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边坡防护技术论文范文1
关键词：高速公路，岩质坡面，挖沟挂网，生物防护工程
一、传统的岩质坡面绿化方法
岩质坡面传统的绿化方法是在坡脚栽植攀缘植物、坡顶栽垂吊植物或在岩面上挖种植槽或鱼鳞坑栽植攀缘、垂吊植物及花灌木等实现绿化。免费论文，生物防护工程。这些方法简单易行，但施工速度慢，养护困难，成活率低，重要的是岩面达到完全覆盖往往需要很长的时间。
二、挖沟挂网喷播植草技术应用
挖沟挂网喷播植草技术是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填适宜于草种生长的土壤、养料、土壤改良剂等种植基质材料，然后挂三维植被网，再覆盖基质材料喷播植草。
2.1适用范围
挖沟挂网喷播植草技术要充分了解该施工区域内岩质边坡的结构，结合当地的地质、气候条件，合理选择。其适应范围为：
(1)硬岩边坡。如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩，表面坚硬、不易风化、龟裂少且稳定性好时，除特殊要求外，一般不考虑采用挖沟植草护坡方法。
(2)软岩边坡。如岩浆、凝灰岩、页岩、第3纪泥岩、粉砂岩等，根据其是否易风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挖沟挂网喷播植草技术。
(3)易风化硬岩。如蛇纹岩、粘板岩等开挖后在短时间内风化为砂土或沿裂隙分解为细片的岩石，按软岩边坡处理。
2.2材料的选择
(1)基质材料
种植基质材料主要有土壤、有机质、化肥、保水剂、接合剂、pH缓冲剂、水及草种。
土壤:土壤可因地制宜，选择就近的沙壤、壤土或黄土。免费论文，生物防护工程。要保持干燥、过筛，去掉粗的颗粒物及杂物。
有机质:常采用的有机质有泥炭土，泥炭土有机物持水量很高，通气性良好，其独特的轻质、持水、透气和富含有机质特点，可蓄水、保水，防止板结，改善土壤物理结构，并保持肥效的持久力。
化学肥料:加入一定量的缓释全价肥有利于植物生长后期肥料的持续供应。
保水剂:岩体面基本上为不透水层面，易反射辐射热。因此，岩面上植物种子的发芽和生长对气候相当敏感，稍一干旱植物凋败枯萎。此时加入保水剂是岩面上植物得以正常生长发育的关键。保水剂可吸收自身数百倍至数千倍的水分。这些水分不易被一般物理方法挤排出来，而植物根系却能吸收贮存在保水剂中的水分。免费论文，生物防护工程。保水剂可将偶尔的降雨迅速而膨胀成凝胶将水分贮存起来，干旱时便慢慢地释放给根系。
接合剂与pH缓冲剂:为了避免雨、风、雪等因素对种植基质造成侵蚀、冲刷，必须在种植基质中加入适量的接合剂，以促使基质与岩面粘结和基质硬化。常用的接合剂是普通硅酸盐水泥,水泥呈碱性，一般来说对种子的生根、发芽是有害的，因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时，可加入一定量的碱性中和因子，如磷酸作为缓冲剂以调节基质pH值。
用水:就近利用，用水量根据实际情况而定。
植物种子选择及配比:岩体坡面上种植基质厚度薄，环境恶劣，植物除因地制宜，选择适应当地气候的种类外，还要特别注意选择抗旱性、抗逆性强的品种。实际应用中多以一种植物为主，多种草籽混播，以便增强适应性。常选用的草种主要有高羊茅、白三叶等。为了丰富景观，可加入一定比例的草花种子，如波斯菊、金鸡菊等。由于风化岩上常有灌木和乔木自然侵人岩体，还可在喷播时加入少量银合欢、丁香、胡枝子等灌木种子。
(2)辅助材料
三维植被网:采用约15mm的三维三层植被网，底网为两层，网包一层或约18mm的三维四层植被网，其底网为两层，网包两层，原材料为聚乙烯，质控抗拉强度分别为≥1.6±0.2KN/M，≥2.4±0.4KN/M，单位重量分别为300g/m2和350g/m2，幅度可选定。
U型J型钢钉:起固定作用，用直径6mm钢筋预制。
无纺布：无纺布作为植物养生网能防止种子和土壤受暴雨冲刷造成流失，也可适当遮阴，防止土壤干燥，使种子更容易发芽，无纺布可选16-20g/m2热合或热粘型无纺布。
2.3施工工艺
(1)坡面修整
高速公路路堑坡面因山势和征地等原因，一般都较陡急，修整前边坡因暴露风化，碎落，形式凹凸不平。在进行绿化前应按设计要求，对边坡不平整处进行人工修坡，清坡平整度宜控制好，并把坡顶和可视断面一并修整，保持坡体线条流畅。
(2)开挖楔形沟
在岩石坡面上人工开挖楔形沟，楔形沟竖向保持直立，横向设置5%的倒坡以保证填土的稳定，沟间距离为300-400mm。
(3)回填基质材料
沟内回填富含有机肥料的基质材料，土壤和基材必须事先混合均匀，并保持一定的湿度。适当洒水以确保坡面潮湿，再挂三维网并用U形J形钉固定，网上撒细粒土经多次喷水沉降以覆盖三维网网包。也可采用灌浆法对三维网灌浆，还可通过喷混机，将表土均匀喷到三维网上，直到全面覆盖三维网。免费论文，生物防护工程。
(4)喷种
采用液压喷播机，将种子、保水剂、肥料、纤维混合料均匀喷播在坡面上，喷播完成后，视情况可撒少许细土覆盖表面。
(5)覆盖
喷种后可在坡面覆盖无纺布以防止雨水冲刷，并可在干热季节适度遮阴，利于种子萌发。免费论文，生物防护工程。
(6)养护
喷播后应浇水使土壤保持湿润状态。免费论文，生物防护工程。在春天5-10天左右发芽，一个月成坪，成坪后进入正常养护。
三、存在的问题
土壤和水分是植物生长的必要条件之一。对于岩质坡面，其硬度大、土壤少甚至无，植物生根、发育非常困难，因开挖后的岩质边坡大多较陡，在坡面上回填的种植基质往往难以固定，即使一时附着，还会因降雨、流水及大风等遭到流失，使种植基质连同生长的植物一起滑落、崩塌。因此，岩质边坡绿化需具备两个基本条件：一是坡面上必须有植物能赖以持续生长的种植基质，二是种植基质能永久固定在岩面上。
四、结论
