公路工程边坡植草防护失败原因及对策

公路工程边坡植草防护失败原因及对策

【摘要】随着我国经济的快速发展,我国的公路工程建设得到了飞速的发展。随着人们环保意识的不断增强,人们更加注重公路工程建设方面的环保。总的来说,公路工程建设和生态环保的结合就是工程防护和植物防护的结合,公路工程建设过程中的生态环保工程更多的是通过绿化覆盖率来体现的,而公路边坡绿化的基础就是植草。通过植草能够有效进行固土,能够确保边坡的土壤不会因为水土流失而出现失稳的情况。同时植草能够对土进行美化,通过绿色的草叶来覆盖裸露的土石更能给人较好的视觉享受。另外,植草能够对环境进行有效协调,能够有效融合受到施工破坏的区域以及周边的环境,所以植草对于公路边坡是非常重要的。但是植草具有自身固有的特性以及要求,所以在设计以及施工过程中容易受到其他因素的干扰而发生防护失效,这就会对公路边坡防护造成损失。本文主要以某公路为例,介绍了公路工程边坡植草防护失败的原因及对策,希望能够对相关人士有所帮助。

【关键词】公路工程;植草防护;失败;原因;对策

引言

边坡植草防护是体现交通运输工程与自然生态环境有机融合,体现路在林中延、车在画中游美景的有效工程措施,是交通运输工程常见的和重要的边坡防护型式之一。边坡植草相较于其他诸如浆砌、喷混凝土等传统的防护型式,有着其固有的特征和要求。设计和施工中处理稍有不慎,将会形成不应有的病害和麻烦,甚至造成相当大的损失。

1工程概况

四川省内江市城区段新建一级公路线路,设计挖方边坡防护工程统一设厚0.8m、高2.5m(高出路基边缘1.15m)的浆砌片石路堑挡土墙,此为Ⅰ级护面墙;再往上每8m高分为一级,分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级等,每级分界处设1.5m宽的碎落台。Ⅱ级以上坡面采用挂网喷射有机质种草。挂网种草采用在已成型边坡坡面喷射50mm有机基材,在其上铺设准钢筋网,并按照间距2m×2m设准12普通锚杆L=1m固定钢筋网。最后在钢筋网上种草,厚度为50mm。该段道路工程开挖成型、施工完Ⅰ级浆砌片石挡土墙后,于当年底进行了坡面有机质种草防护。施工过程基本正常。但在翌年雨季,坡面植草防护段多处大面积被毁,被毁面积约占种草总面积的2~3成。先前还绿草如茵的护坡,一朝被毁,令人不忍直视,痛心不已。

2造成工程缺陷的原因分析

工程缺陷发生的原因是什么呢?经过分析,不难得出以下结论:(1)是雨季引发:雨季是道路工程各种病害的高发期,雨水渗透是多种病害的最主要诱因之一。汛前检查不足,对可能造成的病害估计不足,当然也就未能采取相应的预防措施。坡面的水流裹挟着坡顶和两级碎落台上的土石颗粒直接冲刷坡面导致工程受损。(2)未设截水沟:对照设计图纸,本段路堑坡顶未设置截水沟。这导致了过多的雨水直接通过坡面向路基边沟排泄。从坡顶和碎落台流下的水流,接收了沿途坡面的雨水,加快了坡面径流的形成,加剧了坡面流水对坡面的冲刷。(3)碎落台未设排水沟:设计图中在每级分界处设1.5m宽的碎落台,但碎落台位置没有设置排水分流设施。也就未能起到收集、拦截上一级坡面水流、减少对下一级坡面的冲刷的作用。也就使得下一级坡面特别是临近公路的Ⅱ级边坡受到更大的冲刷,导致坡面水毁现象更加严重。(4)下部边坡施工处理不到位,边坡太陡加剧冲刷:施工单位在开挖工程施工中,对Ⅱ级边坡下部临近Ⅰ级浆砌片石挡土墙的部份,边坡成型差。导致Ⅱ级边坡下部约2.0m以下范围部份,局部路段边坡太陡,近乎直立。这种状况造成了有机基材与坡面结合不牢。在雨季,边坡上部来水特别是从较高的边坡上面来水本就有着较大的动能,流经此处,其动能必将陡然加大,对下部的植草造成的冲刷也是特别大的,加上上部来水渗入成型边坡与有机基材间缝隙,使本就结合不牢的有机基材与边坡坡面剥离。剥离的有机基材被有着较大动能的上部来水冲刷,造成水毁也就不难理解了。(5)审图不仔细:负责该工点施工的技术人员施工前审图不细,未能及时发现此处设计方面存在的诸如未设截水沟、碎落台未设截水分流设施等不足,未能事前采取措施进行控制,也是造成此段植草防护工程水毁的原因之一。

