山區(qū)公路挖方邊坡防護(hù)樣式選擇與生態(tài)景協(xié)調(diào)性的設(shè)計(jì)

傅華盛

摘要 文章旨在探討山區(qū)公路挖方邊坡防護(hù)樣式選擇與生態(tài)景協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。通過對(duì)南部山區(qū)車谷線、王崇線等防護(hù)樣式和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)采用生態(tài)綠植防護(hù)和工程防護(hù)相結(jié)合的模式已成為山區(qū)公路挖方邊坡防護(hù)的主要趨勢(shì)，并且在不斷朝著多層次、多類型和多功能的方向發(fā)展。因此，在山區(qū)公路的建設(shè)中，應(yīng)靈活選用適宜的防護(hù)方案，以確保路基穩(wěn)定和通車路段安全可靠，并提高沿線景觀的協(xié)調(diào)性。

關(guān)鍵詞 邊坡；設(shè)計(jì)；生態(tài)景觀

中圖分類號(hào) U417.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）11-0054-03

0 引言

近年來，浙江省大力發(fā)展山區(qū)和農(nóng)村公路建設(shè)，而在山區(qū)地帶新建或改造既有公路時(shí)不可避免地要對(duì)路側(cè)山體進(jìn)行開挖或新增防護(hù)設(shè)施，從而給周邊環(huán)境帶來一定的影響。山區(qū)公路，尤其是穿村、通景路段的山區(qū)公路建設(shè)過程中對(duì)挖方邊坡選取不同的防護(hù)形式，會(huì)對(duì)周邊既有景觀造成較大影響，因此，在確保安全、經(jīng)濟(jì)的前提下選用最協(xié)調(diào)周邊環(huán)境的防護(hù)形式愈發(fā)得到建設(shè)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、沿線村民等的重視[1]。

1 山區(qū)公路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)

邊坡防護(hù)工程是保證路基穩(wěn)定，改善環(huán)境景觀，保護(hù)生態(tài)平衡的重要設(shè)施，應(yīng)按照“安全、耐久、美觀、多變、經(jīng)濟(jì)”的原則、針對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颉⑺摹⒌匦巍⒌刭|(zhì)條件等情況，從安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的角度出發(fā)確定防護(hù)方案，并與周圍環(huán)境景觀保持協(xié)調(diào)。山區(qū)公路在挖方邊坡處置時(shí)往往對(duì)工程造價(jià)、施工場(chǎng)地位置、施工工期、土石方處置、全壽命周期便捷化管養(yǎng)等至關(guān)重要。

1.1 工程造價(jià)

工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)性一直是制約公路尤其是山區(qū)公路建設(shè)、管養(yǎng)的重要因素之一；針對(duì)山區(qū)公路周邊交通狀況相對(duì)較差的現(xiàn)狀，為便于全壽命周期協(xié)同管養(yǎng)，在設(shè)計(jì)初期，就應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注山區(qū)公路所處位置、地質(zhì)條件、潛在風(fēng)險(xiǎn)和二次改造難度等方面，著重在當(dāng)次設(shè)計(jì)中選用最安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。

1.2 施工工期與場(chǎng)地位置和保通要求

山區(qū)公路，尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)的農(nóng)村公路，老路邊坡處置時(shí)往往需要考慮處置位置的施工條件和通行狀況；在確保公路沿線通行安全與順暢的前提下，對(duì)既有公路進(jìn)行邊坡整治時(shí)，原則上不得中斷交通或不可長(zhǎng)時(shí)間中斷交通[2]。因此，在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮邊坡位置的地理?xiàng)l件，對(duì)能繞行、分流、保通等多方面進(jìn)行充分論證后，因地制宜選取合適的方案，應(yīng)盡可能避開大開挖、影響范圍大和可控性相對(duì)較差的方案，避免對(duì)周邊居民、車輛、行人等造成不利影響。

1.3 土石方等棄方利用或外運(yùn)

根據(jù)山區(qū)公路路側(cè)邊坡巖質(zhì)情況，選擇不同的防護(hù)方案將影響整個(gè)邊坡處置過程中對(duì)開挖工程量，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮路基、路面及周邊建設(shè)工程的情況，盡可能采用少開挖的方案，將項(xiàng)目對(duì)周邊棄土場(chǎng)堆砌場(chǎng)地選擇、廢方外運(yùn)帶來的經(jīng)濟(jì)成本與運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)自然環(huán)境的破壞面的影響降至最低[3]。

