時代發展的要求。

1 既有鐵路路塹邊坡加固防護設計

為保證路塹邊坡安全穩定，其邊坡穩定性應滿足相應規范要求，既有路塹邊坡加固防護設計一般遵循“固腳強腰”的設計思路，通常是指在路塹邊坡坡腳設置擋土墻、樁板墻、樁間擋土墻、樁間土釘墻等支擋結構加強坡腳加固；在路塹邊坡中部設置抗滑樁、錨索(桿)框架梁等主動約束措施，增加邊坡的穩定性。邊坡坡面防護一般常用截水骨架、錨索(桿)框架梁，或采用漿砌片石封閉等加固防護措施，截水骨架內、框架梁內常用灌草護坡、噴混植生等綠色防護措施。既有綠色防護設計，在工程建設初期，僅為植物提供營養土，很少在植物的生長習性、種類選擇、適應氣候條件、營養需求及生態循環系統等方面進行有針對性地設計，以致后期綠化防護效果差，甚至失效，導致水土流失進而引起邊坡淺表面工程滑塌，從而引發運營事故。既有路塹邊坡加固防護設計通常如圖1所示。

既有路塹邊坡加固防護設計具有兩個明顯特點：1)以保證邊坡安全穩定為設計出發點。路塹邊坡坡腳設置大量鋼筋混凝土支擋結構，如樁間擋土墻、樁板墻等懸臂式支擋結構，特別是遇到深、長路塹時，兩側均設置了大量圬工支擋結構，它們暴露在自然環境中，既影響駕駛員視線和乘車舒適度，其視覺效果又與周邊自然環境呈現出明顯的不和諧性。2)缺乏綠色環保系統設計。邊坡綠化設計時，對適合鐵路養護、適合當地氣候生長的植物種類選擇、植物生長習性和生態循環系統等細部研究較少，采用簡單覆綠方式，短時間內達到了綠化效果，幾年過后，植物不能持續生長，生態系統失去平衡，邊坡綠化防護隨之失效，水土慢慢流失，邊坡穩定性降低，進而可能引發邊坡淺表面工程滑塌，造成運營安全事故。

2 基于綠色環保理念的路塹邊坡加固防護設計

在分析了既有路塹邊坡加固防護設計基礎上，為大力推進生態文明建設，筆者認為我們應轉變既有路塹邊坡加固防護設計理念，即設計出發點應從保證邊坡安全穩定轉變為：在強化綠色環保設計基礎上保證邊坡安全穩定。

2.1 總體設計思路

1)選線設計時，應盡量減少路塹邊坡，特別是盡可能避免深、長路塹邊坡。2)若遇深、長路塹邊坡時，應進行抬高線路標高，以及橋梁、隧道和路基方案綜合比選，確定最優通過方案。3)當面臨不可避免的深、長路塹邊坡時，應根據全線設計原則、邊坡所在區域氣候條件、地形地質條件等進行個別設計，盡量保證全線路塹邊坡整體協調性，綜合比選斷面形式、邊坡坡率和工程措施等，最大限度地滿足邊坡綠色環保要求，同時保證邊坡的安全穩定。

2.2 橫斷面及支擋結構設計

為使鐵路建設與自然環境和諧發展，邊坡設計時應盡量少用樁板墻、樁間擋土墻等外露圬工較多的懸壁式支擋結構。當不可避免需采用懸臂式支擋結構加固路塹坡腳時，懸臂高度不宜設置過高，盡量降低與周邊環境的不協調性，減少對自然環境的影響，利于列車駕駛員瞭望。坡面加固防護宜采用抗滑樁、錨桿或錨索框架梁等埋式擋護結構，既能保持與自然環境和諧共生，又能保證邊坡的安全穩定。橫斷面設計優先采用全斷面緩邊坡的斷面形式，特別是硬質巖路塹邊坡加固防護設計時，雖然硬質巖自身穩定性好，邊坡穩定坡率較陡，仍建議放緩路塹邊坡坡率至1∶1及以上，既可大大降低邊坡危巖落石風險，增加的石方開挖量可用作填料，減少線路范圍外的取石場，且緩邊坡利于邊坡綠化，增加列車駕駛員視野，保障行車安全。

基于綠色環保理念的路塹邊坡加固防護設計見圖2。

2.3 邊坡的綠化設計

推動鐵路生態文明建設，除邊坡橫斷面形式和加固防護措施需利于綠色環保設計外，還應加強邊坡綠化防護系統性設計，關于綠化防護設計，建議重點考慮以下幾個方面：

1)統籌設計。邊坡綠化設計應與當地人文元素等民族文化相呼應，與沿線景區、站區、城市規劃相結合，與邊坡斷面形式和工程措施相適應。

2)植物選擇。調查并選擇適應當地氣候條件，適合當地生長的植物，并與建設功能需求相匹配。

3)植物搭配。采用種草和灌木相結合的高矮搭配形式，兼顧短期生長型和長期生長型植物相結合。與建設規劃和功能需求相適應，選擇花、草和樹木等多樣化的植物類型。

4)生態循環系統。設計者應充分了解植物生長習性及所需營養成分，結合邊坡橫斷面形式和加固防護措施，設計因地制宜的固土措施，并為植物生長提供營養及土壤等基礎環境。植物生長過程中，輔以人工養(維)護，根據植物生長情況適時補給所需養分，直至植物生長成型，融入周邊自然環境，坡面綠化得以實現。再經過一段時間，當植物自身可以在自然條件下自由循環生長，便形成了自身的生態循環系統，從而達到生態文明建設目的。

3 路塹邊坡設計思考

既有路塹邊坡加固防護設計以保證邊坡安全穩定為設計出發點，隨著全面倡導生態文明建設，筆者認為：1)應轉變設計理念，以綠色環保為設計出發點，同時兼顧邊坡安全和穩定。2)應強化綠色環保意識，加強邊坡綠化防護系統性設計，讓邊坡綠化防護措施長期有效，一方面，實現工程建設與自然環境和諧共生，推動生態文明建設；另一方面，綠色防護具有固土作用，可防止水土流失，保證邊坡的安全和穩定。3)應盡量放緩路塹邊坡設計坡率，不僅可以提高邊坡穩定性，而且便于邊坡綠化防護設計，同時增加了列車駕駛員視線，降低了運營安全風險。例如今年某線因降雨和特殊地質條件，路塹邊坡突發滑塌上道，加之雨天有霧，且前方為高路塹地段，司機瞭望距離不足，緊急制動停車不及，列車與線路上的滑塌體相撞，導致列車脫軌，事故造成直接經濟損失超過2 000萬元，由此可見，放緩路塹邊坡設計坡率，對增加邊坡穩定性，便于駕駛員瞭望，減少鐵路事故的作用巨大。