0 前言

随着我国经济的持续稳定发展，城市正在快速的膨胀和扩张，然而地区间经济的发展极不平衡.为了平衡区域经济的发展速度，加速西部及边远地区产业的升级，实现全国各地的共同富裕，在“要想富先修路”的指导思想下，我国道路建设正在飞速的发展.道路建设虽然提升了各个地区的交通能力，但由于受各地地质条件的限制，加上雨水的冲刷，使得道路边坡稳定性下降，并衍生出许多道路工程灾害事故，例如边坡侵蚀、滑坡、坡面坍塌等，而这些灾害事故的产生不仅会造成重大的经济损失，对人民群众的生命安全也是一种潜在的威胁.

从生态学观点看，道路工程建设是以破坏地表生态为特征的~个工程建设项目，所形成的路堑坡面、路堤坡面及取石场、取土场等创伤坡面，已成为新的水土流失源，道路工程生态环境的恢复与重建，是当前水土保持和边坡生态治理亟待解决的一个研究热点问题^[1-3].有些边坡坡面上危岩较多或坡面是由软土层组成，少数还处于临界状态，雨季经常发生掉块和崩塌现象，边坡稳定性较差；还有些高陡边坡，工作面高差大，体形不规整，需要防护部位多，施工场地狭隘，无施工通道，高排架搭设困难，材料垂直运输难度大，施工安全风险大，安全防护工程量大等都是边坡治理的难点问题^[4-5].

近年来，各地高速公路、铁路的大量建设，产生的高陡边坡尤其难以治理.由于它们要求设计的车速较高，故对道路的线形标准要求也相应较高，结果出现“高填高挖”路基，即出现高填方边坡和高挖方边坡.高边坡治理一直是道路工程的“老大难”问题，若没有及时治理边坡，随着道路投入运行，特别是经过一两个雨季，边坡开始产生滑动，而且一滑再滑，不易处理，且治理费用极高.这种由于边坡滑动而带来的交通中断，给国民经济带来的损失更是不可估量.为防止道路边坡失稳，给国家带来巨大的经济损失，危及人民生命财产安全，应合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保道路的稳定和高速行车安全，同时起到与周围环境相协调、保持生态环境的相对平衡及美化道路的效果.

1 道路边坡的产生、特点及种类

我国是一个多山的国家，山地、丘陵和地形比较崎岖的高原所构成的山区占我国国土总面积的69%，山区人口占到全国人口的56%，全国大概有76%的贫困人口分布在山区.新中国成立以来，开发山区、建设山区、改变山区经济滞后的现状，提高山区人民生活水平，首要条件便是要有便利的交通，道路建设对促进山区经济和社会的发展起着十分重要的作用.近几十年来，国家不断加大对基础设施建设项目的投资力度，道路建设项目越来越多.在多山地区的道路工程建设中，道路多穿行于山川河谷之间，开挖常常造成大量边坡，边坡的开挖，破坏了原有植被覆盖层，导致出现大量的次生裸地以及产生严重的水土流失现象，对生态环境造成了严重破坏.

地形、地貌变化大的山区道路，地质构造和岩土类特别复杂，造成了边坡的类型多种多样.一般分类方法有：按边坡与工程关系可分为自然边坡和人工边坡；按人工边坡的形成可分为填方路堤边坡和挖方路堑边坡；按边坡变形情况可分为变形边坡和未变形边坡；按边坡岩性可分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡；按边坡坡度不同可分为平缓边坡、陡坡边坡、急坡边坡、悬坡；按边坡高度不同可分为超高边坡、高边坡、中边坡、低边坡.

道路工程建设对道路周边生态系统的破坏有工程规模大、持续时间长、影响不可逆、影响范围大等特点，不但会产生廊道效应^[6]、接近效应、城镇化效应等造成生态环境的影响和破坏，还会导致道路边坡小气候复杂以及限制因素多.有关实验研究表明，裸露的道路边坡风速比林地大l5倍、比草地大8倍.风蚀严重的道路边坡，不利于水分保持，加之边坡因压实而导致的土壤渗透性差等原因，边坡土壤对降水截流较小，水土流失容易产生，导致坡面土壤贫瘠，立地条件差，很不利于植物生长.特别是在道路边坡中占有相当大比重的石质边坡，由于坡度大，雨水径流速度大，土壤颗粒难以留存，植物更是难以生存^[7].

2 道路边坡的传统防护形式

20世纪以来，人们开发了很多种道路边坡的防护方法，或单独采用某一防护方法，或综合使用多种防护方法，均起到了良好的边坡防护作用，有时还能起到改善工程环境、体现自然环境优美的效果.