1.4 全壽命周期養(yǎng)護(hù)

山區(qū)道路邊坡設(shè)計(jì)和施工完成后，隨著公路的運(yùn)營(yíng)，路側(cè)挖方邊坡的使用狀況勢(shì)必會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，公路管養(yǎng)部門需對(duì)既有使用中的挖方邊坡進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù)[4]。

2 山區(qū)公路邊坡防護(hù)失穩(wěn)常見原因分析

公路邊坡失穩(wěn)的原因千差萬別，但是歸納省內(nèi)外各大設(shè)計(jì)院和學(xué)術(shù)專家的理論研究以及行業(yè)翹楚的經(jīng)驗(yàn)分析，基本上都與項(xiàng)目所處位置的自然條件、地形地貌有直接關(guān)系，主要匯總為以下幾方面：①挖方邊坡巖土體節(jié)理的發(fā)育，在風(fēng)化作用的影響下，導(dǎo)致邊坡坡面巖土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)值下降，強(qiáng)度大幅度地降低，引發(fā)坡土坍塌或滑移。②前期處置階段對(duì)邊坡位置的巖土體性質(zhì)分析不夠深入，導(dǎo)致長(zhǎng)距離坡面處置時(shí)存在多種類型的巖土特征，地勘孔布置不夠密、對(duì)巖樣分析不夠細(xì)致等導(dǎo)致局部邊坡失穩(wěn)定，繼而帶動(dòng)整個(gè)坡面出現(xiàn)病害。③施工或管養(yǎng)階段在邊坡開挖完成后并未進(jìn)行下一道工期的防護(hù)和管養(yǎng)，導(dǎo)致臨時(shí)處置后的坡面期經(jīng)歷暴曬或降雨蓄水，在外界自然環(huán)境的各類因素的不間斷影響下發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，引發(fā)邊坡病害。④既有挖方邊坡經(jīng)歷強(qiáng)降雨、梅雨之后坡面中被滲入了水分，對(duì)邊坡巖土體的自重產(chǎn)生了較大的負(fù)荷，增加了邊坡的下滑力和向外推移的滑動(dòng)力等。

3 生態(tài)協(xié)調(diào)防護(hù)+工程防護(hù)的案例分析

對(duì)于柯橋區(qū)南部山區(qū)公路既有的挖方邊坡防護(hù)類型主要有：①SNS柔性防護(hù)網(wǎng)；②TBS綠植防護(hù)網(wǎng)；③框格錨固防護(hù)；④清理坡面后光面防護(hù)；⑤護(hù)面擋墻加掛網(wǎng)防護(hù)等類型。根據(jù)歷年來對(duì)柯橋區(qū)公路建設(shè)與水毀、應(yīng)急搶修等工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)狀幾個(gè)較為典型的山區(qū)公路挖方邊坡進(jìn)行現(xiàn)狀分析。

3.1 車谷線、王崇線等南部山區(qū)邊坡防護(hù)現(xiàn)狀

王崇線地處柯橋區(qū)南部山區(qū)，是柯橋區(qū)王壇鎮(zhèn)至嵊州市崇仁古鎮(zhèn)尤為重要的一條美麗鄉(xiāng)村公路。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，王崇線K6+750左側(cè)路段路基外側(cè)約15 m，原經(jīng)過SNS防落石防護(hù)（邊坡坡率約1∶0.5），坡頂未設(shè)緩坡（但已到山頂）。因強(qiáng)降雨，局部坡頂原表面松土溜坡蓄水、巖面裂隙發(fā)育破壞了上部SNS防御系統(tǒng)。邊坡底部的現(xiàn)狀系采用埋石混凝土擋墻防護(hù)進(jìn)行支擋，調(diào)查發(fā)現(xiàn)存在墻身混凝土風(fēng)化、缺乏泄水孔、部分護(hù)面墻塊石外露等情況。

3.2 柯夏線、錢茅線等西南片區(qū)邊坡防護(hù)現(xiàn)狀

2016年柯橋區(qū)柯夏線和錢茅線改造工程中，針對(duì)柯夏線K8+656柯夏線上香林景區(qū)入口—柯夏線終點(diǎn)（K11+030）與錢茅線相交處，以及錢茅線（K18+276）錢茅線與柯夏線交叉口—K27+780錢茅線與雙棠公路交叉口進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及歷年管養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的分析，發(fā)現(xiàn)柯夏線和錢茅線段山體整體以強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)地質(zhì)為主，部分路段帶有穩(wěn)定性土質(zhì)地質(zhì)，發(fā)生邊坡失穩(wěn)的主要原因?yàn)橥诜竭吰绿庈泿r或潛在淺層坡面破壞導(dǎo)致整個(gè)坡面受損。

