我國高速鐵路邊坡生態防護技術綜述

謝曉倩

（四川建筑職業技術學院，四川 德陽618000）

1 引言

隨著社會經濟的高速發展，高速鐵路以高速、舒適的特點在我國鐵路系統中占據著重要的地位，截至2020年年底，我國高速鐵路總里程達到3.79×104km，八縱八橫高速鐵路路網加速成型。高速鐵路的出現及發展逐漸改變了人們的出行模式，同時，它也成為我國一張亮麗的名片。我國高速鐵路的高速性、舒適性和安全性是我國高速鐵路技術輸出的重要標準。所以，高速鐵路的安全性也逐漸成為人們最關心的問題之一。高速鐵路的安全性分別涉及設計階段、施工階段及運營階段。本文主要探討高速鐵路運營階段邊坡引起的安全問題。

2 我國高速鐵路邊坡現狀

高速鐵路路網的成熟伴隨著高速鐵路中路基段、隧道洞口或棄土場等建設活動的開發，避免不了進行山體高填深挖，工程活動對已穩定的土體產生擾動，在產生高陡邊坡的同時也帶來一系列邊坡失穩、水土流失等問題。而被擾動后的土體在外界因素的作用下造成的水土流失和生態景觀的破壞，與傳統的水土流失的機理及危害程度有很大的不同。雖然，隨著設計理念的更新，在高速鐵路建設活動中，高填深挖的情況在逐漸減少，但一些線路受國民經濟、工程項目布局及規劃、地形地貌等條件限制，仍不可避免會出現高陡邊坡。所以，高速鐵路高陡邊坡穩定性仍是高速鐵路安全性的重要問題之一。邊坡失穩對鐵路線路會造成極大的危害，輕則導致線路中斷，重則造成嚴重的列車脫軌事故，造成重大的人民生命和國家財產損失。據統計，2019年，強降雨、臺風等惡劣天氣引發的較大山體滑坡事故1件；2020年3月，T179次列車撞上滑坡體導致1人死亡、4人重傷、123人輕傷，事故造成直接經濟損失2 235.317 2萬元。因此，保證高速鐵路高陡邊坡穩定性在極大程度上保障了高速鐵路的運營安全，而保障高速鐵路高陡邊坡穩定性最重要的措施即是選擇高可靠度的邊坡防護形式。

目前，針對高速鐵路高陡邊坡的傳統防護措施較多，考慮角度也不同，部分措施僅從滿足邊坡安全性角度出發，采用圬工防護，如實體式護墻、片石護坡等，較少考慮防護的生態性、觀賞性；部分植物防護措施僅強調植物體系觀賞和綠化能力，忽略植物體系固土能力及可持續性；部分措施考慮將綠色植被與輕型工程結合，在低投入、低養護的狀態下，植被退化死亡現象嚴重，忽略植被的可持續性。

早在2013年中國鐵路總公司擬定的《鐵路工程綠色通道建設指南》（鐵總建設〔2013〕94號）作為企業標準，提出路基、隧道等綠化設計，加強邊坡綠色防護、控制水土流失、減輕生態災害。2016年，習近平總書記提出綠色發展三大思路：綠色惠民、綠色富國、綠色承諾，鐵路工程與生態環境保護是否可以協同發展成為當下熱門的話題。在高速鐵路高陡邊坡安全性問題中，將邊坡防護與環境保護結合起來的綠色生態防護措施既能滿足邊坡穩定性，同時也起到環保作用，所以綠色生態防護已越來越受到人們的重視。截至“十三五”末，全國鐵路綠化里程已達53 826 km，線路綠化率已達到87.25%。

3 邊坡綠色生態防護現狀

邊坡生態防護即以環境保護和工程項目的穩定結合為目的，利用有生命的植物或者是其與工程材料相結合的防護手段，是坡面防護中的一種有效的手段。現有的具體生態防護措施大致分2類：（1）單純植物護坡；（2）植物+工程措施護坡。

