我国幅员辽阔,气候差异性大,生态环境复杂,山区岩质和地形多种多样,导致边坡类型极其多。在工程应用中进行边坡防护时,要根据实际情况,进行技术和经济比较,选取最合适的防护技术。因此必须分析评价各种防护技术的适用范围。
1.山区高速公路边坡特点
(1)呈带状分布,贯穿多个气候区域。高速公路一般里程极长,呈带状分布,因此可能穿越多个气候区域,在选择边坡防护技术时应充分考虑当地气候特点,因地制宜,获得较好的防护效果。
(2)景观破碎,降雨量不均匀。高速公路将当地完整的生态系统切割,使沿途景观破碎,不利于保护群落的多样性。山区地形复杂,海拔高低、山的阳面阴面都影响降雨量和日照,阳坡日照强度大,温差剧烈,都会影响植物生长,因此选择边坡防护技术时除了当地气候外还应考察边坡具体情况。
(3)高陡边坡多。山区高速公路深挖高填,产生很多高陡边坡,边坡陡峭,绿化困难,极易产生水土流失。
中国主要为湿润气候、半湿润气候、半干旱气候和干旱气候,降雨量的多少极大程度地影响生态防护技术的选取,同时影响植物种类的配比和养护方式,不同气候区域生态技术防护适用性评价如表7-7所示。
表7-7 不同气候区域生态技术防护评价表
虽然气候条件影响防护方法选取,决定植被种类的选择,但山区地形复杂,海拔高低、山的阳面阴面都影响降雨量和日照,因此除了当地气候外还应考察边坡具体情况。
2.过坡防护技术的影响因素
根据边坡防护工程实践经验,发现边坡坡比、坡高、坡面平整度、边坡岩质及其风化程度等是影响边坡生态防护技术选择的主要因素。
1)边坡坡比
边坡坡比对边坡稳定性影响极大,且过陡导致表层土壤不容易固定,坡面冲刷严重,极大程度地影响防护效果,因此必须选取能满足边坡坡比要求的防护技术。
本书参考《公路路基设计规范》(JTG D30—2015),结合防护工程技术特点,对边坡坡比分为四类,见表7-8。
表7-8 基于坡比的边坡分类
2)坡 高
坡高也对边坡稳定性影响很大,且过高的边坡会提高施工难度,影响防护质量。根据防护工程施工难度以及一般坡高分类,按坡高分成三类边坡,如表7-9所示。
表7-9 边坡高度划分标准(www.daowen.com)
3)坡面平整度
边坡坡面平整便于工程施工,若边坡平整度差会影响防护技术的实施。边坡平整度的划分主要有两大因素,坡面的相对高差以及对防护工程施工质量的影响。参考边坡防护工程施工经验,坡面平整度等级划分具体见表7-10。
表7-10 坡面平整度划分
4)边坡岩质及其风化程度
根据边坡土质跟岩体的成分,边坡岩质主要有三种组成形式,土质边坡、石质边坡、坡面土质下层岩石的双层边坡。边坡岩体的风化程度根据《岩土工程勘察规范》中的有关标准进行划分,具体划分标准见表7-11。
表7-11 岩石风化程度等级划分
注:(1)波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比。
(2)风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比。
(3)也可根据当地经验划分岩石风化程度。
(4)花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N>50为强风化,>N>30为全风化,N<30为残积土。
(5)泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
3.根据影响因素划分的边坡类型及相应防护
根据对边坡坡比、坡高、坡面平整度、边坡岩质及其风化程度的分析,参考山区边坡特点,以绿化难易程度为标准,可以分为四类边坡:可直接绿化、可绿化、较难绿化、不宜绿化。各类边坡特点及推荐的生态防护技术如表7-12。
表7-12 基于边坡生态防护的边坡分类及推荐的生态防护技术
4.各种生态防护技术的比较
1)生态恢复效果
从防护效果上对比,客土喷播、厚层基材喷播、三维网和植生袋等技术,因为加入了客土,改良了植被的生长环境,植被生长较好,因此能到达较好的生态恢复效果;其他技术,仅仅施肥,还得受到原生土壤的限制,如果土壤一般,得到的生态恢复效果也就一般。
2)施工工艺难易程度
对于能够充分利用机械施工、施工工艺简单的技术,都可以极大地降低工程造价。在工程实践中,厚层基材喷播技术的施工工艺比较复杂,液压喷播、客土喷播和三维网等施工难度适中,植生袋、植物纤维毯最为简易。
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