边坡防护.docx

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边坡防护

摘要

我国是世界上生态问题最多、水土流失最严重的国家之一，超过国土面积的50%的山地、丘陵、黄土高原存在大量裸露坡面，侵蚀相当严重。

我国又是一个地质灾害发生频繁的国家，地震造成的重大损失中其中有相当一部分损失是由地震引起的山体滑坡等地质灾害造成的。

因此，加强对边坡地质灾害防护和生态恢复技术开发即是一个长期的，又是一个紧迫的维护国家生态安全的重要任务。

工程护坡主要是采用坡面防护、支挡防护、冲刷防护等工程措施，这些措施对维护边坡稳定和防侵蚀效果较好，但破坏了自然生态和谐，而且随着时间的推移，混凝土老化，钢筋腐蚀，强度降低等，从而使护坡效果变差。

生物护坡是利用植被涵水固土原理在稳定岩土边坡的同时进行边坡生态恢复技术，是涉及恢复生态学、岩土工程学、植物学、生物学、土壤肥料学、材料科学、机电一体化技术多学科交叉的综合性系统工程技术。

关键词：

边坡防护工程防护生物防护

1边坡的破坏类型

1.1滑坡

1）形成原因:

由于公路路堑古老滑坡前挖方,挖掉部分抗滑体,仅做坡脚挡墙,不能满足稳定要求;滑坡后部汇水面积大,两道地表排水沟已破损;公路切坡切断了顺倾岩层;原公路切坡,挖掉部分抗滑体,致使坡体失去支撑而滑动;滑坡后部汇水面积大,地表排水沟已严重损坏;原公路切坡,挖掉部分抗滑体,使坡体失去支撑滑动,治理工程没有保证滑坡的稳定;治理后的山坡上有蓄水池,漏水;地下水发育。

2）主要危害:

将直接威胁公路行人、行车安全;现阶段影响公路养护。

表层蠕滑如果牵引后部山体滑动,严重时可中断交通。

1.2崩塌

1）形成原因:

岩石边坡高、陡;组成边坡的岩石结构面（如节理、裂隙、层面、断层面不整合面等）发育,且有倾向临空的不利结构;有爆破等振动力源或裂隙水影响。

2）主要危害:

飞快的坠落、崩落或滚石,可破坏公路边沟、路面,影响行人、行车安全,大的崩塌可能堵塞交通。

1.3危岩、落石

1）形成原因:

岩石边坡高、陡;组成边坡的岩石结构面（如节理、裂隙、层面、断层面不整合面等）发育,且有倾向临空的不利结构面;有爆破等振动力源。

2）主要危害:

飞快的坠落、崩落或滚落,可破坏公路边沟、路面,给行车安全带来严重威胁,大块的落石可能堵塞交通。

1.4坡面冲刷

1）形成原因:

坡面较缓,受水面积大;局地降雨量大,是形成冲刷的必要条件;坡体土质疏松,在径流作用下,松软物质易被带走;坡面无防护。

2）主要危害:

冲沟、冲槽布满坡面,或平行排列,或呈鸡爪状。

如果坡体具有垂直裂隙,还可能形成落水洞,进而造成坍塌。

1.5坡面剥落

1）形成原因:

坡面较陡,为坡面物质提供动力条件;风化严重,使坡面岩体肢解成鳞片状碎块、细粒,是形成剥落的必要条件;坡面裸露,无防护工程坡体,岩石质地松软,易风化。

2）主要危害:

在坡脚形成坡积体,严重时堵塞公路边沟,在降雨强度大或暴雨时边沟水漫上路面,将影响行车安全。

1.6坡面溜坍

1）形成原因:

坡体具有“二元结构”,上部由全风化残积土构成,质地松软,下部由较坚硬的岩石组成;软弱岩土下部坡面较缓;本地区降雨量大,有条件软化二元结构界面。

2）主要危害:

浸染下部岩石,封闭地下水出路;在坡脚形成坡积体,严重时将堵塞公路,养护工作量大,并将影响行车安全。

1.7坍塌

1）形成原因:

地形条件,具有良好的临空条件,给坍塌发生提供活动空间;坡体受水后强度降低;坡体物质条件通常由质地松软的土体组成;水的作用。

2）主要危害:

坍塌体堆积于坡脚,后部形成新的临空条件,可能牵引后部坡体的继续坍塌或整体滑动（滑坡）,直接威胁行车安全。

边坡发育的特征是：

类型复杂、数量多、规模大、危害重，不同地貌差异大，软弱岩层中密集发育等。

边坡病害工程抢险救灾应具有可控制性、抗干扰性、时效性、安全性、协调性等特点。

二、工程防护

1、冲刷防护

1.1护面墙

为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡免受大气因素影响而修建的墙，称为护面墙。

如图

1.1.1使用条件

1）护面坡多用于易风化的云母岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其他风华严重的软质岩石和较破碎的岩石地段，以防止继续风化。

2）护面墙除自重外，不担负其他荷载，亦不承受墙后的压力，因此护面墙所防护的挖方边坡陡度符合极限稳定边坡的要求。

3）护面墙有实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙及肋式护面墙等。

实体护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡；窗孔式用于坡度缓于1:

0.75的边坡，孔窗内可采用捶面或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩层较完整而需要防护上部边坡者或通过个别软弱地段时；边坡岩层较完整且边坡较陡时可采用肋式护面墙。