3.3 平王線、下雙線等南部近郊片區(qū)邊坡防護(hù)現(xiàn)狀

下雙線地處柯橋區(qū)南部山區(qū)，是柯橋區(qū)王壇鎮(zhèn)至嵊州市三界鎮(zhèn)尤為重要的一條美麗鄉(xiāng)村公路。該次挖方邊坡現(xiàn)狀分析段下雙線位于平水鎮(zhèn)與王壇鎮(zhèn)交界處。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，下雙線K15+500左側(cè)路段路基外側(cè)約10 m高的挖方邊坡存在坍塌現(xiàn)象，擋墻坍塌范圍約為40 m，邊坡底部裸露巖石風(fēng)化程度較高，且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)主要原因?yàn)檫吰? m以上部分覆土松動(dòng)、既有邊坡無截水、排水系統(tǒng)等導(dǎo)致整個(gè)邊坡坡面含水引發(fā)坡體出現(xiàn)塌落。

在邊坡現(xiàn)狀分析、處置的設(shè)計(jì)過程中，主要通過穩(wěn)定計(jì)算分析，針對(duì)路塹邊坡存在失穩(wěn)可能的路段，在地形條件許可的條件下，盡量采用放緩坡率的方法以減少邊坡加固數(shù)量。對(duì)于因地形條件限制而無法放緩坡率的局部路段，設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)系統(tǒng)錨桿、主動(dòng)式落石防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)、增設(shè)亂插花、仿干砌護(hù)面擋墻等加固措施進(jìn)行綜合治理；另外，積極做好地表水的截、防、排水系統(tǒng)及地下排水系統(tǒng)的排水設(shè)計(jì)[5]。

穩(wěn)定性好的邊坡（穩(wěn)定系數(shù)1.2以上），采用TBS、方格植草防護(hù)等，其中以植被生態(tài)護(hù)坡綠化為主。

欠穩(wěn)性的邊坡（穩(wěn)定系數(shù)介于1.0～1.2之間），增補(bǔ)支擋加固或經(jīng)刷坡放緩處理，使穩(wěn)定系數(shù)提高到1.2以上。

穩(wěn)定性較差的邊坡（穩(wěn)定系數(shù)小于1.0），必須增加支擋加固工程如擋墻、錨桿框格植被防護(hù)或放緩邊坡坡率或兩者相結(jié)合等工程措施保證邊坡穩(wěn)定。

上述幾個(gè)典型案例的挖方路段邊坡根據(jù)不同的山體石質(zhì)、邊坡率等情況，經(jīng)穩(wěn)定分析判定后，采用不同的坡面防護(hù)措施。

（1）根據(jù)王崇線和車谷線邊坡所在位置及存在問題的原因進(jìn)行綜合分析，推薦采用“護(hù)面擋墻+SNS”的形式進(jìn)行防護(hù)。具體見圖1。

用地受限、需增加挖方邊坡坡體穩(wěn)定性的路段，需要采取收縮邊坡坡腳措施，可以采取“亂插花”型漿砌塊石擋土墻、格賓加筋生態(tài)邊坡以及吉奧鋼筋生態(tài)擋土墻等3種方案。

根據(jù)王崇線和車谷線自身工程項(xiàng)目線形優(yōu)美和路側(cè)環(huán)境多樣化的特點(diǎn)，通過采取仿古、做舊工藝的護(hù)面擋墻的處置措施來提升邊坡防護(hù)的效果，使其與沿線景點(diǎn)及自然風(fēng)景帶相得益彰。充分考慮所在公路在鄉(xiāng)間木屋山居和崇山峻嶺中穿越的特征，通過增設(shè)亂插花擋墻+主動(dòng)防護(hù)設(shè)施增加公路路側(cè)的景觀[6]。