过去对护坡常采用浆砌条石或水泥喷浆等构造物进行护坡处理，随着人们环保及审美意识的提高，需对裸露的坡面进行绿化处理，以防止坡面的侵蚀和风化，恢复自然植被，在绿化的同时起到美化的作用，以求达到“人在车中坐，车在画中行”的意境。经在多条高速公路通过挖沟挂网喷播植草技术的应用，已取得了很好的效果,较传统的绿化效果更明鲜，建议广泛推广使用。
边坡防护技术论文范文2
【关键词】边坡稳定；防护技术；公路；边坡破坏
1.引言
当前我国正加大基础建设的力度，以响应国民经济的快速发展。公路等级越来越高，一些公路所处的地形也更加复杂。公路边坡防护工程难度加大，其解决边坡的稳定问题具有实际的工程安全可靠度意义和经济性价值。一直以来，路基边坡的综合防护是公路建设的薄弱环节，其造成的安全隐患和经济损失也一般是不可小觑的[1]。
2.边坡稳定理论
2.1 边坡稳定理论的发展
边坡稳定分析最早出现于十八世纪，当法国某军队修建土质工事时对其边坡的稳定进行了稳定性分析[2]。之后一百年后，人们大量的修建运河、铁路以及大土坝，使人们逐渐意识到这些构筑物的边坡稳定研究的必要性。随着这项与研究的发展，边坡稳定问题成为岩土工程的经典问题之一。早期的理论研究建立在与实际有一定出入的条件基础之上，为半理论半经验性质，分析的方法并不完善。研究的成果与实际结果有较大出入。
边坡稳定研究另一个比较有里程碑意义的是1950年土力学专家太沙基发表了题为《滑坡机理》的论文。该论文对滑坡产生的过程、起因以及判定方法进行了论述，为之后边坡稳定的研究奠定了基础。到了20世纪60年代，一些大型大坝、岩体失稳事故的发生，更加促使了边坡稳定研究的发展。这时的理论研究逐渐采用弹塑性理论，使研究成果更加接近实际。
2.2 边坡稳定分析方法
如今边坡稳定问题分析方法较多。最常用的是极限平衡分析法和有限元法。极限平衡法将滑动带上土体竖向划分为若干土条，列出这些土条的静力平衡方程，从而计算出边坡安全系数。极限平衡法较容易理解掌握，但得到的安全系数不够准确，与实际监测结果有一定差异。有限元法计算结果较为真实，且不必事先假定滑动体形状位置，缺点是不能直接得到安全系数，工程应用不方便。
3.边坡的破坏形式
边坡破坏常发生于岩土软弱处和强风化段。某公路边坡破坏实例如图1所示。为保证行车安全，应注意检查边坡的变化，及时进行加强防护。通常其破坏形式如下几种[3]：
（1）滑坡：岩土在重力作用下无支撑力整体向下方滑动。通常发生于河流、雨水冲刷后以及人为切割较多坡脚后。当坡体顶部超载后也易发生此现象。滑坡根据力学特征可分为牵引式和推移式。牵引式滑坡起因是下部先滑动，导致上部土体失去支撑作用继而变形滑动，发生速度较为缓慢。推移式滑坡则是上部土体受到挤压后向下移动，并挤压下面的土体，常见于上部堆载的情况。
（2）崩塌：陡坡上岩层本身不稳定，容易在外界的扰动下发生突然的脆性破坏。崩塌发生速度极快，无明显的滑动面。虽然剥落的岩体总体积一般并不大，但其发生突然，若路面有行人车辆，则很难避开。
（3）剥落：岩土表面在风化作用下与母体脱离。
图1 边坡破坏实例
4.边坡失稳的防护措施
边坡稳定防护措施可分为浅层的防护与深层加固治理以及二者的综合治理方法。
4.1 浅层防护措施
（1）坡面防护。坡面防护主要方法有种植植被，抹面，捶面等。当边坡较为稳定，表面只轻微冲刷，且土质环境适宜草类生长，可采用种植草体方法防止土坡表面的冲刷。当坡面易风化或冲刷严重时，可用材料抹面形成整体性较好的表面。
以某公路工程为例，其表层土为膨胀土则其开挖后原本稳定的土层现在表层，土体所受到的扰动较大，较容易发生失稳问题。此时应特别注意对坡面的加固防护。该项目表层采用混凝土骨架，主要为方格和拱形护坡并结合使用植被护坡[4]。
（2）地面排水。
从造成土坡失稳的原因分析中可知水对土坡失稳的重要影响，因此必须将表层水及时排出，防止地面水变成地下水，减少水对土坡的扰动。地面排水主要有以下几类，在挖方路基的路肩外侧；挖方路基上方适当位置以对流向路基的水流截流；用以引出低洼积水的排水沟等。
（3）冲刷防护。用以防止边坡的被冲刷以及受大气影响，多采用护面墙。护面墙的坡度应满足整体的稳定要求。
4.2 深层防护措施
（1）排除地下水。不仅应对地表水及时排除，对地下水更应注意其水位变化，并及时制定应对措施。深层地下水的排除方式有：渗沟排水、集水井排水、平沟排水及渗水隧洞排水。
（2）岩土锚固技术。采用拉杆将土坡锚固在稳定的岩层上，充分利用稳定岩层的作用力，提高土坡整体的稳定性。该方法在几乎不增加结构自重的基础上确保了岩土的稳定，减轻了下部土体基础的作用力，更加确保了结构安全性。该方法经济性安全性明显，故在岩土工程中广泛应用。
（3）土钉支护。该方法经济可靠施工方便，在工程中推广迅速。土钉与周围土体充分接触，形成组合体。当土体变形滑落时，土钉受到粘结力受拉，约束了土体的进一步滑动。
4.3 边坡浅层、深层结合的防护措施
（1）挡土墙。挡土墙可分为重力式挡土墙和轻型挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等。在公路边坡支护中重力式挡土墙应用较多，其依靠自身重力抵抗侧向土压力，防止墙身后土体的失稳滑动。该方法应用于夹杂大孤石的残积土边坡常不成功。因为此类边坡蠕动变形大。应采用土钉挂土工格栅后再在表层种植植被。
（2）抗滑桩。抗滑桩使用桩穿过滑坡面直接锚固在稳定岩层一定深度范围内，可以抵抗一定的滑坡作用力，阻止滑坡体的滑动状态，增加边坡安全系数。抗滑桩可以有效的解决一些难度较大的工程，因此该发展较为迅速。抗滑桩桩位布置灵活，可设置在抗滑效果最有利的位置。使用抗滑桩需要注意的是使用寿命。几年之后抗滑桩经常会出现推移甚至倾倒事故。理论上是由于土压力理论的缺陷，没有考虑土体的蠕动的物理现象。现在可加固土体自身加强结构的整体性以提高土坡稳定性。
另外公路路线的选择直接关系到边坡的稳定性。合理的公路平纵面设计可以减少大填大挖，减少对山体的破坏。避免高填深挖，在丘陵地区尽量按地形顺其自然的设置边坡。对山路路线不宜过度追求平直。要充分利用地形，恰当使用人工构造物如锚杆、喷射砼、加筋挡土墙等，减少对环境的影响。
