4.1 概述
路基长期暴露在自然环境中，很容易受到破坏。铁路路基主要是堆积和开挖而成，边坡易受损害。路基边坡常见的破坏形式有：
(1)降雨尤其是强降雨引起的路基边坡冲刷坍塌； (2)风沙对路基边坡的风蚀以及对路基的沙埋。
4.2 路基边坡对降雨的防护
路基边坡破坏最主要的原因是水的影响。路基边坡的表面并不是绝对平整的，而总是有一些凹槽，水在边坡上流动时会使之逐渐冲成小沟，水流也随之更加集中，造成小沟的加深和扩大，最后导致边坡的破坏。此外，在温度和湿度的交替变化作用下，再加上风吹日晒的影响，也会造成坡面的风化、剥落及坍塌等破坏。因此，应及时进行坡面防护。降雨对路基边坡的影响很大。当降雨强度小于土壤的入渗能力时，降雨完全入渗；当降雨强度大于土壤入渗能力时，降雨不能完全入渗，会产生降雨径流。降雨入渗对边坡稳定性影响较大，降雨入渗将会引起近坡面土体强度急剧下降，路肩和坡脚是路堤的薄弱部位，由于降雨量大或降雨延时较长，雨水下渗使路堤土体饱和，表层软化；或路堤坡脚受浸泡而软化失稳，引起路肩或边坡溜塌。另外，降雨量具有明显的季节性，因此路基边坡破坏也具有季节性。
当降雨强度大时，雨水水流顺坡面而下，坡面不平顺造成水流分异，合并形成许多小径流后，冲刷能力增强，沿坡面薄弱处形成沟槽，并逐渐向路肩和坡脚发展。路堤越高，这种冲刷越严重(一般在边坡高5m左右为界)。在边坡冲沟集中发育地段，路堤边坡被切割破坏，严重的造成道碴流失，轨枕悬空。
4.2.1 问题分析
造成这种现象的一般原因有：路基填筑土主要为为粘土、砂粘土、粉质黏土、粉黏土等，并且夯实不密，遇到降雨后，土颗粒遇水后强度迅速下降，粘结力也迅速下降，土质软化。造成边坡冲刷，路肩或边坡溜塌等现象。干旱时，土壤表层水分蒸发，孔隙体积增大，易受风蚀。土粒结构疏松而不紧密，很难抵御暴雨的袭击，可见这类土遇水后内部结构破坏，强度降低，致使路基因遇水作用形成
大量土质流失而遭到破坏。
4.2.2 防护措施
坡面防护主要就是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减小温度及湿度变化的影响，防止或延缓软弱岩土表面的风化、剥落等演变过程，从而保护路基边坡的整体稳定性。坡面防护设施本身不承受外力作用，必须要求坡面岩土整体牢固。此外，坡面防护还应与排水设施相配合，以便雨水能尽快排出路基范围。坡面防护应根据路基边坡的土质、岩性、水文地质条件、边坡坡度与高度等，选用适宜的防护措施。
路基边坡防护主要有绿色防护和工程防护两种：绿色防护指的是在边坡上种植植物，达到巩固边坡的目的，具有绿化环境消除噪音等功能、工程防护指的是在边坡上砌筑石块混凝土等来达到维护边坡稳定目的的措施。具体采取什么样的措施，要根据不同的情况而定。路基边坡坡面防护工程常用类型及适用条件如表4-1 所示。 4.2.2.1 绿色防护
绿色防护是指人工培植边坡植被，使植物的根系产生加固边坡表层土的作用，同时利用植物的枝叶保护坡面，防止或减少降水尤其是暴雨对边坡的冲刷以保护边坡。植物防护又可以改善环境。
(1)基本规定
铁路路基边坡绿色防护，按植物生长的气候条件可分为一般地区路基边坡绿色防护和特殊地区路基边坡绿色防护。
①年平均降水量600mm及以上，最冷月月平均气温高于或等于～5℃的温暖、湿润地区可定为一般地区。
②特殊地区可分为干旱地区和寒冷地区。年平均降水量小于600mm的地区可定为干旱地区；最冷月月平均气温低于～5℃的地区可定为寒冷地区。