3.1 純植物護坡

單純植物護坡是基于穩定的邊坡，利用植物來抵抗雨水沖刷力，一般不考慮植物對邊坡加固的功能。如坡面噴播植草、撒草籽種草、客土植生、鋪人工草皮、噴混植生、種植草、三維網格客土植生、植生袋等措施。曹東華提出采用迎春、云南黃馨、絡石、小葉女貞、夾竹桃等“草+灌”的植物配置形式，運用在嘉興南站邊坡綠化，以達到科學性、觀賞性的效果[1]；張英龍提出借助噴播機械將植物纖維、土壤、肥料、黏合劑或團粒劑等混合物經噴播槍口噴附在鐵路路基坡面，借助團粒化反應制成噴播體，并強烈黏附在路基邊坡上的噴播生態防護技術，并在京雄城際鐵路路基邊坡工程中應用[2]；楊琳等提出人工植被，構筑喬（如銀杏、廣玉蘭等）、灌（如小葉女貞、金葉女貞、紅繼木等）、草（沿階草、蔥蘭、地被菊等）、花多層結構，并應用于成灌高鐵沿線綠化，建立鐵路沿線綠色生態廊道體系[3]；國外也運用“土壤衛士”植草護坡和行栽香根草進行護坡。單純利用植被進行坡面防護施工簡單方便，且可達到較好的綠化效果，緩解工程與生態破壞之間的矛盾，但純植物防護措施中部分植物體系配置單一、層次不鮮明，且由于植物根系進入邊坡土壤的深度有限，對于高陡邊坡這類容易產生滑動的邊坡，僅采用植物護坡技術，無法保證邊坡的穩定性。

3.2 植物+工程措施護坡

為了有效地避開純植物護坡的弊端，植物+工程措施相結合的防護方式應運而生。將工程防護作為植物防護的基礎，既提高護坡的強度，又可保證生態環境。如傳統的空心磚客土植生防護、片石或混凝土骨架護坡、孔窗式護墻及錨桿框架梁防護。趙晶提出由生態袋、扎口袋、縫袋線及三維排水聯結扣等組成的三維柔性生態護坡系統，這是集生態、環保、節能與柔性結構于一體的邊坡防護技術，并在新建云桂鐵路廣西段進行運用[4]；張存興結合武岡城際鐵路邊坡防護問題，提出將三維柔性生態護坡技術用于邊坡防護；趙靜怡提出在綠化混凝土這種新型混凝土材料表面種植植物，植物在綠化混凝土空隙內發芽、生長，以達到綠化與工程結合的目的[5]；朱杰提出用拱形骨架+紅葉石楠、海桐、麥冬等組成植物體系的防護形式，運用于杭黃高速鐵路金鍋嶺隧道出口，在綠色通道試驗段路塹邊坡采用重力式擋土墻+空心磚+邊坡；采用紅葉石楠、海桐相間+側溝平臺；采用金森女貞球搭配蔥蘭+塹頂；采用高桿石楠和夾竹桃的防護形式，組成高速鐵路綠色通道的一部分[6]；宣立華提出采用錨桿、鋼絲網、生態袋及鋼繩格柵網防護體系對巖質邊坡進行加固，再將生態袋緊密固定于坡面上，使基巖邊坡與再造植物土壤基質層聯結成一個整體，具有可靠的抗沖刷性能，并應用于京張高鐵北京八達嶺段巖質邊坡[7]；柯堯等提出以豆科灌木（如山毛豆、木豆、豬屎豆等）為主、模擬自然植被群落結構的措施，并與工程防護相結合，以達到系統性、生態性、協調性、可持續性相結合的邊坡防護方案，運用于南廣高速鐵路通道工程[8]；宋向榮提出一種采用可回收、綠色裝配式土釘墻的裝配式邊坡防護結構，這種防護方式具有施工便捷、施工可控、環境污染小等優勢，并應用于京雄鐵路機場2號線明挖隧道邊坡工程[9]；崔維孝通過分析我國高速鐵路常用的防護形式的相關參數及經濟性，結合植物防護臨界高度，針對穩定邊坡提出優化方案（如鑲邊優化、混凝土骨架優化等），以大幅度增加植物防護面積，顯著減少防護工程投資[10]。雖然植物體系+工程措施這樣的生態防護措施能保證穩定性和生態性，但生態防護不僅要關注當下的防護效果，更重要的是需要重視其長期防護效果。但現有部分鐵路低養護的狀態下，植物退化死亡現象嚴重，邊坡裸露，雨水沖刷侵蝕作用加大，邊坡穩定性無法保證。

4 結語

綜上所述，有較少措施綜合考慮邊坡防護措施的穩定性、經濟性、可持續性及觀賞性，且高速鐵路高陡邊坡存在它本身的特質，所以，在研究高速鐵路高陡邊坡的綠色生態防護時，應將生態防護措施的穩定性、可持續性、觀賞性和經濟性相結合，這是高速鐵路高陡邊坡防護未來的研究方向。