浅谈刚果(布)1号公路二期工程路基防护排水设计

浅谈刚果（布）1号公路二期工程路基防护排水设计

李

摘

浩

（中铁第四勘察设计集团有限公司道路院，湖北武汉430063）

要：本文结合刚果（布）1号公路二期工程设计及施工工作，简要介绍了该项目在路基防护排水设计的一些特

点及个人体会，希望为我国公路设计人员提供有益的借鉴和帮助。

关键词：刚果（布）1号公路；边坡防护；排水中图分类号：U417.3一、项目简介

刚果（布）国家1号公路西起经济中心非洲第四大港口城市黑角（Pointe-Noire），东至刚果（布）首都布拉柴维尔（Brazzaville），全长约536km，穿越沿海平原、马永贝原始森林、尼亚黑河谷、巴塔赫高原，是唯一横贯刚果（布）东西全境的双向四车道国家级干线公路，被称为刚果（布）交通史上的“梦想之路”。我院承接的民都利至布拉柴段是刚果（布）国家1号公路二期工程（民都利至布拉柴段），全长约200km。本项目区气候属热带草原气候，气温高，湿度大，存在明显两季的更迭：每年1~6月为大雨季，6~10月为大旱季，10~11月为短暂的小雨季，11~1月为变化不定的小旱季。本区域的主要降雨类型分为短时间的暴雨和长时间的降雨，近年来平均年降水量一般在1,500~1,800mm之间。沿线地层岩性主要由第四系（Q）残坡积、冲洪积成因的粘性土、砂性土和粉细砂以及Ba2的细砂组成，下伏基岩为前寒武系SCⅢ、SCⅡ的泥岩、泥质灰岩、泥灰岩、砂岩。

刚果（布）1号公路主要采用的是法国规范标准，设计直接由法国Egis公司代表业主（刚果大工程委员会）进行技术文件和图纸的审查工作。

文献标识码：A文章编号：1006-7973（2017）05-0256-04

台冲蚀；坡面大量采用根茎发达的香根草，利于浅层加固，同时有效减少地表径流。

（1）喷播植草防护

填土高度小于8m及挖方深度小于12m路段均采用植草防护，植草采用人工或机械撒播，先整修边坡至设计要求，再根据坡面的干湿情况，用水将坡面浇湿，浇水量以土壤不出现浮土和粉尘土为宜；再覆10~15cm厚的腐殖土或清表土于平整好的坡面上，覆土厚度视土壤类型和坡面平整度而定；然后采用机械或人工撒播草籽，撒播要均匀，草籽撒播完后，再撒少许土，可采用覆无纺土工布并洒水及时养护，直至植草成坪。种植土可采用表土、腐殖土等具一定肥性，适合草籽的生长的松散土进行铺设。本项目根据现场实际情况，草籽采用狗牙根、百喜草等抗逆性强，耐干旱的草籽进行种植。

（2）香根草防护

香根草防护主要适用于砂性土路段的挖方边坡段落，在本项目中被大规模采用。香根草具适应性广、抗逆性强、生长迅速、根系发达，对土壤的强穿透力等特性，是一种治理水土流失、工程护坡的优良植物。香根草施工顺序为：苗圃培育→种植前准备→边坡修整→香根草种植→养护；香根草需提前进行苗圃培育，采用适当的繁殖方法以便培育大量的香根草种苗，在边坡种植前，先在黑色小袋里进行预种植，袋内放入种植土与腐殖土，以长出3根根茎为准，坡面种植前种苗刈割后上部剩余15~20cm，根系深度10cm为宜；待边坡修整后，在坡顶、坡面及碎落台的位置采用人工开挖沟槽的方法种植香根草，香根草种植密度为株距10~12cm，行距D≤1m；香根草种植沟槽规格一般为宽20cm，深20cm，上下行香根草苗纵向错开，成“品”字形种植；一般采用复合肥改善沟槽种植土的肥性，复合肥用量一般4kg/100m。香根草种植宜选择在雨季前进行，定期的对苗圃、草籽进行浇水养护、补种等措施以保证坡面草的覆盖率；在香根草成活后宜采用尿素追肥1~2次，用量一般1.5kg/100m，成活后的一个月内应结合人工辅助浇水，每周浇水1~2次。

