十堰城区裸露顺层岩质边坡生态防护的探索与应用

十堰城区裸露顺层岩质边坡生态防护的探索与应用

史振兴

史振兴

十堰市规划设计院湖北十堰442000

摘要：岩质边坡缺乏植被生长的土壤条件，生态环境修复难度较大。传统的客土喷播植草技术、三维土工网、土工格室等防护技术对边坡的适应性较差，边坡的坡度、岩性必须达到一定的条件才能实施，对顺层岩质边坡更是难以达到良好的效果。本文结合十堰城区岩质边坡的特点，在传统生态防护技术的基础上，增加钢筋混凝土横梁对顺层岩质边坡进行生态防护，不仅提供了植被生长的空间，达到了较好的景观效果，而且增强了边坡的稳定性，具有极大的经济社会效益。

关键字：顺层岩质边坡；生态防护；钢筋混凝土横梁

0前言

十堰地处山区，可利用土地较为匮乏，城市建设不可避免形成了大量的裸露边坡。如何对人工开挖边坡进行有效的防护，是摆在城市建设者面前的一个重要课题。

岩质边坡根据岩层倾向与斜坡的关系，可分为顺向坡、逆向坡、切向坡、直立坡四种，其中顺向坡对边坡稳定最为不利。顺层岩质边坡在开挖后，如无及时正确的防护措施，发生破坏的可能性较大。

十堰所处区域自喜马拉雅构造运动以来，一直持续上升隆起，使区内早期的断裂自新生代以来继续活动，如白河-谷城断裂及陈家河断裂等，新构造运动比较明显。根据大量现场调查数据统计分析，受长期持续构造作用影响，十堰城区岩层倾角通常介于35°～55°之间。而通常人工边坡的坡度为40°～60°，岩层倾角略小于边坡坡度，使得顺层边坡极易沿层面发生浅表层滑动。十堰城区多处可见开挖边坡由于顺层滑动而形成裸露的光滑面，甚至分级放坡的马道也在开挖后垮塌。此类顺层岩质边坡一方面缺少植被生长的土壤，一方面边坡浅表层岩体顺层滑动后形成的光滑面植被无法站立生根，生态防护难度极大。

1顺层岩质边坡生态防护的现状与特点

目前的边坡生态防护研究，主要针对土质边坡，而岩质边坡生态防护由于缺乏植物生长的土壤环境、边坡坡度大等特点，一直是较为困难的课题，通常很难达到理想的效果。大多数边坡生态防护主要是从草种、基质的选择和配比等方面进行研究，对于顺层岩质边坡的生态防护研究更是缺乏。

岩质边坡生态防护常用技术有：客土喷播、三维土工网、土工格室。

客土喷播：是以团粒剂使客土形成团粒化结构，加筋纤维在其中起到类似植物根茎的网络加筋作用，从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀，牢固透气，与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构。施工时将种子与纤维、粘合剂、保水剂、缓释肥、微生物菌肥等经过喷播机搅拌混匀成喷播泥浆，在喷播机的作用下，均匀喷洒在坡面上，形成一定厚度的客土层，为植被生长提供条件。

三维植被网：是一种三维结构的网垫，质地疏松、柔韧，内部留有较大的孔隙可充填土壤，植物根系可以穿过其间，舒适、整齐、均衡的生长，长成后的草皮将网垫、坡表岩土体牢固地结合在一起，从而利用植物根系的作用，形成一层坚固的绿色复合保护层。该方法可用于稳定的强风化岩质边坡，常用坡率1：1.5～1：2，一般不陡于1：1。

土工格室：是由高强度的HDPE等材料经强力焊接或铆接而形成的网状格室结构，展开张拉成网并固定在坡面，然后在土工格室内填充改良客土，从而利用土工格室的刚度以及植物根系的稳固作用，达到稳固边坡的作用。该方法可用于稳定的岩质边坡，坡率一般不陡于1：1。

另外，传统的边坡防护方法如浆砌石护坡、喷射混凝土等工程护坡方式，虽然适用范围较广、防护效果稳定，但由于不能恢复自然植被，缺乏对环境和自然景观的保护等缺点，已逐渐被淘汰。

以上常用的生态防护形式均有各自的适用条件，尤其对于土质边坡、强风化边坡、平缓边坡效果较好，对于大于1：1的岩质边坡防护效果有限。

2十堰城区裸露顺层岩质边坡生态防护的探索

十堰城区的地层主要为中元古界武当群杨坪组绢云母石英片岩，片状构造，其主要成分为石英、绢云母、长石。由于片状构造以及绢云母含量较高的特点，且受开挖扰动、风化卸荷的影响，顺层岩质边坡的破坏模式主要为浅表层岩体沿片理面发生渐进式滑动失稳。

十堰城市建设形成了大量的人工开挖边坡，在工程实践中也对顺层岩质边坡生态防护的型式进行了一些有益的探索，对常用边坡防护型式进行了一些改进和优化。比如：对于较陡边坡，通过设置横向木条的方式，为喷播层的稳固提供条件，避免植被沿坡面发生滑动从而导致生态防护失效。该方法对于大部分边坡效果较好，但是由于木条直径通常2～5厘米，此方法对喷播层的稳固效果有限，治理后仍可见部分喷播层滑落失效的情况。

考虑到木条的宽度较窄以及耐久性方面的缺陷，在十堰城区部分裸露顺层岩质边坡生态防护中，采用钢筋混凝土横梁替代木条，对边坡进行生态防护，能起到较好的防护效果。一方面可以利用横梁的宽度来稳固拦挡喷播层，防止喷播层失稳下滑；一方面，钢筋混凝土横梁可以起到加固坡面浅表层岩体的效果，通过横梁的锚固钢筋增强岩层结构面的抗剪强度，提高了边坡的稳定性。

3工程实例

十堰城区某道路边坡分级开挖时发现难以形成稳定的马道，开挖中边坡虽然未发生大规模的整体失稳，但总是沿着层面持续发生滑动失稳，表层岩土体沿片理面不断失稳，导致最终该边坡开挖完成后，形成了高约60m的裸露顺层岩质边坡，坡面为一坡到顶的光滑面。原设计的客土喷播方案无法实施，喷播层难以在坡面稳定存留。

图1边坡生态防护前

图2边坡生态防护后

针对该边坡，设计采用“钢筋混凝土横梁+客土喷播”的方案进行边坡生态防护，钢筋混凝土横梁断面尺寸400mm×150mm，竖向间距4m，横梁垂直坡面方向间隔布置3m、4.5m锚杆，锚杆横向间距1.5m。然后进行客土喷播，并进行养护。该边坡生态防护后，经历了近年的雨季考验，达到了很好的绿化景观效果且边坡稳定。

4总结

通过对十堰城区裸露顺层岩质边坡生态防护的探索，结合实际工程中的应用，取得了一些有益的经验。

对于较陡的顺层岩质边坡，可以通过增设钢筋混凝土横梁的方式稳固土壤，为顺层岩质边坡提供植被生长的平台，避免了喷播层沿坡面下滑失效，达到了很好的绿化效果。同时，在钢筋混凝土横梁内设置锚杆，一方面保证了横梁与边坡的连接，一方面也增强了顺层岩质边坡的稳定性，取得了较好的经济社会效益。

参考文献

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