边坡的稳定性验算应采用适宜的方法和合理的参数。应充分考虑各计算参数的随机性和模型的不确定因素[5]。另外应从法制上保证公路建设的顺利进行，建立健全法律体系，采用强制手段保证公路建设的可持续发展，全面提高公路的建设质量。
参考文献
[1] 姚金强.浅谈边坡稳定及加固[J].民营科技，2012（1）.
[2] 儒.边坡稳定及抗滑桩加固分析研究[D].长安大学，2013.
[3] 刘金良.公路边坡稳定与防护问题[J].科技情报开发与经济，2004（14）
边坡防护技术论文范文3
关键词：路基工程;膨胀土;施工技术
常见的市政道路施工中不良地质灾害主要包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。市政道路施工中地面沉降尤为突出，路基普遍产生下沉外挤，基床翻浆冒泥，边坡冲蚀溜塌、塌滑与滑坡等严重病害，有的滑坡不仅造成路基成片破坏，甚至连同路基防护加固工程也一起毁坏，严重影响行车安全。在笔者的多年的工程经验中，膨胀土对道路的施工产生了不良影响。论文重点以膨胀土道路施工为例，探讨了膨胀土道路施工中病害，并提出了相应对策。
1膨胀土道路施工中病害
膨胀土对建设中的公路为消除膨胀土对公路质量的影响，对穿越膨胀土区域的公路地基常采用换填、石灰(水泥、粉煤灰、组合材料)改性等方法，路堤采用换填、改良、包边封闭等方法，边坡工程处治技术采用抗滑桩、护坡挡墙、拱型(棱型)骨架以及植草等方法。但由于每个实际工程受气候条件、工程特点、地质条件、施工工艺及当地材料供应等因素的影响，工程建设的设计和施工均需综合考虑这些因素后，提出适合于具体工程的设计与施工技术，使工程建设和维护都达到安全、实用且经济合理。每年因整治膨胀土地区路基病害，花费的投资均在5亿元以上，而且各种膨胀土路基的新生病害还在不断发生，尤其是南方的公路与铁路路基，膨胀土引起的工程病害更为严重。我国过去修建的公路一般等级较低，膨胀土灾害问题不太突出，所以尚未引起广泛关注。然而，近二十年来由于高等级公路的迅猛发展，不少地区都遇到了膨胀土带来的麻烦。许多工程在施工过程中就开始出现各种变形病害，有的地段土基一边开挖一边溜塌、坍滑，有的地段土基刚施工建成，就出现整段路基吸水膨胀软化，路基表面层象发面似地膨胀，导致无法铺筑路面等等。
2膨胀土路基施工关键技术
2.1路堤施工
1）高速公路及一、二级公路路基填土高度小于路面与路床的总厚度时，基底为膨胀土时，宜挖除地表0.30m~0.60m的膨胀土，并将路床换填非膨胀土或掺灰处理。若为强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度，大气影响深度根据调查结果确定;若无相关数据时，可按强膨胀土2m，中、弱膨胀土为1~1.5m取值。
2）强膨胀土不得用于路基填筑;高速公路、一级公路、二级公路等采用中等膨胀土用作路床填料时，应作石灰改性处理，改性处理后要求胀缩总率不超过0.7为宜;弱膨胀土作为路堤填料时，若胀缩总率不超过0.7%，可直接填筑。
3）如当年不能铺筑路面，作为封层的填筑厚度，不宜小于30cm，并做成不小于2%的横坡。
4）膨胀土地区路床土强度及压实标准，分别采用表1和表2的控制标准。
表1路基填方材料最小强度和最大粒径表
注：①二级及二级以下公路作高级路面时，应按高级公路及一级公路的规定；
②强度按《公路土工试验规程》，对试样浸水96h的CBR试验方法测定
表2 土质路堤压实度标准
挖填类型 压实度（%）
路面底面计起深度范围 高速公路及一级公路 二级及二级以下公路
路堤 上路床 0~30cm ≥95 ≥93
下路床 30~80cm ≥95 ≥93
上路堤 80~150cm ≥93 ≥90
下路堤 150cm以上 ≥90 ≥90
零填及路堑路床（0~30cm） 0~30cm ≥95 ≥93
注：①压实度以部颁《公路土工试验规程》重型击实试验为准;
②其它等级公路，修建高级路面时，其压实标准，应采用高速公路、一级公路的规定值;
③特殊干旱地区的压实度标准可降低2%~3%;
④多雨潮湿地区的粘性土，其压实度标准按相关规范执行;
⑤用灌砂法、灌水(水袋)法检查压实度时，取土样的底面位置为每一压实层底部;用环刀法试验时，环刀中部处于压实层厚的1/2深度。
5）压实含水量宜比标准击实的最佳含水量大1~3%，压实度应不低于标准击实标准的95%。
6）在路堤与路堑交界地段，应采用台阶方式搭接，其长度不应小于2m，并碾压密实，压实度的检验频率为一般路基施工检验频率的2倍。
7）根据路堤高度、膨胀土类别、压实条件、基底情况、施工季节、施工延续时间等因素来确定适当的预留沉降量，沉降加宽按两侧平行加宽。
2.2路堑施工
1）挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30~50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。
2）挖方地段当挖到路床顶面以上3Ocm时，应停止向下开挖，并挖好临时排水沟。待作路面时，再挖至路床顶面以下60cm，用非膨胀土或中粗砂回填，并按要求压实。
3）在路床顶面以下60cm满铺一层复合土工膜。作业顺序是:先用挖掘机配合汽车后退开挖上方到设计高程位置，经检查合格后换填合格填料，其长度不大于50m，继后分段作路堑侧沟。
4）高度小于3m路堑。先开挖路肩以上的土方，基床换填合格填料后再作路堑侧沟，最后清刷坡面上方保护层和施工边坡防护工程。
5）高度3~6m路堑。先开挖路肩以上土方，后清刷坡面上方保护层和作边坡防护工程，在基床换填合格填料后，最后作路堑侧沟。
