江西及江南多雨地区高速公路边坡绿化防护之我见

摘 要：根据多年参予高速公路建设和管理的经验，对近年高速公路边坡绿化防护，提出一些意见和建议，供交通行业同仁参考。关键词：道路工程；高速公路；边坡绿化防护；意见和建议0 前 言近年来我国高速公路建设愈来愈重视环境保护，水保和环保必须作为独立的二个验收项目接受国家有关部门验收，路基挖方路堑边坡和填方路堤边坡作为高速公路建设破坏原地貌主要部位，如何既保证边坡稳定又恢护生态，真正贯彻落实国家保护环境和维持生态平衡的大政方针，无疑是高速公路建设的大事。为了突出环保理念，我省近年来建成和在建的几条高速公路，如井泰、景婺黄、景鹰和武吉高速公路，边坡防护大多采用绿色（植物）防护，尽量少用甚至不用挡墙和护面墙等硬支挡防护措施，确实强化了环保效果，但一味强调环保而忽视边坡土力结构稳定及水文地质现状，也造成了边坡大坍塌、大滑坡和冲刷毁坏严重情况发生，甚至发生高边坡大坍塌导致行驶在高速公路上车辆被掩埋和挤下深渊的恶性事件，给高速公路营运养护管理造成了无尽的烦恼，笔者参与了梨温和景鹰两条高速公路的建设及养护管理工作，对高速公路边坡稳定、绿化和水保方面有“酸、甜、苦、辣”般的切身体会，在此现就景鹰高速公路绿化防护的情况提出一些浅见和交通行业的同仁特别是设计方面的人士探讨研究，为江西建成真正的生态环保高速公路尽一份力。1 景鹰高速公路绿化防护的病害情况及原因分析景鹰高速公路2007年11月28日建成通车后，经历2008年雨季特别是5月末6月初大暴雨袭击，造成了如下一些大大小小病害。1.1 边坡坍塌和滑坡等共造成挖方边坡大小坍塌、滑坡和泥石流19处，是绿化边坡防护较严重的病害，根据笔者会同项目业主、设计代表、监理工程师以及养护部门有关人员现场察看，发生病害原因分析如下：（1）因岩层强风化山体破碎或岩层走向不利，设计采用网锚喷播草籽在雨水侵蚀下边坡失稳，造成坍塌15处；（2）土质边坡坡率过陡植物防护不力，地表渗水造成滑坡2处；（3）施工便道破坏上边坡，重新回填植草防护，未采用挡墙支挡，导致暴雨冲毁形成泥石流冲入路面2处。1.2 坡面冲刷严重由于植物防护不力坡面冲刷严重，造成大量水土流失。1.2.1挖方路堑边坡 主要有两种绿化防护方式：石质边坡网锚喷播，土质边坡植草皮。在根系未形成固结土壤之前，经不住暴雨山体水流冲刷毁坏严重，并造成大量水土流失特别是砂性土质边坡，已造成多处挖方区碟式边沟水管壅塞严重。1.2.2填方路堤边坡 项目业主在初步设计检查时，要求所有路堤边坡防护均应采用设有挡水块网格，网格内植草进

钢塑土工格栅以高强钢丝（或其他纤维），经特殊处理，与聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP），并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹，则为高强加筋土工带。由此单带，经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用特殊强化粘接的熔焊技术（超声波焊接技术）焊接其交接点而成型。应用领域： 公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