2.1 疏干排水

在我国南方潮湿多雨地区，水是诱发边坡失稳的主要原因之一，边坡防护首先必须做好坡面和坡体排水.坡面排水主要通过设置坡顶截水沟、平台截水沟、边沟、排水沟及跌水与急流槽来实现.坡体排水设施主要有渗沟、排水孔幕、排水洞、盲沟及深层斜孔排水.边坡排水设计应当着重强调完整的排水系统，保证截住坡面范围以外的地表渗流和地下水补给，避免它们流人坡体，同时尽快将坡体范围内的水排除和疏干.调查发现，铁路、各等级公路边坡失稳80%以上均发生在雨季，道路水毁严重妨碍交通的正常运营，铁路、各等级公路的养护部门专门设立水毁防治工作小组开展水毁防治工作.

2.2 机械加固

机械加固实际是一种人工加固技术，包括锚杆(索)加固法、抗滑桩支挡法、挡土墙支挡法、注浆法.预应力锚杆(索)加固法是利用锚杆(索)与砂浆握固力、砂浆与孔壁黏结力将锚杆(索)与孔壁胶结在一起，施加预应力后，将锚杆(索)预应力传给深部稳固基岩，从而达到固坡的目的.

抗滑桩支挡法是将桩插入滑动面以下的稳定地层中，利用稳定地层岩土的锚固作用以平衡滑坡推力、稳定滑坡的一种固坡方法.

挡土墙支挡法是依靠挡土墙自身重量抵抗潜滑体的滑坡推力的一种护坡方法.一般在土质边坡使用此法.

注浆加固是通过增加滑面(特别是软弱面、软夹层、破碎带)强度，提高滑面的自身稳定性，进而达到护坡的目的.注浆加固常与抗滑桩支挡法、预应力锚杆(索)an固法结合起来应用于稳坡.

2.3 框格防护

框格防护^[8]是用混凝土、浆砌块等材料，在边坡上形成方形或菱形骨架，有效地防止路基边坡在坡面水冲刷下形成冲沟，同时，减缓了水流速度.此时冲刷限于框格内，不会在整个坡面造成冲刷，采用框格防护可与种植草木结合起来，既提高了防护效果，又美化了边坡环境；框格防护多用于填土路基边坡，除具有防护路基边坡的作用外，对路容也起到了一定的美化作用，尤其应用在互通立交范围内的边坡.

框格形状可根据人们的想象，人们对美的追求，做出各式各样的造型，如斜45度大框格，六角形混凝土预制块防护，浆砌片石拱形防护，浆砌片石或预制块做成的麦穗型等.

2.4 护坡

护坡是在稳定的边坡上浆砌或干砌块石、片石或混凝土预制块等材料，以防止坡面水流或地表径流对边坡的冲刷.铺砌方式多采用浆砌，冲刷较小时，也可采用于砌.

位于软土地基上的护坡，没有水流冲刷影响时，常常采用干砌片石护坡，这样可以适应地基沉降引起的路堤边坡变形.

2.5 封面

封面^[8]的防护形式有抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等4种.

抹面防护、捶面防护因为其使用年限不长，在各等级公路上较少使用，特别是在高速公路的边坡上很少采用这种防护措施，在路基不高时采用抹面防护，同时合理掺加各种草籽，不但能在建设初期起到防护作用，而且能起到绿化效果.

喷浆防护和喷射混凝土防护.边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的石质边坡常常采用喷浆防护和喷射混凝土防护，能起到封闭边坡岩石裂隙的作用，阻止大气降水及坡面流水侵入，进而阻止裂隙中侧向水压和冰裂的破坏，防止边坡岩石风化的继续，防止边坡发生落石崩坍.

在公路上大量采用的是喷射混凝土，该防护常常在混凝土内设置高强度聚合物格栅或菱形金属网，并通过锚杆或锚索固定在边坡上，主要目的是为防止混凝土硬化收缩而产生裂缝或剥落.

2.6 护面墙

护面墙是为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，免受大气影响而修建的墙.易风化的泥质灰岩、千枚岩、云母片岩、绿泥片岩及其他风化严重的软质岩层多采用护面墙防护，以保护岩石不风化.能有效地防止流动型、滑动型及落石型边坡崩坍，也能防止边坡冲刷，是人工边坡采用最多的一种防护形式.