二、路基防护设计1．普通路基边坡防护

法国等一些欧洲发达国家公路边坡设计中环境保护是被首要考虑的，遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的原则，尽量避免大挖大填及大面积的污工防护，对开挖和填土边坡采用乔灌草结合绿化，使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。根据本项目的特点，坡面防护一般采用喷播植草防护、三维网喷播植草防护、拱形截水骨架内喷播植草防护、人字型截水骨架内喷播植草防护、挂网客土植生防护等边坡绿色防护措施，尽量少用护面墙、挂网喷混等圬工防护措施。

砂性土路段的防护，在于防止地表水对路基的冲蚀，基本治理思路为：“减少地表径流、降低径流速度、加强路基表层防护”。砂性土路段边坡防护以6m作为分级界限高度，减少单级边坡的汇流面积；边坡分级处设置反向平台，避免平

收稿日期：2017-03-16作者简介：李

浩（1983-），男，中铁第四勘察设计集团有限公司道路院。

第5期李浩：浅谈刚果（布）1号公路二期工程路基防护排水设计257

图1香根草防护

图4挂网客土喷播植草防护

图5

（3）三维网喷播植草生态防护

边沟排水大样图

于自然绿化的目的。

（4）骨架植草防护

填土高度大于8m路段采用拱形骨架护坡结合植草防护，利用拱肋作为急流槽排除路面及坡面汇水；挖方深度大于12m路段，挖方边坡开挖成阶梯形，每垂直高度8m为一级，顶部一级采用植草防护，以下各级采用人字形骨架护坡结合植草防护。采用骨架植草防护的坡面，先整修边坡，浇筑混凝土骨架，然后人工撒播或机械喷播植草。

（5）挂网客土喷播植草防护

三维网喷播植草生态防护主要用于砂性土路段的挖方边坡及多级填方的第一级边坡。三维网喷播植草护坡是将草种、肥料、保水剂、土壤、有机物、稳定剂等混合物充分混合后，通过喷射机按设计厚度均匀喷到需防护的工程坡面上，经过生态护坡技术处理，可在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有限抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减少空隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力，并且达到景观近似

258中国水运第17卷

图2三维网喷播植草生态防护

图3人字型骨架植草防护

挂网客土喷播植草防护适用于路堑边坡稳定、坡面冲刷轻微，且边坡高度大于15m，坡比不陡于1：0.75的泥岩、砂岩挖方坡面。它是将有机质土、长效肥、速效肥、粘合剂、保水剂及凝固剂和草籽、灌木种子等按一定比例组成并搅拌平均的有机基材，经过特地喷播机械喷播在挂有镀锌铁丝网的坡面上，然后在其外表喷播草种。植被恢复后，兴旺的根系可经过基材深化到岩体的节埋和裂隙中，能达到永固坡和美化环境的双重目的。施工工序：清算整平坡面→装置锚杆→固定镀锌铁丝网→放射有机基材→喷播草籽→掩盖无纺布→养护管理

2．高边坡防护

法国高边坡处治措施与我国基本一致，遵循“固脚、强腰，卸顶”的原则，并尽量考虑绿化环保、恢复自然景观等。高边坡设计应结合地形地质情况进行，以保持边坡永久稳定为原则，设计合理的坡率与防护加固措施，做到经济与安全兼顾。

深路堑边坡防护设计采取以稳定为本，加固为主，排水、防护并重，确保施工中的临时稳定和通车后的长期稳定。经过与法国监理多次沟通，深路堑边坡基本设计原则与监理的达成一致：①当路堑堑顶为反坡地形或平缓坡时，两侧堑坡尽量采用放坡刷方，在放缓边坡坡率的同时，在堑坡坡脚及边坡中部留大平台，平台宽度为3~6m，但坡面需进行植物防护，并做好排水设计。②地层岩性比较差，节理裂隙发育、构造破碎带，或存在不利结构面影响的岩质路堑高边坡以及