③路基边坡绿色防护应具有保护路基稳定、水土保持、改善生态环境等作用。根据路基工程所处的人文环境，宜考虑绿色防护的景观效果。
(2)植物防护的方法
主要有种草、铺草皮、液压喷播植草和种植灌木几种措施。
表4-1 路基边坡坡面防护工程常用类型及适用条件
防 护 类 型 结构形式 种草或喷植草 铺草皮 植 物 防 护 种植灌木 适用条件 土质边坡，坡度缓于 1:1.25 土质和强风化、全风化的岩石边坡。坡度不陡于 1:1 土质和全风化的岩石边坡。坡度不陡于1:1.5 注意事项 当边坡较高时，可用土工网，土工网垫与种草结合防护 草皮可为天然草皮，亦可为人工培植的土工网草皮 树种应为根系发达枝叶茂盛适合当地迅速生长的低矮灌木 选好材料配合比和水灰比，一般应通过试喷 喷掺砂水泥土，厚度6～易受冲刷的土质堑坡，坡10cm，材料为砂、水泥、度不陡于1:0.75 黏性土 喷 护 喷浆，厚度不小于5cm，易风化但未遭强风化、全材料为砂、水泥、石灰 风化的岩 石堑坡，坡度不陡于1:0.5 喷混凝土，厚度不小于易风化但未遭强风化、全8cm，材料为砂、水泥、风化的岩 砾石 石堑坡，坡度不陡于1:0.5 挂 网 喷 护 锚杆铁丝网(或土工格栅)喷混凝土或喷浆，锚固深度1.0～2.0m，网距20～25cm，其他同喷护 喷混凝土或喷浆防护的岩石边坡，当坡面岩体破碎时，为加强防护的稳定性而采用 土质路堤边坡，有少量地下水渗出的局部堑坡，局部土质堑坡嵌补，坡度不陡于1:1.25 易风化的岩石边坡和土质边坡,坡度不陡于1:1 土质和全风化的岩石边坡,当坡面受雨水冲刷严重或潮湿时，坡度不陡于1:1 锚孔深度应比锚固深度深20cm，其他同喷护 一般厚度30cm,，其下设干砌片 不小于10cm, 厚的砂砾石护坡 石垫层 浆砌片 厚度30～40cm，水泥砂石护墙 浆砌筑 浆砌 片石 或混 凝土 骨架 护坡 骨架宜用方格型，也可采用人字型、拱型。方格内铺种草皮、喷植草或干砌片石等 基础应选用较大的石块，应自下而上地进行栽砌，接缝要错开，缝隙要填满塞紧 护坡四周需用浆砌片石镶边，混凝土骨架视情况在节点处加锚杆，多雨地区骨架宜做成截流沟式 等截面厚度为50cm,变截面顶宽40cm,底宽视浆砌片 墙高而定 石护墙 土质和易风化剥落的岩石边坡，坡度不陡于1:1.05 等截面护墙高不宜超过6cm,当坡度较缓时，不宜超过10cm,变截面护墙，单级不宜超过12cm,超过时宜设平台，分级砌筑 ①坡面种草如图 4-1 所示，适用于边坡坡度缓于1:1.25的土质。草籽可播
撒或沟播、点播并应注意选用适宜生长的草种。当土质条件较差时，可补充适宜草子生长的种植土和肥料。
图4-1 种植草示意图 （单位：cm）
②铺草皮如图 4-2 所示，适用条件与坡面种草相同，其成活速度更快，抵抗水流冲蚀能力更强。但要求有适宜的成活草皮。铺设的方法可满铺，也可与方格骨架护坡结合使用。
≥100 30
30
30
5~6 5~6
20 80~100 砂浆抹面
图4-2 铺设草皮示意图 (单位：cm)
③液压喷播植草是一种现代植草技术，适用于草坪建值和不同坡率的图纸(包括碎石类土)边坡、全风化的岩质和强风化的软岩石边坡坡面绿色防护。液压喷播植草技术是利用液压播种原理，将试验确认适用，生命力强且能满足各种绿化功能的植物种子经科学处理后与肥料、防土壤侵蚀剂、内覆纤维材料、保水剂、色素及水等按一定比例放入喷播机混料罐内，通过搅拌至悬浮状后，喷播在边坡落地上，形成均匀覆盖层保护下的草种层，在铺设无纺布防护，而后进行养护，在坡面形成防护。 由于混合液中的纤维、防土壤侵蚀剂形成的半渗透覆盖层和