行防护，但设计院并未全部采纳，部分路堤高度低于4m的边坡，仍未设网格而是全部植草防护边坡，导致暴雨冲刷严重，水土大量流失，有相当部分冲入稻田，引起不少民事纠纷。1.3 隧道洞门的处理为了突出绿化环保效果，景鹰高速公路13座隧道52个洞门几乎全部设计成削竹式洞门，但隧道开挖进洞时，洞口仰坡都不同程度发生垮塌现象，有些还比较严重，特别是A3标北辰亭隧道进口已塌至山顶，为确保隧道掘进安全进洞，洞口仰坡坍塌面势必施打各类锚杆并挂网喷射混凝土封闭垮塌面，达到稳定效果。这就给削竹式洞门回填土进行绿化造成极大的困难，虽经项目业主要求设计院对部分洞门设计进行了更改，但仍有相当部分洞口维持削竹式，而喷射混凝土仰坡无法绿化，显得很难看。1.4 挖方路段碟式边沟的教训以往高速公路挖方路段排水边沟多采用明式边沟，地表水和地下水排除能力都很强，但也为交通安全造成极大隐患，虽然路肩边缘设有护栏，由于稳定护栏立柱的土体有限，小型汽车撞击即可导致护栏垮塌，汽车翻入边沟，可以想象大型客、货车甚至超载车辆撞向护栏翻入边沟交通事故可以说百分之百要发生，由于超载和疲劳驾车现象十分普遍，所以挖方边沟造成交通事故十分频繁，给社会和养护部门造成了沉重的负担。景鹰高速公路为消除这种弊端，将挖方明式边沟改为碟式排水边沟，即在边沟位置用窨井和混凝土涵管排放地表水如城市道路排水。在涵管和窨井周围填充透水沙砾并用土工布包裹，以排除地下水。沙砾上覆一层粘土形成浅碟形状，碟底和窨井盖平，以便于地表水汇入窨井。同时植草防护并在碎落台植树，取消护栏。这样的话碟式边沟和路堑边坡一片绿色，美丽非凡。一旦车辆冲入边沟，因只有几十cm高差，而沟底是碟式斜坡状，汽车可自行驶回路面。应该说如果施工能达到设计效果，这是一种十分理想并充满人性化的设计。但是由于工期紧迫、管理力度不够和客观现状等诸多原因，实际施工效果远达不到设计要求，甚至几年后可能造成碟式边沟完全丧失排水功能，养护部门不得不将其挖除重新改造。目前景鹰高速公路已通车近一年，雨季过后笔者通过现场勘察，并结合施工时的质量问题，将浅碟式边沟的缺陷归纳如下：1.4.1地下水排除不畅 存在以下施工质量问题造成碟式边沟地下水排除不力:①土沟不顺、沟底不平、标高有误，不能形成有效的地下排水通道；②沙砾级配差且含有大量泥沙，有些标段甚至直接用土代替沙砾填入涵管外侧，起不到透水填料作用，不能有效排除地下水；③土工布没有完整密封包裹涵管和窨井周围的沙砾，有的甚至用土工布包涵管外填沙砾。这样带有泥沙的地表水渗入透水沙砾，造成板结硬化，同样起不到排除地下水的作用。1.4.2不能排除地表水 由于边坡采用绿化防护，水土流失严重，大量泥沙通过窨井流入涵管并沉淀堵塞，而直径仅为φ60cm混凝土涵管根本无法清除积淀的泥沙，长此以往用不了几年涵管将全部堵塞，也就起不到排除地表水的作用。1.4.3安全隐患犹在 由于景鹰高速公路部分路段地处崇山峻岭之中，取土十分困难，造成相当部分碟式边沟填土不到位，有的甚至填石碴。这样造成多种隐患，首先碟底和路面有30mm-60cm高差，路肩边缘又不能形成圆弧浅碟状，一旦汽车冲入边沟仍会发生翻车事故；其次由于填土高度也低于窨井顶面，不能有效排除地表水；再有因积水和填石碴不利于绿化。1.5 土路肩的处理景鹰高速公路为了绿化效应，也一改以往高速公路普遍采用的硬路肩，将路肩做成土路肩上铺混凝土空心六角块可植草，而路面结构层高度范围边坡用编织袋装土植草防护，因编织袋极易风化破损造成冲刷，现景鹰高速公路相当部分路段土路肩已冲刷破坏严重，混凝土空心块已悬空或垮塌。1.6 高边坡绿化养护的困扰景鹰高速公路修筑在山岭重丘区，大量的挖方区边坡高度都在30m以上，最高的路堑高达70多m，且山体多为石质。为强行绿化均采用粗网深锚或细网浅锚，喷射拌有草籽和肥料的泥浆，通过草籽发芽生长成覆盖性草丛，达到防护目的。在湿润适应的季节里，边坡绿草茵茵和周围山林植被互相映衬，确实蔚为美观，达到天人合一的境界。但设计者没有意识到到了八、九月份干旱天气，烈日炎炎久旱无雨。而一般水车洒水养护绿草只能达到高达10m以内，二级台阶以上边坡草丛无法洒水养生，只能依附在10cm厚的干裂土皮上，不过几天就会全部枯死，真是满目苍夷惨不忍睹。