自然边坡坡率大于1：1.75、边坡高度超过20ｍ、容易产生浅层变形的土质路堑边坡，应采用预应力锚杆+格梁，预应力锚索+格梁加固，框架内挂网客土喷植。③当边坡为“削山皮”型边坡，或地形陡峻，若采用一级支挡结构可有效降低边坡高度的地段，可在坡脚设片石混凝土路堑挡墙收坡。④在堑顶设山坡截水沟，结合边坡平台截水沟、坡面急流槽以及路堑边沟等组成综合地表排水工程汇入路基排水系统。⑤对于地下水发育的深路堑高边坡，需设置仰斜排水平孔。

三、路基排水设计

本项目地区雨季降雨量大，尤其是瞬时降雨量大，路基边坡极易被暴雨冲刷破坏，造成边坡开裂滑塌，所以必须加

强路基及坡面排水系统的设计，尤其要注重细节。

1．路基排水设计原则

（1）浅挖路段（挖方深度小于3m）及填方路段采用三角形边沟，边沟一般尺寸为150cm×60cm，边沟尺寸可根据水文计算适当调整，但深度应不小于60cm。

（2）挖方路段（挖方深度大于3m）采用不带盖板的矩形边沟，边沟一般尺寸为60cm×60cm，边沟尺寸可根据水文计算适当调整，但宽度应不小于60cm。当路基位于长大纵坡底部及深挖方路段汇水面积较大路段，需加大边沟尺寸为80cm×80cm。

（3）挖方路段如果坡面汇流量大，则须在坡顶设置矩形截水沟，截水沟一般尺寸为50cm×50cm，截水沟设置在距

坡顶5m外的稳定区域；挖方边坡每级坡面间设置宽2m的平台，并设平台截水沟分级拦截上方坡面积水，平台截水沟采用半梯形沟，一般尺寸为40cm×30cm。截水沟水均由急流槽将水流引离路基，急流槽底面应设为台阶式，起到水流消力作用兼作养护人员的上下通道。

（4）排水条件好，汇水量小的路段可不设置边沟、排水沟；所有边沟、排水沟均采用C20混凝土现浇；边沟、截水沟可通过引水沟或急流槽将汇水引离至路基以外地形低洼处排除。

（5）局部排水困难路段，可通过设置蒸发池集中排水，蒸发池须设置在线外20m处的稳定区域，蒸发池与取土坑可结合设置。

（6）路面汇水填方路段由路拱自然漫流到边坡，经边坡引至排水沟；挖方路段由路拱自然漫流至边沟，经急流槽流入排水沟或自然沟。填方边坡衬砌拱内设流水槽，以汇集坡面积水，减轻水流对坡面的冲刷，并漫流至坡脚外排水沟内或沿边坡自然排除。

2．路基排水设计建议

（1）设置截水沟的路堑边坡，截水沟宜根据地形平顺接到路基排水沟或边沟，在地形低洼处，通过设置急流槽将截水沟的雨水直接引到路基边沟，原则上接截水沟的急流槽中雨水不应通过路堑平台边沟排出。路堑平台边沟雨水宜引到截水沟排出，如路堑平台边沟排水路径较长，可间隔100m左右设置边坡流水槽，流水槽应直接贯通到路基边沟，不宜通过路堑平台边沟排水。（下转第260页）

260中国水运

详细数据见表2。

第17卷

充，封堵跑浆通道。（2）当灌浆的进浆量低于0.17L/s时，跑浆通道已经封好，此时结束该工法。

当跑浆得到控制后，应继续恢复旋喷桩施工。方法如下：（1）安装钻机，并进行放样测量，明确标注孔位。（2）确保钻杆和钻机间相互垂直后进行钻孔，钻进基岩面后再钻进0.3m，取回样品进行检验是否钻至基岩面。（3）若达到基岩面则停止钻孔，若已穿越基岩面则进一步钻孔直至下一个基岩面。（4）按照比例配置进行配浆，水：水泥：复配剂=0.9：1：0.006。复配剂选用MX2000+MX2001复配剂，该复配剂可以提升浆液的可灌性，确保桩径达到80cm的施工要求，同时还可促使水灰比充分减小达到提升浆液固结体的抗压强度，使其达到到6MPa的性能要求。（5）启动喷浆并逐渐增加压力，在基岩面喷浆3min后，旋转提升钻杆，并于设计标高1.5m处完成终喷。（6）将钻杆移除并进行清洗，移除相关施工设备，对可能出现的槽穴进行测量，并通过人工补浆直到桩顶高度。