护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙等.实体护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡；孔窗式护面墙用于坡度缓1：0.75的边坡，孔窗内可捶面(坡面干燥时)或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩层较完整而需要防护上部边坡者.用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于1：0.5.为增强护面墙的稳定性，在护面墙较高时应分级砌筑，视断面上基岩的好坏，每6~10m高作为一级，并在墙顶设≥1 m的平台；墙背每4~6m高设一耳墙，耳墙宽0.6~1m.护面墙顶部应用原土夯实或铺砌，以免边坡水流冲刷，渗入墙后引起破坏.

2.7 植物防护

采用植物防护^[9-10]是利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡体的加固作用，保护路基边坡免受大气降水与地表径流的冲刷.植物防护包括在边坡上种草、植草皮、植树等.由于一般地区供挖取使用的草皮缺乏，所以，种草、植树更便利一些.种草一般选取多年生、耐寒、耐旱、根系发达的草种，植树优选容易成活的树种.

采用植物防护，能增加植被面积，减少地表径流，路基的水土流失从根本上得到了减少.植物覆盖对于地表径流和水土冲刷起到了很大减缓作用.枝叶繁茂的树冠可以截留一部分降水，纵横交错的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，还稳定了地表土层.相对来说，没有植被覆盖的边坡，降水全部落在边坡表面，容易形成径流，造成水土冲刷和侵蚀.植被的根系与土层密切地结合，根系与根系的纵横交错，使土壤表层形成深度不同的、牢固的稳定层，可以有效地稳定土层，阻挡冲刷和塌陷，有机械的防护作用.我国温暖多雨的南方，植物防护已较多地用于土质边坡的防护中，既起到了保护边坡的效果，又使边坡环境更加优美.

3 道路边坡防护进展

最近几年，人们在传统的边坡防护技术基础上，结合理论研究和工程实践，研发了多种道路边坡防护新方法，这些新型防护方法的应用使道路边坡更加稳定，而且在护坡年限、路容美观及环保等方面有很大提高，尤其在保护原有植被、次生裸地的再植上，起到了很好的效果，达到了生态和安全双赢的目的.具有代表性的几种新型防护方法简述如下.

3.1 框格梁注浆锚杆施工技术

框格梁注浆锚杆防护^[11]是利用一定强度的水泥砂浆在有效深度的锚孔底端与周边岩石形成一定强度的锚固体，而后在锚杆的预应力作用下，将不稳定的山体部分稳固地与稳定山体组成整体，确保边坡的稳定，不使构造裂隙进一步发展，同时在框架空隙之间种植草皮或灌木，稳定土层，从而达到生态防护目的.锚杆框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的完整性，防止地表水渗入和坡体风化.框架护坡具有结构物轻，节约材料，施工方便，适用面广等优点.

根据滑坡的工程地质特征、滑坡的形成原因和稳定性分析结合现场实际和工程实际的可行性，采取锚杆框架防护，在竖肋与斜肋的交点处设置锚杆.框架梁采用2m×2m，框架用C25钢筋混凝土现浇.每片框架10~20m之间设置伸缩缝，缝宽0.02m，缝内用沥青麻筋填塞.锚杆采用全长黏结式锚杆，每孔锚杆全长8m，垂直于坡面，框架内喷播植草.目前，框架梁注浆锚杆防护已在申嘉湖(杭)、沪蓉西等高速公路高边坡防护工程中成功应用.

3.2 SNS柔性防护技术

SNS(Safety Netting System)系统^[12]是以柔性金属网(钢丝绳网、特种钢丝格栅、铁丝格栅)为主要构成部分，以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治崩塌落石、浅层滑坡、溜坍、风化剥落、泥石流等斜坡坡面地质灾害以及坡岸冲刷、爆破飞石和雪崩等灾害的技术.该项技术于20世纪5O年代由瑞土布鲁克集团研制开发并逐渐推广应用，自1995年引入中国以来，在铁路、公路、水电站、矿山和市政工程中均得到广泛应用.

SNS系统分为主动防护和被动防护系统两大类.主动防护系统采用锚杆固定方式将柔性金属网覆盖或包裹在斜坡或危岩上，限制坡面岩土体的变形或破坏，或者将落石控制在一定范围内运动，从而实现其防护目的.被动防护系统是将金属网以栅栏形式设置于斜坡的一定位置上，通过拦截斜坡上的落石来避免破坏保护的对象，因此亦称拦石网.广西壮族自治区百罗高速公路成功应用了SNS主动防护系统，有效地阻止了边坡落石，使过往行人和车辆的安全得到了应有的保障，且坡面上原有的植被得以保留，从而达到了生态和安全双赢的目的.