2 几点建议从前面描述的景鹰高速公路强制采用绿化防护边坡的情况来看，虽然起到了一定的绿化、美化效果，但由于对边坡的稳定防护效果差，导致路堑边坡特别是高边坡垮塌造成安全隐患，同时大量的水土流失造成了更大范围的环境破坏，笔者认为这得不偿失。如何既绿化环保又能边坡稳定保持好水土，确实是摆在交通行业的决策者、设计人员、项目业主和各从业单位面前的一大课题。笔者认为在边坡稳定不垮塌、水土保持和高速公路绿化美化这三者之间，首先必须确保边坡稳定不垮塌消除行车安全隐患；同时也应保证边坡不至冲刷导致水土流失造成环境破坏；然后在此基础上绿化美化高速公路，否则就是本末倒置。如何做好这方面的工作笔者提出以下建议：2.1 粘性土质边坡防护以植草并夹杂种植小灌木为宜，为防冲刷山顶应酌情设置截水沟，多级边坡每级一定要设平台沟，所有平台沟、截水沟施工时一定要根据山势确定排水方向和纵坡，以确保排水通畅。切不可机械地照图施工，并保证施工质量确保水沟不漏水渗入边坡土体造成滑坡，这一点至关重要，也是当前高速公路水沟最大的质量通病，造成了很多滑坡事故。2.2 不稳定的石质边坡防护破碎岩体和岩层走向不利于稳定的路堑边坡，还是用混凝土或浆砌片石等硬性支挡和防护为宜。本着少开挖破坏就是最好的环境保护原则，可根据开挖高度和岩层稳定情况，第一级尽量采用挡墙，二级以上防护依次采用满铺护面墙、带窗洞护面墙和网格防护，最上一级可视植被厚度酌情采用植物防护或网格防护。每级平台沟同样要保证排水通畅和不渗水。2.3 稳定的石质边坡防护对于稳定的石质边坡，施工时必须采用光面爆破或预裂爆破等控制爆破技术，尽量使得坡面平顺，这样就无须再进行任何防护了，既经济又美观自然。如果坡面做不到平顺，可适当用浆砌片石弥补。2.4 对硬性防护结构的绿化为了绿化美化高速公路，如何对挡墙、护面墙和裸露岩面进行绿化，确实应认真研究，笔者建议种植爬山虎、葛藤等爬滕类植物对硬性防护结构进行全面覆盖比较好，其中犹以葛藤效果明显，根据梨温高速公路的经验，只需一年葛藤即可爬满并全部遮挡硬性构造物，充满着生命的绿色，让人十分感动洋溢着对生命的热爱和敬意。为保证爬藤的生长效果，在挡墙和其它硬性构造底部要设置适应种植土层。2.5 对隧道洞门的设置建议隧道洞门是隧道工程唯一的形象工程，无论多长的隧道洞内大概都差不多，能创造特色的大概就只有洞门设计，特别是隧道众多的高速公路，如景鹰高速公路有13座隧道共52个洞口，如何避免洞门型式千篇一律，使各个洞门形式多样生动活泼和周围环境协调一致而又经济合理，确是考验设计人员的责任心和美学能力。以往高速公路多处平原微丘区，隧道较少如九景高速公路，所以多将洞门做成高大雄伟富丽堂皇，这种思维无论从经济还是环保角度，都不再适应如今山区高速公路隧道众多的情况。如何根据隧道所在山体的地质和环境情况结合施工状况，设计出合适的洞门呢？笔者有如下意见：2.5.1洞门分阶段设计 洞门设计应分施工图设计和施工过程中完善设计两阶段进行，才是一种负责任的设计态度。①施工图设计时应尽可能将洞口地形、地质情况调查清楚，然后根据地形、地质实际情况，因地制宜设计出每个洞口形式，为迎合强制绿化理念，将所有洞口型式都设计成削竹式既不现实也太死板。当然，施工过程中认真施工、严格监理，在隧道掘进过程中进洞和出洞对洞口仰坡破坏最少，使得施工过程中洞门被迫更改设计减至最少，也是十分必要的。②施工过程中不断完善洞门设计是十分必要的，由于洞口设计的水文、地质资料不可能很准确，加之施工单位水平参差不齐、监管不力等原因，在隧道掘进进洞和出洞时，不可避免将出现洞口仰坡坍塌，有时还是多次坍塌直至坍至山顶。