6）高6~10m路堑。边坡采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草防护措施。施工顺序分为：先开挖高度大于6m的土方，后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程;开挖6m以下至路肩上方，然后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程;在基床换填合格填料后，再施工路堑侧沟。
7）高度大于10m的路堑。边坡设有低于4m的坡脚挡墙，挡墙上部边坡防护采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草措施，施工顺序分为:先开挖挡土墙顶(平台)以上土方，后清刷保护层土方和作边坡防护，其开挖高度大于6m，则在6m处设平台，先施工平台以上的土方和边坡防护工程;开挖挡墙顶至路肩的上方，然后施工挡土墙;施工路堑侧沟后，在基床换填合格填料。
3路基施工常见问题及处理方法
膨胀土路基施工常出现的工程问题有：
(1)不均匀沉降;(2)边坡坍滑;(3)浆砌护坡开裂;(4)路堤纵向开裂;(5)路基中心复合土工膜下陷积水。以上这些工程问题的类型不同，采取的预防措施和处理方法也不相同，如表
常见质量问题处理措施
质量问题 原因 预防措施 处理方法
不均匀沉降 路基填筑较高，基底土
质不均匀，基底处于浸水或水塘 严格按规范施工，加强检
测;预留足够的沉降量和加
宽值;加强水塘及浸水基底
的处理 加强软弱部位的压实，采取
有效措施控制不均匀沉降，
问题较大时返工重填
边坡坍滑 路堤边坡压实不够或
压实不均匀，边坡土受
水浸泡，局部失稳 加强路堤压实，作好排水设
施，及时施工支挡防护 清除失稳边坡土，恢
复边坡，增设挡护结构
浆砌护坡开裂 边坡不均匀沉降，遇水软化失稳 加强路基压实，作好防排水
设施 较小的裂缝部位用高标号浆
砌片石恢复，严重的增加抗
滑桩，重做浆砌护坡
路堤纵向开裂 路基不均匀沉降，基底
未处理好，路基填筑质量差 作好基底处理，加强路基压
实，作好防排水设施 采取翻填、压浆措施
路堤纵向开裂 基床密实度低，路基不均匀 作好基床处理，加强路基压
实，每层填筑作好横向排水 根据具体情况采取压浆、回
填石灰土或其他有效方法
4结语
论文结合己有的研究成果，从膨胀土路基的处治技术、膨胀土路基设计关键技术、膨胀土路基施工关键技术等方面形成了膨胀土路基病害防治技术。希望能对不良地质的道路施工提供了经验。
参考文献：
[1]冯忠居编著.特殊地区基础工程.人民交通出版社，2008
[2]马新，孙友宏、刘大军等.高速公路路基膨胀性处理的实验研究.吉林大学学报(地球科学版)，第35卷第2期，2005年3月
边坡防护技术论文范文4
【关键词】FLAC3D数值模拟；高陡岩质边坡生态护坡技术
High steep rock slope anchor - Geonet ecological stability of Slope Protection Technology
Qi Hua-zhong
（Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033）
【Abstract】This paper is derived from the funding of Qingdao science and technology research projects（12-1-4-4-（4）-jch）. From the perspective of ecological slope protection in geotechnical engineering， this article sets out around the essence of high and steep rock slope and use FlAC3D numerical simulation and the rough set theory to research the stability of c-geonet mat spraying ecological slope protection deeply.The application of FLAC3D is studied in the high and steep rock slope structure stability. This method researches the stability of anchor-geonet mat spraying ecological structure with deterministic method and simulates respectivelly unsupportive、bolting and ecological-supportive slopes。Then this paper analysises the advantages of Ecological slope protection.In the study， this paper gets the following conclusion：Compared with the same conditions without support and bolt support （without vegetation growth） ， anchor - geonet mat spraying and sowing grass ecological slope protection technology has greatly improved the stability of the slope. In the slope height of 35m， 45m， 55m， the stability safety coefficient can satisfy the requirements of specification under the application of the technology to reinforce slope.
