青岛世园会边坡防护设计

司瑞军 鲁洪强

摘 要：2014年青岛世界园艺博览会园区内由于道路施工形成多处路堑边坡。针对不同的生态边坡型式进行相应的边坡防护设计，既保证了边坡的稳定又为坡面绿化施工创造了条件，取得了良好的景观效果。

关键词：青岛世园会；边坡防护；生态袋；植被混凝土

1 工程概述

2014年青岛世界园艺博览会是国内首次在山地地形上举办世界性的园艺展会，主体区规划、道路设计难度均较大。由于道路施工形成了11处路堑边坡（图1），其整体特点是坡面较高较陡、坡体土质情况复杂、存在不同程度的安全隐患。从使用功能上看，均属于永久性边坡。为了保证路上行人和车辆的安全，为了给坡面绿化施工创造良好的条件，需要对各个路堑边坡有针对性地进行防护处理。

2 边坡防护设计

2.1 边坡A

坡度270m，坡高3～14m，坡率1：0.9～1：1.5，高度8m处设有平台，宽度2m。坡体为强风化岩花岗岩上亚代，呈散体状，局部为中风化花岗岩，碎裂状结构，节理裂隙非常发育。岩体破碎，风化强烈，矿物蚀变强烈，长石多高岭土化，岩芯手搓呈粗砂状，部分呈碎屑状。属极破碎的软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级。

边坡绿化采用生态袋堆砌+表面喷播处理。生态袋尺寸60cm×30cm×15cm，最底排和最顶排纵向布置，其余横向布置，每排交错堆砌。生态袋堆完后，表面挂3.5mm的镀锌铁丝网，网孔6cm。挂网的目的是保护在生态袋上栽植的小灌木，又可以为喷播提供固土条件。

虽然坡面岩石非常破碎，但无明显的滑动面和大的节理面，边坡整体基本稳定。为了分散生态袋的下滑力，采用直径18mm的锚杆，间距2m，梅花形布置，锚杆长度3～6m，自上而下逐渐变短。锚杆伸出生态袋15cm，同时起到挂网作用。

2.2 边坡B

坡度67m，坡高2～7m，坡率1：0.7～1：1.2。坡体为强风化岩花岗岩上亚代，局部有煌斑岩软弱夹层，该边坡岩石整体性好，为稳定坡面。

边坡绿化采用客土喷播处理。为了固定土壤培养基，需在坡面挂设2mm的镀锌铁丝网，网孔4cm。铁丝网挂在锚固件上。锚固件使用直径14mm的螺纹钢，锚入坡面30cm，间距1m，梅花形布置。土壤培养基分3～4次喷播，最终厚度7～8cm。

2.3 边坡C

坡度260m，坡高0～22m，坡率1：0.3～1：1.4，是园区内最大最陡的边坡，也是施工难度最大的边坡。该边坡第四系不发育，属岩质边坡，坡面揭露的岩体以散体状～块状岩体为主。总体上看，该边坡以高倾角、中高度的岩质长边坡为主，依据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002），边坡岩体类型属Ⅱ～Ⅳ类岩体，边坡破坏后果很严重，安全等级属一级。

在进行该边坡防护设计之前，应先对边坡进行稳定性评价。根据坡形、岩体结构和结构面特点将边坡分为1～10段，具体分段及特征如下：

根据岩质边坡特点，本工程稳定性评价主要采用赤平极射投影法进行定性分析，分析得出基本结论如下：

（1）边坡基本稳定区（2、8和10段）处于基本稳定状态，其中边坡8段发育的两条构造破碎带在地下水作用下有可能发生涌水及小规模滑塌破坏。该区治理措施以表面防护为主。

（2）边坡不稳定区（1、4、6、7和9段），在地下水、邊坡岩体应力释放、岩体风化等不利作用影响下，会逐渐出现严重边坡失稳破坏。其中1段主要破坏模式为强度较高岩块沿陡立节理面，上部不断张开，底部逐渐被拉断，发生岩块倾倒破坏；4和6段主要破坏模式为碎裂状花斑岩沿外倾节理面、节理组合面发生小规模浅层滑移破坏。7和9段坡面存在多危岩、陡立坡段，在自身坡形、节理发育等多种不利因素控制下，易发生以危岩崩塌、滑塌形式为主的失稳破坏。该区治理措施以坡体支护、表面防护为主。