为保证隧道掘进安全进洞和出洞，施工单位都必须在洞口仰坡坍塌面，施打锚杆挂钢筋网喷射混凝土封闭坍塌面，甚至还要往山体压注水泥浆进行加固，以保证仰坡稳定。这样洞口的地形、地貌以及地质条件已和原设计资料不一样，可以说面目全非，再要按原洞门施工设计图施工，显然是不合适的，应重新完善设计。2.5.2对隧道洞门施工过程中完善设计的几点具体建议 ①削竹式洞门：当洞口仰坡破坏较少，裸露山体高度低于3m时，采用削竹式洞门比较合适。但一定要注意原喷射混凝土必须凿除，并尽量凿成台阶状以保证回填土和原山体的衔接，洞口明洞长度应保证填土能覆盖原坍塌面，并维持填土自身的稳定。削竹式洞门完全靠填土并绿化形成自然生态洞口，这是最理想的状况，但如何采取合适的水保、环保措施，保证填土不坍塌和冲刷是成败的关键，除上述填土的稳定措施外，截、排水沟的畅通不渗漏，同时选择合适的植物绿化品种也很重要，除植草外夹杂栽种一些灌木效果更佳；②改进型削竹式洞门：对洞口仰坡坍塌高度不是太大H=3m-8m，但比较宽包括洞口之间也全部坍落时，为减少填土范围，可在填土坡脚设置矮墙，并视地势可酌情设成梯田状。这样的话既可规范、稳定填土，又可在每级梯状平台区种植景观花木，两洞之间更可再设太湖石等点缀装饰，将极大改进削竹式洞门的美观性，而造价比端墙洞门低许多；③端墙式洞门：对洞口仰坡坍塌高度超过8m，削竹式洞门不可能覆盖仰坡，而仰坡锚网喷射混凝土层又不能凿除，否则仰坡在高速公路通车可能会再次坍塌造成安全隐患。所以洞口高仰坡做成端墙式洞门比较合适，可利用端墙对坍塌仰坡进行有效遮挡，若仰坡过高另可在端墙后种植高大乔木遮挡，同时栽种爬藤植物爬满仰坡绿化，这样就完美无缺了。2.6 对挖方路堑边沟的设置意见结合明式边沟和浅碟式边沟的优缺点，笔者经过认真调查研究后认为，路堑边沟设置成盖板沟十分理想，盖板沟承载能力应满足高速公路设计荷载要求，盖板之间设置合适的板缝以利泄水。这样的话盖板沟既保留了明式边沟地表、地下水排除能力强和浅碟式边沟安全、环保的优点，又避免了它们各自的缺点，真的非常好，笔者在此大声疾呼，希望引起各方重视。3 生命长青绿化养护任重道远百年大计质量第一，高速公路的边坡稳定和绿化美化都需忠诚卫士植物的守护，它们是有生命的有别于混凝土结构和其它土建结构。俗话说“三分种、七分养”植物养护对绿化防护来说是至关重要的，这靠绿化施工单位是不现实的，他们只有两年的缺陷责任期。植物的管养问题通常是不被重视的，特别是在我们江西，甚至有人说：高速公路的绿化只为通车典礼的那一天。针对高速公路绿化的管养不足，笔者提出以下意见。3.1 高速公路养护部门应建立绿化养护机制高速公路养护部门通常未建立专门的绿化养护机制，具体表现为缺少绿化专业技术人才，没有专门绿化养护队伍，对植物应何时及如何剪枝、施肥和除杂草一无所知。3.2 缺特殊绿化养护设备植物养护最重要的工作之一是浇水养生，但目前一些高速公路养护部门只有一般的洒水车，无法对高边坡的植物浇水养生。应配备或至少在干旱季节租赁消防水车，以便对高边坡植物进行浇水养生。3.3 植物边坡防护的品种选择高边坡植物绿化防护，目前通常以植草居多，优点是成效快，缺点是根系浅，对边坡的稳定效果差，且抗旱能力也差。建议在喷植时夹杂一些适应当地情况的灌木种子，或在养护时及时补种灌木苗。4 结 语目前举国上下讲环保重生态，笔者认为这是社会文明进步的表现十二分的赞成，但本人作为一名工程技术人员对此的理解是，生态和环保应该讲大的、总的平衡，不可片面追求某项指标而忽视其它方面，工程建设特别是高速公路建设，在包括边坡防护的各个方面应力争追求少破坏、保稳定、重水保、讲绿化，全面、长远地珍惜我们的家园保护生态，只有这样才是对子孙后代负责任的态度。本文纯属个人观点，欢迎交通行业各界同仁批评指正。