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公路工程中常用的水土保持措施

近几年来，我国的公路交通事业得到快速发展，特别是高速公路的建设，速度更是惊人。1995年全国公路总里程为115．7万km，到2003年末已达到180．98万km，同期高速公路从0．2147万km发展到2．9745万km。但在公路交通快速发展的同时也带来了日益严重的环境问题。其中水土流失、生物多样性减少等公路建设过程的生态环境问题以及公路交通噪声、汽车废气、水质污染等环境质量问题已为人们日益关注。在这里我就公路工程中常用的水土保持措施方法和大家一同探讨，不足之处请专家不吝赐教。
一、公路工程中常用的坡面防护措施
公路工程中常用的坡面防护措施有以下几种类型：
1．植物防护
在边坡上种草或铺草皮，既可阻止地表水对坡面的冲刷和风对坡面的吹蚀，又可绿化路线，增加美观。在冲刷不严重较缓而高度不大的土质坡面上，可选择适合于当地土壤和气候条件的草籽，直接播种于其上。在冲刷较严重的较陡(但不陡于1：1)和较高的土质坡面上，则可采用满铺草皮(平铺或竖铺的方法)。如果草皮来源困难，则可把草皮铺成方格状，在方格内种上草籽。植物防护是一种经济有效的防护措施，特别在气候潮湿、草皮易于生长的地区，但采用时必须注意保证其成活。对于岩质边坡，这种方法一般不适用。在不利于生长的边坡上(如碎石类土等)，若采用植物防护，则可在其上先铺一层厚约10—20cm的粘性土，而后再铺草皮。
2．边坡防护网
在公路挖方路段或半挖半填路段的边坡采用防护网可以起到紧固土壤的作用，防止边坡的落石或滑塌，保护边坡稳定。防护网可以用铁丝或尼龙材料制作。
3．砌石护坡
对于较陡的土质边坡(1：0．75-1：1)和易风化或破碎的岩石边坡，可采用砌石护坡。砌石有干砌和浆砌片石两种，前者适用于边坡坡度较缓或经常有地下水渗出坡面的情况，浆砌片石适用于坡面较陡的情况。
4．抹面
在夹有易于风化的软质岩层的路堑坡面上，由于软质岩层风化较快，常常剥蚀而成凹坑，引起上部具有节理的硬质岩层的崩塌和落石等病害。对此，可采用抹面的措施，防止开挖后软质岩层的继续风化。
5．护墙
由浆砌片石组成，用以防护坡度较陡的土质边坡或易风化剥落和节理发达的岩石路堑边坡，避免进一步风化而出现崩塌和剥落等病害。护墙不承受墙后的侧压力，所防护的边坡坡度应符合稳定坡度的要求，一般不陡于1：0．3。
二、公路工程中常用的冲刷防护措施
沿河路堤的边坡和坡脚易遭受水流的冲刷和淘刷作用而破坏。对于沿河路堤的坡面应根据河流特性(水流方向和流速大小)采取各种防冲刷措施。常用的冲刷防护措施有：植物防护、片石防护、抛石、石笼和浸水挡土墙等。
1．植物防护
铺草皮或种植树木，适用于水流方向与路线平行且不受洪水主流冲刷的季节性浸水的路堤边坡。植物防护的不冲刷(容许)流速为1．2—1．8m／s。
2．干砌片石护坡
可按流速大小分别采用单层或双层铺砌。单层干砌厚度一般为25—35cm；双层干砌上层厚25-35cm，下层厚25cm，砌石下设垫层。这种措施适用于水流方向较平顺的河岸滩地边缘或不受主流冲刷的路堤边坡，容许流速为2—4m／s。
3．浆砌片石护坡
受主流冲刷和波浪作用较强烈的路堤边坡，可采用浆砌片石，厚30-60cm，容许流速为4—8m／s。
4．抛石
适用于水流方向较平顺，无严重局部冲刷而已被水浸的路堤边坡和河岸。所抛石块的尺寸，根据流速和波浪大小确定，一般为30—50cm；抛石的厚度不应小于石块尺寸的2倍，容许流速为3m／s。
5．浸水挡土墙
在峡谷急流和水流冲刷严重地段，可采用挡土墙防护，容许流速为5-8m／s。
各种护坡工程的高度应按路基设计洪水位加壅水高度、波浪侵袭高度和安全高度(0．5m)之后确定。
三、公路排水措施
防止土壤侵蚀和河道淤塞的主要方法之一是控制地表径流流量、水流方向以及水流速度。常用的控制措施如下：
1．在坡顶和坡底开设截水沟。利用排水沟和溢洪道来控制坡地的下冲水流。
2．开挖排水沟，以阻止水流进入敏感区域，并采用多条排水沟分流的方法，使水流不致于汇集得太大。
3．在排水沟中修建混凝土消能构筑物，使急速流动的雨水得以减速，以减少对下游产生的潜在侵蚀力。
4．在排水沟中设置各种消耗水流能量的天然材料，如：木桩、草束和石块等。但这些材料需要得到经常的维护。
5．在公路两侧构筑沉淀池，使水流在进入下游排水沟之前，沉淀去除其中所含的淤泥、污染物以及路面垃圾。
同时，在有桥涵的位置应对路线所跨的大、中、小河流作洪水调查、分析及计算。大中桥的设计水位应在分析计算的基础上，根据水利部门提供的数据及桥位附近已建桥梁的有关调查数据文件分析确定。在现场水文调查时，还应调查沿河既有桥梁的状况及运营情况以及河道防洪规划情况。如若有弃土弃渣及其他工程项目影响到河道行洪时，必须进行泄洪河道整治。在施工阶段着重注意对取土场和弃土场的水土保持和流失的防治。
为了改善公路两侧景观生态环境及防止水土流失，全线路堑边坡、路堤边坡、分车带、中央分隔带范围、土路肩、碎落台、反压车道、隔离栅、互通立交区、隧道进出口处、特殊位置、收费站、生活服务区以及挡土护坡，取、弃土场地等都应进行绿化美化工程。
作者简介：吴辰龙（1976—），男，黑龙江北安人，黑龙江工程学院土木工程系助理讲师