3.3 喷混植生技术

喷混植生防护技术^[13-14]是以工程力学、土壤学和生物学理论为依据，利用客土掺混黏结剂和锚杆加固铁丝网技术，运用特制喷混机械将土壤、肥料、有机物质、保水材料和黏结材料、植物种子等混合干料，将其加水后喷射到锚固有镀锌铁丝网的岩面上，形成10cm左右厚度的具有连续空隙的硬化体，在岩石坡面上营造出一个既能让植物生长发育又可保证种植基质不被冲刷的永久性的多孔稳定结构，种子可以在空隙中生根、发芽、生长.一定程度的硬化还可防止雨水冲刷，而混合物中的保水材料、营养成分则适合植物种子的生根发育.前期以草本植物为主，使岩石坡面快速绿化、恢复植被；后期以灌木、乔木和藤本植物为主，逐渐交替生长，形成一个与当地环境、气候相适应的草、灌、乔、藤结合的目标植物群落，从而达到恢复植被、改善景观和保护环境的目的.

喷混植生技术作为一种新型的植物护坡方法，近年来，因其良好的整治效果和快速恢复绿化生态环境、施工简便、比其他加固措施更为经济合理等优点而得到广泛应用.

4 我国金属矿山道路边坡防护

我国90%以上的金属矿产分布在远离生活区的边远山区或丘陵地区，为了开采出金属矿产资源用于国家的各项建设，显然，道路建设是金属矿山开采很重要的一部分.而在山区或丘陵地区建设道路，将会产生大量的道路边坡，所以金属矿产的顺利开采利用，矿山道路建设中边坡治理显得尤为重要.近年来，随着经济建设的发展、新矿山的开采建设和原有矿山建设规模的扩大，道路边坡防护在矿山建设中变得越来越重要.并且大部分道路边坡为永久性边坡，如果防护不好，对以后的安全运输和经济效益将构成很大的威胁.

矿山道路有较弯曲、高差大、滚石较多、道路两边植被较好等特点，在进行边坡防护时，工程施工难度均有所增加，如进行框格防护时，材料的垂直运输难度较大.所以一般情况下，都是首先进行削坡减载，使边坡坡度下降到能自然稳定的状态，或在边坡一侧建造挡土墙等方式，并结合疏干排水进行防护.在保证边坡稳定的情况下，尽量不破坏原有植被和不进行大规模的边坡防护工程，节约矿山投资成本.在坡度比较缓和土质适合植物生长的边坡，进行植物防护也是常采用的方法，福建紫金矿的道路边坡大多采用了植物防护为主的防护形式.在滚石、落石较多处，多数采用SNS柔性防护技术，既防护了边坡，也保证了道路的安全.大量实践表明，在工程实践中应根据不同的工程地质条件选择合适的防护措施，既能达到节省工程费用、美化环境和保护生态环境的效果，又能最大程度地减小边坡失稳的可能性，确保矿山的安全、长久、正常运行.

5 道路边坡防护的发展方向

随着我国道路建设的飞速发展，道路边坡护防设计与施工越来越引起人们的重视，要确保道路边坡稳定、安全，搞好环境保护，必须加强道路边坡防护的综合研究，深入了解道路边坡的种类、特点、破坏的机理与形式^[15]，针对边坡工程的土质、水文、气候等特点的不同，灵活采用不同的防护方式^[16]，加强设计及施工建设管理，建设安全之路、生态之路、优美之路.

我国道路路基边坡防护工程经验表明，道路路基边坡防护的未来发展方向应当是：

(1) 边坡防护走以绿化为基本的道路，在保护边坡稳定的前提下，尽量采用植物防护方法；

(2) 对单靠植物防护不能保证稳定的边坡，应结合混凝土、框格、砌石等工程防护方法，尽可能采取有效措施对边坡加以绿化；

(3) 在山区、丘陵区修建道路时，尽量选定挖、填方数量及面积最少的路线，尽量减少对自然植被的破坏；

(4) 对于易出事故或重点路段的边坡，利用GPS、3D-GIS、TDR、SSR、光纤传感等监测技术^[17-18]实施全天候监控，可动态实时监控数据的变化，能对潜在的边坡滑坡等破坏进行预警，具有很大的应用前景；

(5) 数值计算方法^[19]的应用.用数值计算方法在计算边坡各种潜在滑动面的致滑力和抗滑力时，在定性、定量上均能起到一定的分析作用，从而对边坡的进一步防护也起到了一定的促进作用.现在公用的数值计算方法主要有：有限元法、有限差分法、边界元法和离散元法，公认的数值计算软件主要有：AN-SYS、FLAC-3D、3D-σ、UDEC等.