山区高速公路边坡形态和防护选型

山区高速公路边坡形态和防护选型

温州市交通规划设计研究院浙江温州325000

摘要:近年来,随着大规模山区高速公路的建设,不论是高速公路建设的基本理念还是单项的建设技术都有了长足的进步。建设环保之路,绿色走廊生态之路的呼声日益高涨,选择合理的边坡形态和防护形式是实现这些要求的必经环节。本文通过对正在建设的几条高速公路边坡的调查分析,提出了一些具体的建议。

关键词:山区高速公路;边坡;防护

前言

随着社会经济的发展和国家投资政策的调整,近几年公路基础设施建设的到了长足的发展。山区高速公路的里程不断增加。山区高速公路建设的初期受设计技术的限制加上缺少建设经验,一段时期出现了过分强调高速公路线性要求的现象,加上投资有限,导致了大量的大填大挖的路基工程,出现了大量的高边坡,随之而来的边坡病害不断,给养护运营带来了极大的压力。

防护形式的变化反映了我国高速公路建设思想的变化,形象地说,走在高速路公路上通过它的防护形式就可以知道它的建成年代与建设的水平。近年来的高速公路建设使我们国家的高速公路里程长了,桥梁跨径大了,隧道多了,结构稳定性高了,还有一点就是路基美观了,公路变绿了,而这方面的主要成绩就通过边坡坡形和防护型式的选择体现出来。

一、边坡的分类及边坡防护的原理

边坡是指地球表面一切具有临空面的地质体。边坡的种类,按物质组成可分为岩质边坡和土质边坡;按人工改造程度,可分为自然边坡和人工边坡;按边坡的稳定性分为稳定边坡,可能失稳边坡和失稳边坡。

在山区区域高速公路建设过程中,不可避免的要大量开挖和填筑路基,形成大量的人工边坡,这些人工边坡形成过程中,岩土体内部原有的应力状态将随着改造过程的进行而发生变化,引起应力的重新分布和应力集中等效应,有的边坡经过自身调整而形成稳定边坡;有的经过应力调整,不能达到平衡,而发生崩塌、滑坡形成失稳边坡。对失稳的边坡我们必须经过一定的工程措施,使其成为稳定边坡。边坡防护形式应根据公路等级,当地的气候,水文,地形,地质条件及筑路材料的分布情况确定,并与周围景观协调,达到防治路基病害,保证路基稳定,改善环境景观,保护生态平衡的目的。

二、边坡形态的选择

路基边坡包括填方边坡和挖方边坡两部分,在传统的工程理念中主要强调的是边坡的稳定与填挖平衡,对边坡形态的选择重视不够。所谓边坡形态包含两层含义,一是路基边坡的断面形态,二是路基边坡的空间组合形态。选择路基断面形态主要依据的是地形条件和路线条件,以适应地形减少土石方量为基本要求,同时要考虑边坡的稳定性需要。结合相关工程经验,山区路段值得设计中重点研究的断面形态有:分离式断面,错台是断面和半填半挖断面。合理应用断面形式是决定路基稳定的首要前提。

路基边坡的空间形态的选择和空间形态的组合直接影响到路容。它是建设景观路环保路的重要组成部分,也是以往重视不足的方面。边坡空间形态包括边坡的坡率,边坡的总高度和分级高度,边坡中不同断面的坡率组合、边坡的几何形状和沿线连续边坡的空间视觉形态等。

对于填方路基边坡,除特殊路段外一般都是采用规范的标准坡率。影响道路景观的主要是挖方边坡和弯道内侧的填方边坡。针对挖方边坡多的特点,通过对已建的高速公路的挖方边坡的调查和走访,边坡设计中存在以下几个问题:

1、单个边坡外形如同刀切,过于刚硬,外观不柔和,表现在横断面上就是坡顶棱角明显,边坡两端形成尖角,再加上常用的浆砌片石防护,尖角效应越发明显。2、相邻边坡坡率变化大,造成视觉不协调。在直线段连续的挖方边坡上表现最为明显,造成这个现象的主要原因有以下两个方面:一是地质条件和地形条件相差较大,边坡设计时不得已才用了变化大的坡率;二是设计没有进行全面的综合考虑。3、边坡率组合不当造成视觉压力,主要表现在一些采用悬臂抗滑桩进行了特殊处理的路段,形成了如同隧道般的视觉压力。4、同一坡面上防护形式太多造成坡面外观杂乱或者是在相邻的坡面上防护形式变化太快,导致行车视觉杂乱。

针对这些问题。采取了对应的措施:

(a)对边坡坡顶、两端实行圆弧化,柔化边坡。(b)对连续边坡尽可能实现一级边坡坡率的一致,尤其是针对直线上连续边坡和弯道内侧的连续边坡。(c)在独立边坡中加大不同坡率的渐变长度,要求坡率变化一级(1:0.5,1:0.7,1:1,1:1.25)的最小渐变长度不小于20m。

通过上述措施的调整,可以发现边坡的视觉效果有了较大的改善。

三、防护形式的选择

防护形式的选择对边坡视觉效果的影响不亚于边坡形态的影响。山区高速公路边坡尤其是挖方边坡受地质、地形条件的影响,坡高坡率变化较大,边坡防护形式的要求结合实际进行选择,部分边坡还要结合边坡加固工程选择坡面防护形式。根据确保边坡稳定边坡、边坡形态顺适、进行生物防护的总体设计原则,通过总结已有防护工程的经验,结合项目的具体特点,对可用防护形式进行了比较论证,采用了以生物防护为主、防护结合加固的形式的。实施细则如下:

(1)填方边坡以植草三维网植草防护为主,对于高填路段(填高大于6m)结合采用浆砌片石拱圈植草进行防护。(2)对于稳定挖方边坡,尽可能采用生物防护即:对于土质边坡采用直接植草。三维网植草、砌体框架植草防护;对于风化岩边坡采用三维网植草、喷混植生、框架培土植草等。(3)对于坡面可能有小楔块破坏发生的岩质稳定边坡采用窗孔式护面墙培土植草、锚杆砼框格培土植草等方式进行防护。(4)对与稳定性较差及不稳定的高边坡进行特殊设计,在确保稳定的条件下,再对表面进行生态防护。

结束语

搞好山区公路的边坡防护,特别是地形地质条件复杂、技术标准高的山区高速公路的边坡防护设计,不仅能使边坡稳定、行车安全、路容美观,更能避免因设计考虑不周造成施工期间工程的追加;山区高速公路的边坡防护较复杂,还需不断的努力和探索,与同行进行交流和学习,引进新的的是设计思想和理念,更好地为山区公路的建设服务。

参考文献

[1]伍从明.山区公路绿色边坡防护的应用研究[J].科技视界,2013(14):164-165.

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