水土流失严重地区路堤边坡的防护
郑 余 近
摘 要：结合工程实例，阐述了多雨和水土流失严重地区路堤边坡防护的重要性，并对新开发的截水骨架和网格防护的技术要点、施工方法和使用效果作了介绍，达到了控制边坡冲刷，稳固路基，保护环境为目的。
关键词：边坡防护，冲刷，干砌片石，骨架断面
在水土流失十分严重的地区，新建铁路路堤边坡防护及水土保持，是设计和施工中的重要环节，特别在路堤尚未填完时，雨水作用使其边坡遭受严重冲刷，形成冲沟，大量土方被冲入农田，既毁坏路基，又冲毁农作物；如果连降暴雨，边坡土体达到饱和状态，则会出现坍塌、下陷，即使成型的路堤，也会出现险情。因此，采用有力的技术措施来保证边坡的稳定是十分重要的。
1 造成路堤边坡冲刷的原因
造成路堤边坡冲刷的原因较多，其中主要的有以下几种：
1)填料种类。水土流失地区的土质一般都较松散，粘性较差。
2)边坡密实度不够。在路堤填筑过程中，现有的压实设备均不能靠近路基边缘作业，造
成边坡处的填体密实度低于路基本体，甚至达不到取土场的天然密实度。
3)不具备植被生长条件。天然土体的表面经过长期风化，在有机质有相当含量的地方，
会生长出具有抗冲刷能力的植被。新建路堤此条件较差，特别是颗粒粗、粘性差的强风化花岗岩填料，本身不具备生长草的条件，铺钉的草皮成活率也很低，加之生长缓慢，难以在短期内形成防护能力。
4)雨水作用。年降雨量相对集中、持续降雨强度较大，都会形成地面径流，这对新建成
的路堤极为不利；路堤边坡设计为1：1.5～1：2.0，均陡于天然地面。该处水流流速增大，特别是高路堤，路基面的水流与坡面水汇合后沿坡面流下，流速越来越快，冲刷力随之增强，土体流失则随之加剧。
5)综合性防护措施不协调。路堤与附近路堑的衔接部位防护措施不明确、侧沟水流不适
当的引入堤堑交界处、末做加强防护或者铺砌不到位、水流去向不明等，都会对路堤边坡和坡脚造成威胁。
2 防护措施
2.1 设计、施工阶段应考虑的问题
1)应根据地质、水文及气象资料，对水土流失严重地区的路堤防护提前作好分析、研究和现场考察工作，制定出切合实际的加强防护措施，特别要考虑路堤竣工初期植被尚未形成时的防冲刷问题。
2)对路堤路堑衔接部位的沟渠要适当加强，并引至原沟渠或河槽；要注意沟渠的铺砌长度和吊沟、跌水形式；要根据施工中取弃土后原地貌的变化，及时改善和调整防护加固设施。
2．2 防护加固原则
对水土流失严重地区路堤坡面防护的原则是：
1)凡是本段路堤范围以外的其他排水沟槽，必须结合施工后的地形变化，引出路堤范围以外，堤、堑交界处的排水吊沟或跌水顶面不得高于路堤边坡，以免形成沟外冲沟。
2)采取分散水流、降低水流速的有效措施，使坡面上形不成较大的集中水流。
3)高路堤地段，路基面和坡面径流流量较大，应结合边坡加固措施，将坡面径流按区域分割成适当的片块，引至特设的浆砌片石沟槽，顺利排出路堤坡脚以外。
3 工程实例
京九铁路DK250+000—DK284+470段，位于全国水土保持重点区域，铁路经过地段的年降雨量为1500mm，观测最大降水量为2275.5mm(1961年)，全年的降雨量不匀，以4月～6月份最集中，降雨量占全年的48．5％，且多暴雨，日最大降雨达50mm。该段土层薄，植被稀疏，冲沟纵横，水土流失极为严重，在施工过程中，曾发生过多次边坡被冲塌滑移、流失泥砂毁坏农田的事故，路堤成型后，一遇大雨，仍有冲沟形成，最大者深2.5m，宽3.5m。
该段原设计为干砌片石满铺防护，铺轨前已将重点高堤段铺完，但到1995年的雨季，因连降大雨，路基顶面的水和坡面水汇合，从干砌片石的缝隙下面渗入路堤，形成多股小“暗流”，小“暗流”顺坡面向下流动汇成大“暗流”，水量和流速逐渐增大，冲刷力随之增大，使路基失稳，导致大面积、大段落坍滑，对铺架和以后的行车安全造成威胁。
对发生病害的路段，根据现场的具体情况，按照前面所述的三条原则，采取了以下对策： 1）将病害段附近的侧沟、截水沟，从填挖交界处以加强铺砌的吊沟、跌水等形式延长到距路堤坡脚2m以外，并与天然沟渠相顺接。对于弃土较多的填挖交界段，采取推除部分弃土，使吊沟顶低于路堤坡面，基底落在原地面以下。
2)对于利用严重风化的花岗岩填筑的路基坡面，采用低等级混凝土网格和人字形骨架防护体系。这种体系用直径35cm的六角形混凝土网格砖满铺坡面，并按一定间距作竖向盲沟以防渗漏，坡面上做人字形骨架(在网格内打经过防腐处理的木桩，回填碎石1：3的水泥砂浆抹面并高出附近网格2cm)，如图1所示。其防护原理为：用众多的网格砖将坡面分解为无数小单元，借之增大坡面租糙率，减缓坡面水的流速；水流通到网格改变流向，不致集中成股。从而减小了冲刷力、并使已减缓的水流分散流向附近预设的盲沟，经盲沟排出路基。这种防护网格铺完即可起到防护作用，稳住路基之后再往空格中种草，使其防护能力进一步加强。
3)对于用遇水易软化的填料填筑的路堤坡面，采用浆砌片石截水骨架防护体系。这种防护体系的骨架断面为50cm×50cm，由M7.5级水泥砂浆砌片石构成。竖向骨架是整个体系的支撑结构，其顶面做成沟槽，槽底宽20cm～30crn，深10cm；人字骨架迎水面的顶部做成10cm×10cm的截水凸缘，以便将截住的水引向竖向骨架上的排水沟；骨架布置与原设计干砌片石满铺防护相同。骨架之外的坡面，洪水位以上部分种植草皮，用来保护坡面和分散水流，起到防冲刷作用；洪水位以下部分仍以干砌片石铺满。其防护原理为：浆砌片石截水骨架体系对整个路堤坡面土体形成支撑结构，并将坡面划分为许多截水区，使坡面水不能汇集成具有冲刷能力的水流，从而抑制冲刷，保持土体。
4 结语
1)水土流失严重地区新建铁路路基的边坡防护比一般地区更重要。因此，从施工设计阶段就应该考虑防护措施，特别要重视路基成型后至植被发挥作用前的一段时间的防冲刷问题。
2)京九铁路30余km水土流失严重地段所采取的防护措施，经过1995年～200l年的考验，防护作用显著，有效地控制了边坡冲刷，稳住了路基，保护了农田和环境，其成本又低，所以是技术上合理、经济上合算、施工上可行的措施，在类似的条件下，很有推广价值。
摘自：《山西建筑》2002年12月第28卷第12期