（3）边坡危险区（3和5段）具有随时发生较大规模坡体滑塌、危岩崩塌类严重边坡失稳破坏的可能。其中3段坡面为松散状的强风化岩体，发育有平直、光滑、贯通性好的外倾节理面，该段边坡底部因人工开挖扰动强烈，正常道路施工中的爆破、车辆震动即有可能引起该段坡面岩体的顺坡滑移破坏；5段坡面受边坡开挖爆破影响，坡面岩体扰动强烈，坡面节理张开，最大张开度约15cm，存在多处块状、楔形状易滑塌岩块，坡底已见有崩塌倒石堆。该区治理前应先清除险情。

C坡的现场条件使用土壤培养基进行喷播难度较大，土壤基不易附着，影响绿化效果。因此，喷播材料使用CBS（植被混凝土生态防护技术）基材。CBS植被混凝土护坡技术使用水泥作为基材粘结剂，除了为良好的植物生长基材外，根据水泥用量的不同，还具有一定的强度和良好的抗冲刷能力，同时可以防止坡面碎石掉落和坡面岩石继续风化。为了便于基材附着，需在坡面上挂设镀锌铁丝网。植被混凝土分2次喷射，总厚度为9～10cm。

基本稳定区清理坡面松散土石后，采用直径14mm的圆钢作为锚固件，锚入坡面50cm，间距1m，梅花形布置。

边坡不稳定区和危险区首先采用锚杆进行支护，根据坡体节理面，对各坡段使用了极限平衡法进行边坡稳定性安全系数计算。锚杆采用直径20mm的螺纹钢，长度2～5m，自上而下逐渐缩短。间距2m，梅花形布置。锚杆与岩体间全长注浆锚固，钢筋与水泥浆间的粘结强度不低于2.1MPa。岩石与注浆体间粘结强度不低于0.4MPa。锚杆伸出坡面15cm，可同时兼顾挂网锚固件使用。

2.4 边坡D～K

边坡基本情况如下表。坡体土质较接近，为含碎石粉质粘土段和强风化岩上亚代，散体状，扰动后呈颗粒状，遇水软化。如果不进行处理，坡面遇水会出现冲沟，而且景观效果差。此类边坡可通过挂网喷播的办法，尽快让植物在坡面生根，起到固土的作用。锚固件使用50cm长的方木桩即可。为了保证边坡整体稳定，在喷播前先对陡坡段进行削坡至坡率缓于1：1。

3 边坡防水设计

边坡稳定后还需要进行边坡防水处理。坡面浸水，会增加坡体下滑力。节理面内进水，冻胀力会加剧节理发育，造成局部坡体失稳崩塌。坡面上的培养基无法承受较大水流的冲刷。因此，边坡防水至关重要。

本工程防水设计采用两种措施：①在坡顶设置截水沟。截水沟距坡顶至少5m。根据水量大小确定截水沟高度，最小高度50cm。截水沟沿坡顶将水向两侧引至坡脚。坡顶平坦地段采用U形浆砌石结构。坡顶陡峭段采用一字形浆砌石结构，基础必须稳定且埋深不小于50cm。②坡顶设置防渗措施。防渗措施根据生态护坡的工艺不同而不同。边坡A顶排生态袋底部设置塑料阻水膜，阻水膜的范围自坡顶向上2m。为防止老化，阻水膜必须埋于坡顶土壤中。其余边坡的喷播范围自坡顶向上延长至少0.8m。待植物生根后，坡面雨水可沿喷播表面径流而不下渗。

4 结 论

（1）边坡防护应结合边坡绿化工艺进行设计。传统的边坡防护仅仅保证了边坡的稳定性，但景观效果较差，如果处理不好，植物将永远无法生长。生态护坡的基础是坡体稳定。土质边坡尽量按缓于1：1放坡使其自稳，岩石边坡根据其风化程度确定是否需要锚杆加固。青岛世园会的生态边坡防护设计取得了良好的景观效果，达到了既保证稳定又恢复植被的目的，得到了省级领导的高度认可。

（2）山区路堑边坡条件复杂，防护设计应在其开挖后进行现场勘测，超过20m的高陡边坡需要专业地勘部门进行稳定性评价，为防护设计提供可靠依据。

（3）任何型式的生态边坡都需要做好防水处理，否则会冲毁坡面，特别是在植物生长初期。严重的会影响坡体稳定，造成结构安全隐患。坡顶截水沟依地势将水引至坡面外，无法引出时可采用隐藏在坡面的急流槽将水引至坡脚。

参考文献

[1]JTGD30-2004，公路路基设计规范[S].

[2]闫杰栋，于坤.生态护坡在城市道路边坡中的应用[M].城市道桥与防洪，2012.

[3]王坤.道路边坡防护设计浅谈[M].黑龙江交通科技，2011.

[4]刘小风.边坡防护设计[M].城市建设理论研究，2012.