（2）針對(duì)錢茅線和柯夏線段挖方邊坡整體性好，石料缺乏、巖層較好的實(shí)際，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮利用錨桿（索）的預(yù)應(yīng)力對(duì)邊坡進(jìn)行主動(dòng)防護(hù)，錨固端要求設(shè)置于較好的巖層上，錨頭直接錨于格梁上，格梁采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆，框格內(nèi)厚層基材進(jìn)行坡面復(fù)綠或可培土植草灌，起到綠化和保持水土的作用；并在框格上設(shè)置導(dǎo)水塊，減少水流對(duì)坡面的沖刷，坡率不陡于1∶1.0進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）在結(jié)合地質(zhì)資料的前提下，下雙線按土石混合邊坡考慮，推薦采用“SNS主動(dòng)防護(hù)+TBS/厚層基材”綜合防護(hù)；邊坡坡率為1∶0.75，對(duì)坡面按坡率刷坡后進(jìn)行邊坡清理（對(duì)松動(dòng)、碎落物等要求清除）后，采用錨桿固定三維網(wǎng)以確保整個(gè)邊坡防護(hù)網(wǎng)的牢固性和耐久性，再進(jìn)行TBS進(jìn)行復(fù)綠以保證路側(cè)生態(tài)環(huán)境的美觀與協(xié)調(diào)[7]。

4 生態(tài)協(xié)調(diào)防護(hù)+工程防護(hù)的應(yīng)用

邊坡防護(hù)在巖土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、滿足安全要求的前提下，提倡“不見土少見石，適應(yīng)地形、保持原樣，披上綠衣”的防護(hù)設(shè)計(jì)理念，堅(jiān)持剛性結(jié)構(gòu)與柔性結(jié)構(gòu)相結(jié)合、多層防護(hù)與生態(tài)植被防護(hù)相結(jié)合的方法進(jìn)行邊坡治理，從環(huán)境保護(hù)和視覺質(zhì)量上考慮防護(hù)措施的選擇[8]，條件許可時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮植被防護(hù)，并充分考慮防護(hù)措施與公路景觀的協(xié)調(diào)以及防護(hù)措施自身的協(xié)調(diào)等。不同類型挖方邊坡防護(hù)組合形式分析見表1。

（1）對(duì)于現(xiàn)狀已經(jīng)十分穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡盡可能不改變?cè)玻粚?duì)其進(jìn)行人為防護(hù)。推薦采用光面爆破的技術(shù)對(duì)邊坡進(jìn)行清理坡面、削坡處置施工，確保可以充分展示裸露巖體原有的結(jié)構(gòu)、紋理、質(zhì)感等，凸現(xiàn)山區(qū)公路的自然美。

（2）對(duì)于較陡的邊坡或不穩(wěn)定的邊坡，推薦采用錨桿（索）格梁進(jìn)行防護(hù)，結(jié)合厚層基材/TBS綠植進(jìn)行坡面綠化，格梁內(nèi)亦可培土植草灌。

（3）對(duì)于坡面崩塌、風(fēng)化剝落、溜塌、塌落類挖方邊坡，推薦采用SNS主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)+TBS綠植結(jié)合的方案進(jìn)行景觀提升。

（4）對(duì)于能夠自穩(wěn)、不陡于1∶0.5、表層風(fēng)化破碎的硬質(zhì)巖切方（或自然）邊坡推薦采用護(hù)面墻+SNS主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，上部SNS主動(dòng)柔性防護(hù)中可結(jié)合TBS綜合使用。

5 結(jié)語

通過歷年來不斷地摸索和實(shí)踐應(yīng)用，在柯橋區(qū)內(nèi)的山區(qū)公路挖方邊坡防護(hù)形式已漸漸地采用了生態(tài)綠植防護(hù)和工程防護(hù)相結(jié)合的模式，從單一的形式向多層次、多類型、多功能方向發(fā)展，在達(dá)到邊坡安全防護(hù)的同時(shí)，將山區(qū)公路與路側(cè)的自然環(huán)境融為一體，提升道路景觀協(xié)調(diào)性。

綜上所述，在山區(qū)公路的新建和改造中，針對(duì)挖方邊坡的處置中，為了更好地將邊坡的安全、經(jīng)濟(jì)與周邊環(huán)境相融合，應(yīng)盡可能地選取生態(tài)綠植+工程防護(hù)相結(jié)合的形式，以達(dá)到保護(hù)周邊自然環(huán)境、美化沿線景觀和提升公路品味的目的，為此對(duì)山區(qū)公路挖方邊坡在景觀協(xié)調(diào)性方面的研究與探索是十分必要的。

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