1.2干砌片石防护

1.2.1使用条件

1）较缓的（不陡于1:

1.25）土质边坡，因雨水、雪水冲刷会发生流泥、拉沟与小型溜坍，或有严重剥落的软质岩层边坡，周期性浸水的河滩，水库或台地边缘边坡，洪水时水流平顺，不受冲刷者，均可采用干砌石防护。

2）用于防护沿河边坡受到水流冲刷等有害影响的部位，被防护的边坡坡度，应符合边坡的稳定要求，一般为1:

1.25~1.20。

3）单层干砌片石护坡厚度为0.15~0.25m，双层铺砌护坡的上层为0.25~0.35m，下层为0.15~0.25m。

4）铺砌层的底面应设垫层，垫层材料一般常用碎、砾石或砂砾混合物等。

5）干砌石片防护工程不宜用于水流流速较大（3.0m/s）的边坡。

1.2.2设计要点

所有石料应是未风化的坚硬岩石，其容重一般不小于20KN/m3,护坡坡脚应修筑墁石铺砌式基础。

一般情况下，基础埋置深度为1.5h（h为护坡厚度）。

在基础较深时，可设计为堆石垛或石墙基础。

1.3浆砌片石防护

1.3.1使用条件

1）边坡坡度缓于1:

1的土质或岩边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时，可用浆砌片石护坡。

2）浆砌片石防护与浸水挡墙或护面墙综合适用，以防护不同岩层和不同位置的边坡，可收到较好的效果。

3）对于严重潮湿或严重冻害的土质边坡，在未来采取排水措施以前，不宜采用浆砌护坡。

1.3.2设计要点

1）浆砌片石坡的厚度一般为0.2~0.5m，用于冲刷防护时，根据流速大小或波浪大小确定，最小厚度一般不小于0.35m，在冻胀变形较大的地质边坡上护坡底面应设置0.10~0.15m厚的碎石或砂砾垫层。

2）浆砌片石护坡每长10~15m，应留一道伸缩缝，缝宽约2cm，缝内填塞沥青麻筋或沥青模板等材料。

在基底土质有变化处，还应设置沉降缝，可考虑将伸缩缝与沉降缝合并设置。

3）护坡的中、下部应设泄水孔，以排泄护坡背面的积水及减少渗透压力。

泄水孔的孔径可用10cm的矩形孔或直径为10cm的圆形孔，其间距为2~3cm。

泄水孔后0.5m的范围内应设置反滤层。

4）路堤边坡上采用浆砌片石护坡，应在路堤沉实或实后施工，以免因路堤的沉落而引起护坡的破坏。

2、边坡支挡防护

2.1挡土墙技术

2.1.1挡土墙分类及使用场合

挡土墙技术主要用于防止崩塌、小规模滑坡及大规模滑坡前缘的再次滑动。

挡土墙根据其构造可以分为重力式、半重力式、倒T形或L形、扶壁式、支跺式、棚架扶壁式和框架式等几种类型，如图。

重力式挡土墙可以防止滑坡和崩塌，适用于坡脚较坚固、允许承载力较大、抗滑稳定较好的情况。

根据建筑材料和形式，重力式挡土墙又分为片石跺、浆砌石挡土墙、混凝土或钢筋混凝土挡土墙和空心挡土墙（明洞）等。

片石跺可以就地取材，施工简单，透水性好，适用于滑动面在坡脚以下不深的中小型滑坡，不适用于地震区的滑坡。

浅层中小型滑坡的重力式挡土墙宜修在滑坡前缘，若滑动面有几个，且滑坡体较薄，可分级支挡。

其他几种类型的挡土墙多用于防止斜坡崩塌，一般用钢筋混凝土修建。

2.2抗滑桩技术

抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑结构物，是一种广泛采用的抗滑技术。

它穿过滑体在滑床的一定深度处锚固，抵抗滑坡推力的作用。

工程实践表明，使用抗滑桩，土方量小，省工省料，施工方便，工期短，抗滑桩能迅速、安全、经济地解决一些问题，因此发展较快。

如图

三、生物护坡

生物护坡主要依靠植物根系的力学效应和植被的水文效应。

力学效应包括深根加锚和浅根加筋作用。

水温效应包括降雨截流、减弱溅蚀、抑制地表径流等。

大量自然现象表明，量大而发达的植物根系对土壤具有加固作用。

浅层平面滑动面计算：

设有浅层滑面的土坡，如图

则滑动力为

抗滑力为

则稳定系数为

式中，W------滑体的重量；

α---滑动面的倾角；

l--------滑动面的长度；

c，φ--------土体的内聚力和内摩擦角。

当土体中无植物根系的时，

，

1为土体容重，S为滑体体积。

当土中有根系存在时，

。

把根系的抗滑力记为K，则有根系坡体的抗滑稳定系数为

式中，∑Fk------根系的抗滑力的总和。

四、结束语

公路边坡防护也是公路施工与维护中重要的一部分，他关系到公路的使用寿命及行车安全，但在公路边坡的维护中我国幅员广阔，地质情况复杂，地质灾害频发，特别是随着西部大开发的推进，产生了大量裸露坡面工程创伤需要进行治理。

这既是我们的机遇，也是对我们的挑战。