表土粘合后，具有良好的固种保苗效果，加之外铺无纺布的防护作用，保证了刮风降雨时种子不会流失。液压喷播植草防护具有施工简单、适用性广、施工质量高、防护效果好、工程造价低等特点，近几年得到迅速推广。
④种植灌木树种应选择容易成活、根系发达的灌木。种植灌木亦可与种草同时配合进行。易风化的岩质边坡坡面常常发生风化剥落和坡面水流的侵蚀。为防止山区易风化岩质边坡产生变形，危及线路和运营的安全，可采用坡面补强及加固措施。补强及加固措施包括抹面、喷浆、勾缝和灌浆。
⑤抹面适于易风化的黏土岩类边坡，如图4-3所示。抹面材料可因地制宜，采用具有一定强度且具有良好防水性的三合土或其他材料。
截水槽
抹面厚3~7
抹面
抹面
>10 100~200
图4-3 抹面 (单位：cm)
⑥对岩性不同的边坡，可采用锚杆铁丝网喷射混凝土防护，喷射混凝土厚8～10cm，混凝土粗骨料粒径小于2.0cm。水泥：砂：石子比例为1:2:2～1:2.5:2.5，水灰比0.4～0.5，喷射护面设伸缩缝和泄水孔。应注意喷射混凝土护面适用于堑坡稳定、地下水不发育、边坡较干燥但陡峻的边坡。砂浆抹面与喷射混凝土护面相比，前者施工较简单，后者节省水泥用量，较可靠。
⑦由于土工合成材料的发展，无纺土工织物已被用于坡面防护。对于不适于植物生长的边坡可采用无纺土工织物多层复合坡面防护。国外采用这种复合防护结构取得了良好效果。其方法为紧贴坡面铺设无纺土工织物用以排水，保证边坡稳定，其上铺设隔水的土工薄膜，防止水的渗入并具有一定保温作用。亦可两层合为一层采用复合土工膜代替，同时兼起以上两种作用。最上面铺设沥青土工膜作为保护层保暖、防水，如图4-4所示。
50
保护层
泄水孔
排水层
水泥稳定土
保护层 排水层
固定长钉
间距30
补强材料宽200
碎石垫层
300
图4-4 土工合成材料复合防护 (单位：cm)
4.2.2.2 工程防护
工程防护主要是用砌石加固边坡，适用于边坡坡度缓于1:1 的各类土质及岩质边坡。当坡面受地表水流冲蚀产生冲沟，表层溜塌或剥落时，均可采用砌石防护。砌石防护有干砌片石护坡和浆砌片石护坡。
(1)干砌片石护坡
干砌片石护坡适用于不陡于1:1.25的土质(包括土夹石)边坡，且有少量地下水渗出的情况，厚0.3m 左右，如图 3-5 所示。若土体为粉质黏土、松散砂和砂黏土等土时，应设不小于10cm 厚的碎石或砂砾垫层。片石护坡应设基础，堑坡干砌片石护坡基础应砌至侧沟底。
≥50 干砌片石 厚≥25 干砌片石 干砌片石 厚≥25 碎石或砂砾厚≥10 碎石或砂砾厚≥10 浆砌片石 ≥50 ≥50
图4-5 干砌片石护坡 (单位：cm)
(2)浆砌片石护坡
浆砌片石护坡适用于不陡于1:1的各类岩质和土质边坡，厚度一般为0.3～0.4m。浆砌片石护坡可作为边坡的补强措施。对高边坡可分级设置平台，平台宽不小于1.0m，每级高不宜大于20m，沿线路方向每10至20m应设伸缩缝并在护坡下部设置泄水孔。片石的砌筑采用50号水泥砂浆。施工应在边坡土体沉实后进行，
防止因土体下沉开裂。
(3)浆砌片石骨架护坡或混凝土骨架护坡
为节省片石及水泥，可采用浆砌片石骨架护坡或混凝土骨架护坡，如图4-6所示。骨架常用方格形和拱形，骨架内可采用植被防护、捶面填补。
镶边
浆砌片石 骨架
泄水孔 侧沟底线
伸缩缝
踏步
图 4-6 浆砌片石骨架护坡 (单位：cm)
(4)浆砌片石护墙