【Key words】FlAC3D numerical simulation；High and steep rock slope ecological slope protection
1. 引言
（1）在我国经济迅速发展的今天，各种道路、水、电、城镇等基础设施建设迅猛发展[1]，大量山体被开挖，导致了各种形式的地质与环境问题：植被破坏，岩石边坡，引发了水土流失、泥石流、滑坡等地质灾害，人工岩土边坡不断增加，同时局部气候恶化，食物链被破坏，严重影响生态环境保护与水土保持工作[2]。
图1 锚杆——土工网垫生态护坡技术结构示意图
（2）因此，亟须一种经济适用、长期有效的岩质高陡边坡的生态防护技术解决此类问题。目前高陡岩质边坡稳定性的研究，大多集中于植物根系固土作用，较少将坡面绿化稳定及坡体稳定作为研究内容。鉴于此，本文针对一种岩质高陡边坡生态防护的新型技术——锚杆——土工网垫喷播生态护坡结构，重点分析其在不同边坡高度下稳定性，经FLAC3D模拟得到稳定性系数，分析其加固效果。
2. 锚杆——土工网垫喷播生态护基本原理
锚杆——土工网垫喷播生态防护技术是指在通过锚杆加固边坡岩体的同时，利用锚杆固定土工网垫，并在土工网垫内喷播植生基材，待植被生长后达到坡面绿化效果，植被根系嵌入浅层岩体，增强浅层护坡作用，将坡面绿化防护与深层固坡有机结合从而使岩质边坡整体稳定[3]。锚杆——土工网垫喷播生态防护结构主要包括锚杆、土工网垫、植生基质三部分[4]，其结构组成见图1。
3. 数值模拟及计算分析
拟采用三种边坡形式进行数值模拟：A边坡未支护 、B边坡进行锚杆土工网垫喷播植草生态护坡但植被未生长、C 边坡进行锚杆土工网垫喷播植草生态护坡且植被生长比较旺盛。
3.1 模型的建立。
（1）岩石锚杆——锚索（Cable）单元：FLAC3D内设单元。锚索为弹塑性材料，拉压屈服。
（2）植被主根系——锚索（Cable）单元：模拟忽略侧根作用只考虑主根作用，主根生长发育穿过基质进入浅表层岩体形成坡面岩体——基质——根系复合体，它的受力机理和锚杆的锚固机理相同，即抗剪力由摩擦力提供。因此用Cable单元来模拟植被根系。
（3）喷播植生层——壳（shell）单元：植生基材由植物种子、粘合剂、植壤土、土壤改良剂、缓释肥、生物菌肥、保水剂等材料按一定配比均匀混合组成，可视为各项同性的线性弹性材料，因此用shell单元来模拟。
（4）复合纤维加筋土体——摩尔——库伦理想弹塑性模型：植被根系——土工网垫——喷播植生层三者结合形成复合纤维加筋土。使用素土本构模型来代替纤维加筋土本构模型。
（5）边坡岩体拟为摩尔——库伦理想弹塑性模型，沿边坡走向取单位长度1米，边界条件设为底边为竖向约束，左右两侧水平约束，坡面为自由边界，属于平面应力问题。坡体基本网格划分模型尺寸如图3、图4、图5。为使计算结果更为精确，模拟采用赵尚毅、郑颖人等提出的计算范围：坡脚距同侧计算边界为1.5H，坡顶距同侧计算边界为2.5H。经计算本文中边坡滑裂面位置距坡脚同侧边界几乎为零，故将其扩大至2H，经计算符合所需精度要求。
3.2 模型参数的选取。
选用模型的高度分别为35 m、45m、55m，其他主要参数见表1。
3.3 计算结果。
初始应力为自重应力下，计算所得的竖向应力云图、剪切应变增量云图、边坡滑裂面位置如图所示。
（1）同种生态结构支护下不同高度剪切面、X方向位移比对。
图3 高度分别为35M、45M、55M生态护坡的安全系数、剪切应变图
图4 高度高度分别为35M、45M、55M生态护坡的X向位移等值线图
图5 35M高度下分别为未支护、锚杆支护、生态支护的滑裂面位置
（2）不同支护条件下同种边坡高度滑裂面位置比对。
3.4 结果分析。
（1）在不同的高度、不同的支护类型下，高陡岩质边坡的稳定安全系数计算结果如表2所示。
（2）从计算结果横向、纵向对比表明，随着高度的增加，边坡的稳定性随之下降，并且采用锚杆——土工网垫喷播植草护坡结构比同等支护条件下锚杆支护所得的安全系数有小幅度的提高。植被的根系在地表浅层范围内分布广泛，虽然本模拟只取了主根的锚固作用忽略了侧根，但是从结果中可以看出应用此项生态护坡技术，不仅提供了边坡的稳定性，而且达到了绿化、美观的效果。
（3）从图3至图4，随着边坡高度的增加，滑裂面的位置明显向坡体后侧移动，坡顶和坡脚处的塑性变形逐渐增大，相同的支护条件下，单纯的提高边坡的高度，边坡的稳定性会明显的降低。从图5，滑裂面处的塑性变形逐渐的缩小，在未支护的时候边坡稳定安全系数为1.15，通过此项生态护坡技术支护后稳定安全系数为1.3，满足规范的要求。
4. 结论
（1）随着边坡高度的增大，边坡稳定性系数普遍呈降低趋势，边坡高度变化程度成为影响边坡稳定性的主要因素。
（2）经复合型锚杆——土工网垫喷播结构进行加固后边坡稳定性显著提高，因此，该技术可用于高陡岩质边坡的生态防护，且加固效果良好。
（3）该支护体系植被根系加固作用不可忽略，其对边坡浅层稳定性的影响起决定性作用，但本文忽略了植被固有的生命属性，如根系生长周期、根系无限生长性以及根系分泌物等，因此，从植被的固有生命体系出发，从微观的角度分析其浅层稳定性将更加的复合实际。
参考文献
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[2] 曾亚武，田伟明，边坡稳定分析的有限元法与极限平衡法的结合，岩石力学与工程学报，2005.11.
[3] 胡燕东，三维植被网在高速公路边坡防护中的应用浅析[J]，价值工程，2010：44.
