水电工程场内道路边坡防护技术研究

水电工程场内道路边坡防护技术研究

山青

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

摘要：水电工程场内道路大多处于深山峡谷地带，道路运输强度高，重大件多，受技术指标及地形条件限制，路基高填深挖边坡较多，本文介绍了水电工程场内道路的特点，分析了路基边坡破坏主要形式，研究总结了目前常用的路基边坡防护技术。

关键词：水电工程；山岭地区；路基边坡；生态防护；工程防护

1、导言

水电工程场内道路大多处于深山峡谷地带，水文、气象、地形、地质条件比较复杂，建设难度越来越大，水电站前期选址时注重大坝、引水系统、厂房的建设以及经济能效比，往往会造成场内道路设计困难，尤其抽水蓄能电站上水库与下水库的连接道路，上、下水库垂直高差多为500m以上，地形地质条件复杂，受平面和纵断面技术指标等规范的限制，道路纵坡展线较为困难，路基边坡越来越高，超过20m的路堤和30米的路堑高边坡较多，防护支挡越来越复杂，边坡问题也比较突出，加之国家对边坡挂渣，侵占红线，污染河流等环水保问题越来越重视，为减少类似问题的发生，对水电工程场内道路边坡防护形式的分析具有重要意义。

2、场内道路路基边坡破坏的主要形式及原因

场内道路是连接水电站各枢纽建筑物间的主动脉，受水文、气象、地形及地质条件的影响，在建设期及运营期常会发生路基边坡问题，对路基边坡的有效防护，是保证道路施工安全和使用功能的关键。路基的边坡受道路边坡地质层状结构及岩体质量好坏，边坡的坡率、坡长，以及暴雨冲刷及连续降雨侵蚀影响，主要出现的破坏形式有裂缝、滑坡、崩塌和剥落。

2.1裂缝

在路基边坡的开挖过程中，由于受地质条件、开挖方法等因素的影响，使边坡坡面、坡顶范围内出现不规则的横向或者纵向裂缝，遇连续降雨、风的侵蚀，缝隙不断加大，造成比较严重破坏。

2.2滑坡

滑坡是指一部分土体在重力的作用下沿边坡的松软结构层滑动，主要是因连续降雨或者暴雨侵蚀，增加土体重量，引起整体滑动。路堤边坡主要原因是边坡坡度过陡，路堤坡脚存在软土地基、填土层次不合理或者坡脚被挖空冲空等原因。路堑边坡主要因开挖坡比与边坡高度与地质岩土条件不符合，以及边坡开挖后不能及时防护，暴露时间过久以致滑坡。

2.3崩塌

崩塌主要是整块岩体脱落母体从较高的自然边坡崩落，然后沿着高陡自然边坡滚落，对下部建筑物、人员机械的伤害。崩塌一般发生的范围较大，影响也较为严重。这种灾害出现的原因大部分由于岩体自己结构不稳定，崩塌从发展到落下时间较长，一般很难发觉，而一旦发生就会造成比较大的破坏，影响程度较大。

2.4剥落

剥落主要是路基边坡的岩体表面受到雨水的侵蚀和风化，使其表面结构松散，然后在外力或者自身重力的影响下，松散的岩石就会从岩体表面剥落掉下。

3、场内道路路基边坡防护技术的原则

场内道路应以实际勘察的地质资料及水文情况，结合实际地形等自然条件，保证路基有足够的强度、稳定性和耐久性，充分利用技术指标，尽可能降低路堤和路堑边坡高度，完善排水系统，做好截排水设施，选择合适的支挡结构，收缩坡脚，减少占地，根据沿线岩土情况，分析破坏的引发过程，研究边坡破坏的原因，采用虚拟仿真模型，进行边坡稳定分析，在技术及经济条件允许下，选择合理的边坡开挖防护，保证路基稳定，行驶安全、舒适，环境优美，道路与环境相协调。

4、场内道路路基边坡开挖防护技术

4.1生态防护

植物防护是指在稳定的边坡上种植植物，利用发达的根系对边坡加固稳定，水流侵蚀时不易发生滑坡，进而起到保护。植物防护是一种操作简单，经济性较好的防护技术，美观绿化环境较好。

4.1.1植草

植草防护适用于边坡稳定，雨水轻微冲刷，易于草类生长的边坡。一般在坡面回填10cm厚生植土，然后在土里种植生命力顽强，根系发达的草种，如刺槐、知风草、狗牙根等，以固结表土，防止水土流失，提升路基边坡的整体稳定性，植草劳动强度小，工艺简单、经济型、美化环境较好。植草有撒播、喷播以及植生袋，根据道路所处区域环境自然条件选择较为合适的草种。

4.1.2植树

在河岸两边，自然边坡相对较缓的地段植树，能够对美化环境及预防路基滑坡方面有很好效果，树种选择生长较快、耐旱、成活率高的树种。植树如遇不良生长土壤，必要时进行换填种植土，植树尽量采用方格形或梅花形布置。

4.1.3框格梁锚杆防护

框格梁防护适用于土质或风化岩石边坡，框格可采用混凝土、浆砌片石等骨架，框格内采用植物防护或其他辅助措施。该防护型式是利用现浇混凝土或浆砌石形成骨架支撑，锚杆、锚筋桩、锚索配合稳固边坡的一种复合支护形式。主要工序有测量放样、钻孔、锚杆制作与安放，注浆等。框格梁内植草或植树有利于净化空气，美化环境，边坡整体防护效果较好。

4.1.4三维网植草

三维网以树脂为原料，经加工形成层状结构网，网垫为多孔结构，可以使表面的雨水很快下渗，有利于植物的生长，覆盖率较高，很大程度上提高了边坡抗冲刷和抗侵蚀能力。该防护技术简单、成本较低、效果明显、能够有效的加固土体，美化环境，能够给道路使用者带来舒适美观的感受。

4.2工程防护

4.2.1浆砌片石护坡

该防护型式在坡面防护应用较多，主要有护坡及护面墙的两种方式，通过浆砌片石防护坡面，可以防止雨水对坡面的冲刷，对坡面有一定支撑稳固作用。封闭各种破碎软质岩层，防止继续破坏，可以有效地防止边坡冲刷，护面墙除自重外，不承担墙后土压力的作用。

4.2.2主、被动柔性防护网

主动防护网是利用钢丝绳柔软网覆盖包裹边坡危险岩体，以限制坡面危岩剥落和崩塌，不改变原始坡面和植被生长条件。被动防护网是在边坡的下部，对掉落的岩块进行拦挡，起到防护作用。柔性防护网技术简单，造价较低，对掉落的小块碎石防护效果较好。

4.2.3喷射混凝土

喷射混凝土分为素喷法和锚喷法。素喷法是在坡面上喷射一层水泥砂浆，对坚硬易风化，但未严重风化的岩石边坡形成保护层，防止进一步风化，素喷法可用于不规则的高陡边坡，喷浆厚度一般不宜小于80mm，砂浆强度不低于C20。锚喷法是利用锚杆、锚筋桩以及锚索的约束，将潜在滑动掉落危险岩块固定在山体上，挂钢筋网并喷射混凝土，在岩体表面形成钢筋混凝土板体结构，达到稳定加固边坡的目的。

5、结语

水电工程场内道路自然边坡陡峻，地质等自然条件复杂，在边坡支护设计的时候，应重视地质勘察资料，积极建立模型计算，并重视水土流失和环境保护，道路与环境相协调，根据实际，选择安全、可靠、经济、美观的边坡防护措施。

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