3采取的工程治理措施

针对上述分析,我们采取了如下对策:(1)加设坡顶截水沟,将坡顶以上部份在雨季的来水拦截导流至坡面以外。如果没有弃土堆的情况下,那么需要按照土质的情况来确定截水沟边缘到开挖土方路基坡顶的距离,但是需要确保不会影响到边坡的稳定。如果是普通的土质需要保持5m的距离,如果是黄土土质需要至少保持1m的距离同时要实施防渗加固处理。可以通过截水沟挖出的土来修筑路堑和截水沟之间的土台,并且要在台顶筑出2%截水沟的横坡。如果在路基的上部有弃土堆,那么要确保截水沟和弃土堆脚的距离在1~5m,同时要保证弃土堆坡脚距离路基挖方坡顶在1m以上,要确保山坡之上的路堤的截水沟和路堤坡脚的距离在2m以上,同时要在路堤和截水沟之间填土,要修筑出2%坡度的土台或者护坡道,确保路堤内部的地面水能够顺利从截水沟排出去。(2)碎落台加设排水沟:在每级碎落台增设砖砌水沟,拦截上一级坡面接收的雨水,导引至下一级坡面以外,或者通过埋设暗管方式通过下一级坡面,排泄至路基侧沟。要确保排水沟具有足够平顺的线形,最好采用直线形,要在转弯的位置形成弧线,转弯半径要在10m以上,排水沟的长度要按照具体需求来确定,一般情况下要在500m以内。如果顺着路线来布设排水沟,那么应使其离路基尽量的远,并且距离路基坡脚要在4m以上。(3)坡面埋设暗管排水:对碎落台较长段,或者在已经冲刷较严重路段通过埋设暗管方式通过下一级坡面,排泄至路基侧沟。暗管排水主要就是在地表之下一定深度根据相应比降来埋设管道,将地下水集中抽排出去。此种方式相对来说比较好管理,成本相对较低,具有较长的使用寿命。正常情况下,暗管的过水断面比同级明沟要小,但是具有比较大的管壁阻抗系数。所以相对明沟来说暗管纵坡更大,一般在1/500~1/1000,从而确保通水顺畅的目的。由于管道比较容易堵塞,所以施工过程中要做好滤水层,并且要增强管道的养护以及管理。正常情况下顺着管道100~200m左右设置一个检查孔,主要用来进行水位的观察以及调节,如果出现淤堵就可以采用较高压力的水流对于暗管进行分段喷射。为了避免对暗管出口处沟底以及边坡进行冲刷破坏,可以采用混凝土或者砖石料对其进行加固。(4)削坡:对局部过陡的边坡进行修整,以最大限度减缓边坡坡度,并尽可能与设计边坡坡度吻合。一定要保证边坡的稳定性,最佳的坡比是要在1:0.75以下。如果土质边坡的基岩是泥岩互层、页岩或者砂泥等等,要保证每一级边坡的高度都要在15m以下。坡率在1:1以下的土质边坡具有比较好的植草绿化效率,能够有效防止植草防护失败。(5)结合后期绿化,加高Ⅰ级护面墙:利用后期绿化设施,在Ⅰ级护面墙墙顶加设单砖墙。墙高60cm,内填耕植土,栽植绿篱,美化沿线环境。墙槽内设泄水孔,以排除积水。在进行护面墙施工时,要选择表面平整以及尺寸比较大的片石,要最大程度上确保砌筑棱角能够完整的咬合,墙身要采取错缝砌筑,尽量不要采用水平或者垂直的方式。直到砂浆强度达到70%以上时才能对墙背进行填料,在进行墙身砌筑时要按照竖坡度线以及横水平线进行,只有这样才能够确保几何尺寸的准确性。在进行砌体封顶时需要采用比较好的两面片石进行压顶,不但要确保正面的平整性,也要确保顶层的顺畅。砌体可以使用M10的砂浆进行勾凹缝,正常情况下要使得石砌体勾缝嵌入到砌缝内部深20mm。(6)补种草:对水毁边坡种草及缺陷整治过程中破坏的边坡坡面,重新补种草,恢复原有植被。

4治理效果

经过采取以上综合措施并经过一个雨季的考验,工程治理效果明显,坡面冲刷情况有了极大改观。

5结束语

路基边坡植草防护在强调人与自然和谐相处的氛围下,其运用必将越来越多。在工程施工前,应对周围环境进行详细调查,特别是要将雨季及地面流水对防护工程的影响考虑进去,及时采取适当措施,避免对工程造成不应有的损失。另外,虽然设计中指明挂网喷射有机质种草适用于边坡较稳定的硬质地段,坡率不受限制。也就是说对植草防护的边坡适应性未做要求。但实际施工时仍应对边坡坡率加以限制.以免太陡的边坡成型的防护工程有机基材与坡面结合力弱化,在雨季特别是大雨、暴雨时坡面形成的径流对边坡坡面造成剧烈冲刷,引起边坡防护工程的损坏。建议控制在不陡于1:0.4。

参考文献

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作者:张志民 单位:中铁隧道集团有限公司