[4] 徐景瑜，三维植被网垫在高速公路边坡防护中的应用[J]，北方交通，2008（2）：80～81.
边坡防护技术论文范文5
（贵州工程应用技术学院土木建筑工程学院，毕节 551700）
（School of Civil and Architectural Engineering，Guizhou University of Engineering science，Bijie 551700，China）
摘要： 预应力锚索技术作为公路高边坡工程中一项新型锚固技术，达到提升土体锚固的强度，增强边坡岩体稳定性的作用。随着我国公路工程的快速发展，预应力锚索施工技术越来越完善，应用的范围也越来越广，本论文对预应力锚索施工工艺进行了介绍，希望对公路高边坡的加固提高技术帮助。
Abstract： As a new anchor technology in highway high slope engineering， prestressed anchor technology can improve the strength of the soil anchor and enhance the slope rock mass stability. With the rapid development of highway engineering in China， the prestressed anchor rope construction technology is improving greatly， and is more and more widely used. The prestressed anchor rope construction technology is introduced in this paper， and it hopes to provide technical help for highway high slope reinforcement.
关键词 ： 预应力锚索技术；公路高边坡；空压机
Key words： prestressed anchor technology；highway high slope；air compressor
中图分类号：U416.14 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0063-03
作者简介：吴广（1984-），男，贵州毕节人，贵州工程应用技术学院土木建筑工程学院，助理工程师，本科，研究方向为道路与桥梁工程。
0 引言
我国在公路的高边坡防护工程中采用的传统施工工艺主要有圬工挡土墙、护面墙及护坡等结构物[1]。改革开放后我国经济的进入了快速发展的阶段，人们出行对公路的运行质量和舒适度要求不断地提高，基于传统工艺在公路高边坡防护的施工方法，其所需要的工程量比较大，在地质复杂地段，传统施工工艺无法控制边坡的稳定性[2]，所以，在这中情形下预应力锚索技术作为高边坡防护的施工工艺就如雨后春笋一样应运而生，其在公路高边坡防护中的作用显而易见的，为我国在公路高边坡的加固和防护作用上提供了坚实有力的质量保障。
1 预应力锚索在工程施工中的工艺原理、流程
1.1 预应力锚索施工工艺原理
为了了解锚索在高边坡中的作用机理，现从锚索在高边坡中的受力状态进行分析；首先，一般将锚固段的水泥浆或者砂浆看作成自由体，其次，就是在锚固段在受到外拉力的作用时，外拉力则通过钢绞线把握裹力传递给钢绞线周围的砂浆或者水泥浆包裹体中，最后，钢绞线产生的握裹力通过锚固段四周的地层摩阻力传递给需要锚固的稳定地层中；总之，预应力锚索体在实现高边坡锚固时，除了自身需要具有足够的断面积承受拉力外，还必须要接受以下条件制约：
①锚固段的砂浆或者水泥浆需要有承受外拉力作用时钢绞线产生的握裹力的极限抗拉力能力；②锚固段地层必须拥有足够的摩擦力来承受来自砂浆或者水泥浆传递的极限拉力；③锚固段地层即使在最不利的环境条件下必须满足其刚度、强度、整体稳定性要求。
1.2 预应力锚索施工工艺流程
预应力锚索施工流程：施工准备（施工测量、搭设脚手架、钻机就位）锚索孔钻造清孔锚索制安锚索孔注浆框架梁（锚梁、锚墩或十字架梁）施工锚索孔张拉锚固验收、封锚施工。其中主要的施工过程有两个：第一是锚索孔成孔的技术要求，在锚索孔成孔的技术关键中，防止锚索孔孔壁坍塌、卡钻是首要工作任务；第二是锚索孔在孔道压浆过程，在注浆的技术关键中，把控锚索孔底的空气、岩（土）沉渣和地下水体排出孔外，才能确保注浆饱满密实，锚索才能与土体形成有效的整体性，进而发挥锚索在高边坡中的应用。
2 预应力锚索施工准备阶段工作
2.1 钻孔设备的选择
在公路施工中，高边坡施工具有一定的难度，所以，为了保证施工的安全性，尽量选择适应能力强的轻型设备，能够随意调动动作方向的设备[3]，比如，利用全风动潜孔钻机时选用的钻机，该设备在公路高边坡施工中表现出其灵活性、施工操作的便捷性，在进度方面，YG800型钻孔速度比较快，加快了施工单位在高边坡防护中的进度，进而缩短对开挖土体边坡加固时间，为公路高边坡防护和加固争取了有利的时间。其次，QZ-120K潜孔钻机，有较强的结构优势，人工搬运方便，施工效率较高。
2.2 动力、张拉设备选择
在公路施工单位中，动力设备的选择多半是空压机，尤其是在山区施工，利用空压机能够保证在钻孔、成孔方面的施工质量，同时能够满足施工中对钻孔、成孔的深度要求。根据以往的施工经验，假如，钻机的耗风量在9～12m3，那么、施工单位一般会选择配备两台12m3的移动式空压机[4]，就可以满足现场施工要求。在公路高边坡灌浆施工中，结合实际的施工现场需要及施工工艺的要求，张拉设备在选择时必须符合工地现场实际需求，才能保证灌浆施工质量和施工进度的有序进行，据了解现在大多数施工单位都是选择单孔式砂浆或者水泥浆灌注的方式，因为，这种单孔式的灌浆量相对较少，能够满足在高边坡上施工的灵活性，所以，施工单位一般在张拉设备选择上大多都采用YCD-1500配套式高压油泵与千斤顶的张拉设备。