表2

序号抗压强度（MPa）

芯样17.8

抗压强度检测表

芯样27.4

芯样38.2

芯样49.1

3．桩间土承载力测试

随机抽取5个位置，采用轻便触探检测地基的承载力，平均锤击数N10≥98，地基的承载力就会大于429kPa，满足预定的400kPa的设计要求。详见表3

表3

监测点号平均锤击数

点号1101

桩间土承载力检测表

点号299

点号3112

点号4107

点号5118

上述测试均表明，本次施工取得较好的施工效果，在工程的后期施工中发挥了巨大作用。

五、小结

速凝化学灌浆配合高压旋喷技术在工程领域有着广泛的应用，尤其在应对溶洞等复杂地质条件下更是首选的技术方案。高压旋喷能有效提高地基的承载力和地基质量；速凝化学灌浆不仅可以封堵跑浆，还可以进一步提升地基的承载力。两者配合施工，不仅可使复合地基达到理想的施工效果，而且相互配合施工简单，具有很大的灵活性，值得在道路、桥梁和建筑施工中进一步推广。

四、施工质量检测

施工完成一个月后，分别对桩身、桩形、桩径和地基承载力进行检测。

1．桩径、桩形状检测

任意选择8根桩开挖3.4m深，由技术人员检查桩形和桩径。检查结果显示，桩均呈现为不规则圆柱形，桩径为80.9~118.5cm，均达到设计时所要求的大于等于80cm。详见表1。

参考文献

[1]艾斯卡尔，木和塔尔.静压PTC桩在高速公路路基施工中

的应用[J].西部交通科技，2017，（1）.

[2]万芳芳，叶志璞.砾石土在高速公路路基施工中的应用[J].

表1

序号桩形状最小桩径（cm）

102.3

96.8

桩1

桩2

桩形、桩径检测表

桩3

桩4

桩5

桩6

桩7

桩8

不规则圆柱形

107.2

80.9

98.3

118.5

89.2

85.4

工程建设与设计，2017，（1）：146-147.

[3]时林军.单管高压旋喷桩在高速公路软基处理中的应用[J].

公路与汽运，2011，（1）：109-112.

[4]郑新军.高速公路路基高压旋喷桩处治施工技术[J].中国

西部科技，2015，（6）：46.

[5]杨凯旋，熊银珍，高武振.高压旋喷与化学灌浆在公路软

土路基中的应用[J].南方国土资源，2007，（8）：63-65.也与日剧增，各国纷纷加大了在公路基础设施建设方面的投资，越来越多的中国企业进驻非洲修路架桥。本文以刚果（布）1号公路二期工程（民都利至布拉柴段）项目为例，以自己参与设计及现场配合施工的亲身经历，简要介绍了该项目在路基防护排水设计中的一些特点和个人体会，希望为我国公路设计人员提供有益的借鉴和帮助，有助于以后非洲的公路项目对路基防护排水做出合理的设计，提高工作效率。

2．桩身检测

选4根桩钻取芯样，进行抗压度检测。桩身的固结体连续性良好，结构完整，没有发现断桩和夹层，在抗压测试中所有桩身芯样均大于等于7.4PMa，均达到预定设计目标。（上接第258页）

（2）未设置截水沟的路堑边坡，应在顶部路堑平台边沟下游末端设置流水槽，将平台边沟雨水引到下级平台边沟中，平台边沟排水路径长度宜控制在100m左右，路线纵坡较大时，可放宽到200m左右，平台边沟排水路径过长时，应在边坡适当位置设置连贯的流水槽，将多级平台边沟雨水直接引到路基边沟。

（3）高填方路基边坡，高填方路基均设置了防撞墙，路面雨水从防撞墙开孔处排出，属于集中排水。应在防撞墙开孔处设置路基边坡流水槽，防止雨水冲毁路基边坡，流水槽宜做成台阶式，在减小雨水流速的同时，还能起到方便检修路基边坡的作用。

参考文献

[1]《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）[S].北京：人民交

通出版社，2015.

[2]《公路排水设计规范》（JTG/TD33-2012）[S].北京：人

民交通出版社，2013.

[3]《非洲热带国家道路设计实用指南》CEBTP，1972.

四、结语

近年来，非洲各国为发展经济，对公路基础设施的需求