3 预应力锚索技术施工主要步骤
3.1 钻孔施工
钻孔工作作为预应力锚索施工的第一步工作，因此其是公路高边坡施工中的基础环节，在施工过程中质量关是施工单位在现场一定要严把的。因为，锚索孔的钻孔质量成败可以这样说直接关系到公路高边坡施工质量。为了避免受地质环境等影响，进行开挖边坡实地勘察是有必要的。施工前为了保证孔位满足设计及施工规范要求，在钻孔施工前，在搭建脚手架过程中应严格按照施工要求进行施工操作，脚手架上必须安装特定的专用钢管，对其进行加固固定，最后将钻机安装在专用钢管上并加固处理。其次，施工人员根据罗盘指向调整钻机的方向，使钻机钻孔孔径方向与设计要求大致相同。最后，施工人员检查钻机位置、预留长度及倾角与设计对比比较，满足设计要求后方可施工。在钻孔施工过程中，施工人员一定要注意，当钻机遇到地质较软或者破损区时，及时调整钻机的行进速率，这样可以及时降低发生坍孔的概率，保证钻孔的施工质量。
3.2 编索及下索施工
在实际施工过程中，为了保证材料的不浪费在编制锚索之前，施工人员需要对材料用量进行精确计算，按照施工图设计长度、施工规范要求以及相关计算公式，计算出锚索编制需要的钢绞线下料长度，用L表示预应力钢绞线长度，计算公式为：
L=Ls+Lf+Lm+Ld+a
式中，Ls是指锚索索孔深度，Lf是指测力厚度，Lm是指锚具厚度，Ld是指机械设备的张拉位移程度，a是指对张拉设备之外长度的调节作用。计算出实际预应力的长度后，再结合施工现场实际情况进行施工下料工作。在下索施工中，施工单位应做好管理工作，避免因管理工作的不到位造成预应力钢绞线的损坏，施工人员利用切割机对钢绞线进行处理后，为了避免下料后钢绞线出现松散、锈蚀以及钢绞线磨损等现象，必须对出问题的钢绞线及时更换处理。
3.3 锚索注浆、框架梁砼施工
预应力锚索灌浆施工可分为自由端灌浆和锚固段灌浆，灌浆材料主要是水泥浆，其具有膨胀性小、强度高、易灌注、操作简单等优点，在应用过程中没有任何腐蚀作用长度；锚索注浆均采用一次注浆过程，其原理是孔底返浆法施工方法，施工中先将自由端涂抹防锈油，然后给锚索套上波纹管，管内必须注满黄油，并严格按照设计及规范要求封闭两端，均采用一次性将锚索的锚固段、张拉段注满砂浆或者水泥浆，以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。
框架梁的主要形式是正方形，混凝土标号多采用C30，人工对边坡进行修整后绑扎钢筋，如果锚索与框架骨架钢筋有干扰时，局部调整箍筋的间距保证锚索的顺直，安装模板且调直，在锚索位置安装PVC管后，安装定向箍筋、定位管及固定锚垫板，最后，进行框架梁混凝土的施工。
3.4 锚索张拉及封锚施工
预应力锚索在张拉时，必须在孔内砂浆或者水泥浆以及外锚头等达到设计等级强度后方可进行张拉施工。先进行现场的张拉试验后，确定张拉工艺流程。根据设计及规范要求锚索的张拉及锚定必须分级进行。在完成张拉6～10d后必须进行一次补偿张拉，最后进行锚定工作。在进行补偿性张拉工作后，用钢尺从锚具顶面量起，量出5～10cm钢绞线后，用机械切割剩余部分，禁止使用电弧烧割。锚垫板及锚头空隙部分用水泥净浆注满，锚头采用不低于20MPa的砼或水泥砂浆进行封锚，以防止钢绞线外露锈蚀和保证整体美观性要求。
4 工程实例
4.1 工程地质、水文资料
在本工程高边坡锚索施工段，地处云贵高原地形起伏大，山坡侧底部冲沟发育，俗称“鸡爪形”地形，路堑依山开挖，自然坡率陡峻，坡度35℃～50℃，平均地面高程在900～1100m之间，表面岩层多为强风化砂岩，大部分均已是半岩半土结构松散状态，其特点就是遇水软化、强度降低，极易发生滑塌、滑坡和崩塌等地质病害。工程所处属北亚热带温凉湿润季风气候，水热资源适中。夏无酷暑，冬无严寒，各地多年平均日照时数1101.8~1780.2小时，年平均气温105~15.0℃，一月平均气温4.3~17℃，七月平均气温17.6~24.9℃，稳定通过10℃的有效积温2544.6~4617.1℃；雨量充沛，年平均降水量848.6~1394.4毫米，月变率大，70%左右的降水量集中在5至9月；无霜期205~297天。
4.2 预应力锚索分布
本合同段内的预应力锚索，分布于YK57+020～YK57+200段，挖方边坡高度为40m的高边坡；自然坡率45°～50°，挖方数量较大，由于地质比较复杂，且该段坡体表面均为强风化砂岩，坡面岩体有潜在的滑移面，为了防止表层滑塌的风险，在边坡的中下部采用预应力锚索格梁进行边坡加固设计。锚索分布情况如表1所示。
4.3 锚索施工主要机械设备
预应力锚索施工主要机械设备如表2所示。
4.4 预应力锚索的主要设计参数
预应力锚索的主要设计参数见表3所示。
4.5 预应力锚索承载力检测方法
根据设计要求，锚索要求的试验荷载为700kN，按照规范规定，检测最大加载为770kN，检测时施加荷载依次为设计荷载的0-0.25、0-0.5、0-0.75、0-1、0-1.1，加载速率为50kN/min。因此，实际的检测荷载量为175kN、350kN、525kN、700kN、770kN；拉拔时用钢尺进行伸长量的测定，精度为1mm，试验每级荷载测读3次，稳定时间为15min，记录应变值和稳定时间。
4.6 预应力锚索检测结果
YK57+020～YK57+200高边坡二级边坡，YK57+020～YK57+150高边坡三级边坡，锚索为6根?准s15.24mm，标准抗拔强度为1860MPa的高强度、低松弛的无粘结预应力钢绞线编制。设计荷载700kN，锚索长22m、24m；检测结果汇总见表4。
4.7 预应力锚索检测结果分析
本次检测的锚索均为6束的预应力锚索，加载后的残余伸长量均很小，接近为零，说明锚索处于材料的弹性变形的范围之中，进而说明了实际的锚固力大于设计锚固力。将实际检测伸长量与理论伸长量作对比如表5、6，可以看出每一级的实际伸长量均小于理论伸长量。
5 结语
综上所述，随着我国国民经济持续提升和交通行业快速发展，预应力锚索技术在高边坡的应用是显而易见的，所以，推广锚索技术工艺在公路高边坡施工中的应用；一方面，不仅加快公路边坡土体的稳定性，同时，有效地降低了施工的工程量及难度。针对目前预应力锚索技术施工来说，施工工艺有一定的难度，很多工艺技术需要现场把控，因此，对施工人员的专业性和管理水平有一定的要求。施工过程中结合公路高边坡现实状况及相关施工规范，循序渐进地遵守设计、规范章程，与此同时，施工单位在选择机械时必须考虑实际地形情况，这样才能凸显预应力锚索技术在公路高边坡防护的应用。
参考文献：
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边坡防护技术论文范文6
关键词：公路;挖方边坡；环境；美化
中图分类号： X734 文献标识码： A 文章编号：
1.前言
随着我国社会的不断进步，经济飞速发展，公路建设迅猛发展。然而，在公路建设的同时产生了大量的挖方边坡，对生态环境造成了严重破坏。且由于长期经受雨水冲刷和风化作用，挖方边坡滑塌和剥落现象严重，不仅加重了高速公路的日常养护工作，同时也危胁着公路的行车安全。因此，稳定挖方边坡，营造绿化防护工程，根治挖方边坡病害问题，维护生态环境协调，美化公路环境是很重要的。在公路建设中，我们应始终将公路的安全、美化与生态环境保护贯穿于整个过程之中，将边坡对环境的破坏降低到最小限度，建成优美的绿色通道。通过资源的合理利用、再生，营造与自然协调发展的可持续交通发展模式。
2.挖方边坡设计原则
边坡是公路工程范围内最大的生态创面，视觉影响非常大，若挖方边坡不能够得到良好的恢复，将严重影响公路的自然生态环境。边坡防护美化的效果是衡量公路生态修复程度的重要标准。公路边坡生态美化应以自然恢复为原则，在绿化质感、色彩两方面与周边自然环境相协调，减少人工痕迹。若挖方边坡过度美化会对驾驶员视觉上产生较大的影响，易分散驾驶员注意力而忽视公路情况影响交通安全，因此在挖方边坡不宜设置过度夸张大型的景观。挖方边坡景观应尽量与周围环境相协调，使驾乘人员感受较好的视觉体验。
2.1 边坡形状与地形相协调
也就是人工挖方边坡形态特征与周围山体自然山坡的相似程度。目前的挖方边坡多以平直的坡面为主，这与凹凸的自然山坡形成了鲜明的对比，造成了不协调。
2.2 边坡坡度与地形相协调
边坡的坡度直接影响到边坡的稳定性和安全性。一般情况下，较为平缓的坡度可以降低边坡的景观敏感度，容易与周围自然环境相协调。相反，陡峭的边坡具有较高的敏感度，与周围环境很难达到协调。若边坡的最大坡度与周围自然地形坡度相差不大，就可以得到较好的协调。
2.3 边坡坡面与环境相协调
坡面为边坡开挖后造成的“创伤面”，开挖处植被大量损失，土壤出来，其颜色与周围自然环境严重不协调，对影响环境的协调程度非常重要，因此，应该在开挖后造成的“创伤面”处进行植被恢复以达到与自然环境相协调的目的。
3.植被恢复基本思想
通过人工辅助方法，使自然本身具有的恢复力得以充分发挥，这是绿化的基本思想。决不是要较大程度地改变立地条件，而重要的是在自然生态系统允许的范围内促使植物持续生长发育。强行栽植，表面上看好象是绿化，实质上不仅对生态系统的恢复未必奏效，而且在较长时间内造成生态系统的破坏或延缓生态系统恢复的进程。尊重自然植被发生和发展序列，不要在较大程度上随意改变自然恢复的流程，在生态系统允许的范围内进行绿化，这才是对绿化的正确认识。
3.1 以植被恢复为基础
对建造绿色植被一定要持谨慎的态度。自然绿色植被一般不易遭受自然灾害，而不少人工营造的植被极易发生各种灾害。因此，绿化本身尽可能地贴近自然植被恢复的状态十分必要。
3.2 以自然恢复为原则
应尊重植被自然恢复的顺序，在生态系统中对自然恢复力给予一定的辅助和促进。如果无视自然恢复的顺序，企图在50~100cm以上的厚层客土条件下强行进行栽植，极有可能造成与自然植被相排斥的危险群落。这必然会导致自然生态系统的破坏，形成不良的生态环境，阻碍生态系统的恢复进程等。所谓自然是指自然力作用下形成的产物，而不是由人类所创造的。因此，对植被恢复极其重要的是通过人类的辅助行为，促进自然本身所持有的再生能力（复原力、恢复力、治愈力）得以最大限度的发挥。从这一方面来说，有时候岩石边坡完全自然绿化的效果可能比人工绿化的效果好。
3.3 以贴近自然为途径
采用较接近自然的途径培育植物，才能形成较为自然的植物形态。也就是说，采用栽植方法引种植被形成相异于自然群落的危险性比播种方法的危险性相对要高。植被恢复应该贴近自然，除了必须尊重自然发展的规律和法则外，与自然植被恢复相似的播种工程应成为考虑的主体。
4.结语
我国公路建设技术发展不断进步更新, 成为许多学科、技术的应用领域。在公路挖方边坡防护中结合环保、绿化、景观、人文等元素进行设计, 是减少对生态环境的破坏, 保证水土流失工作的要求, 也是确保公路沿线地方经济可持续发展的需要。我们应集思广益,将各学科相互有机结合起来, 使公路建设成为一道亮丽的风景带，使我国的公路建设事业更加强大。
参考文献
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作者简介：