浆砌片石护墙适用于各类土质边坡和易风化剥落且破碎的岩质边坡，用以防治较严重的边坡坡面变形，常作为边坡加固措施。对较陡的堑坡防护仅限应用于稳定的堑坡，且边坡坡度不陡于1:0.3 。
浆砌片石护墙有实体护墙及孔窗式护墙，孔窗内可采用干砌片石或捶面防护。一般土质及破碎岩石边坡多采用实体护墙，较完整且较陡的岩质边坡可采用肋式护墙，对下部较完整、上部较破碎的岩质边坡可采用拱式护墙。
按护墙截面尺寸，护墙可分为等截面和变截面两种形式。按防护高度可分为单级、两级及多级护墙，如图4-7所示。
选用坡面防护应需注意以下问题在采用植物或喷护、挂网喷护等路堑坡面防护和在年平均降水量大于400mm 地区较高的土质路堑边坡地段，宜在坡脚处设高1～2m浆砌片石护坡或护墙。
软硬岩层相间的路堑边坡应根据岩层情况采用全部防护或局部防护措施。 当浆砌片石护墙高度大于12m、浆砌片石护坡和骨架护坡高度大于18m 时，宜在适当高度处设平台，平台宽度不宜小于1m 。浆砌片石护墙、护坡的基础应埋置在路肩线以下不小于1m，并不应高于侧沟砌体底面。当地基为冻胀土时，应埋置在冻结深度以下不小于0.25m。
封闭式的坡面应在防护砌体上设泄水孔和伸缩缝。当坡面有地下水出露时，应采取措施将水引出。
墙帽 25 耳墙 (a)等截面护墙
H2 H1 h1 (b)两级护墙 图4-7 浆砌片石护墙 (单位：cm)
土质和易风化岩石的深路堑边坡，宜在坡脚设置挡土墙，以降低边坡高度。当挡土墙墙预上方坡面设有浆砌片石护墙、护坡时，墙顶应设置边坡平台，平台宽度不宜小于2m。
在多雨地区，用砂类土、细粒土等填料填筑的路堤，其路肩和边坡易受雨水冲刷流失，应根据具体情况设防护。
4.3 风沙对路基边坡的风蚀以及对路基的沙埋
风沙给工程施工和运营维护带来很大危害。风沙对路基的危害作用最明显的是风蚀和沙埋。
(1)风蚀
在沙区修筑的路基被风蚀是铁路沙害的普遍现象，特别是高填深挖地段尤为突出。有些线路上路肩被风蚀成浑圆状，坡面出现风蚀槽等，这些危害都直接威阱路基的安全和稳定。风沙对路基的风蚀危害主要是由于路基坡面直接受到风力的冲击，气流运行时，使路基受到风的压力，引起坡面沙粒的搬移。再就是气流中携带的沙粒对路基产生磨蚀，加快风蚀速度。还由于路基上有障碍物或坡面不平整，使气流形成涡旋，对坡面发生掏蚀。
(2)沙埋
沙埋是路基沙害的主要形式，对铁路的危害是由于风沙流活动和沙丘移动斫引起的，我国大部分沙害造成的事故都是因沙埋轨道造成的。这种危害具有出现险情时间短，难预测的特点，对于行车安全威胁很大。另外，沙埋还会对路基造成潜在危害，即淤埋各种路基排水沟和堵塞涵洞。这种危害虽然不会对路基造成直接危害，但由于上述排水设施被堵塞，在暴雨季节，雨水不能通过排水系统流走，反而流向路基，造成路基坡面冲刷流蚀，严重者还会造成路基坍塌。因此，对这种危害也应引起重视。
风沙流活动对路堤而言，就是当其在前进过程中遇到路堤阻挡时，在迎风侧一定范围内贴地层气流有明显的减速，当气流抬升翻过路堤面时，因气流扩散，背风侧风速显著降低，进而使沙粒从气流中脱离出来，造成沙埋危害。对路堑而言则是当风沙流越过路堑时，产生涡旋作用，堑内风速普遍降低，部分沙粒跌落下来形成积沙。
沙丘的移动就是沙丘在风的作用下，移向路基，造成沙埋危害。
4.3.1 工程防护措施
4.3.1.1 碎石土包坡
(1)适用条件 碎石土包坡就是将土与碎石按3：7的比例混合夯拍于路基坡面上，厚度20 cm。这种方法一般适用于用粉细砂作填料的路堤和高度不大于6 m 的风积沙地质的路堑地段，若堑坡太高，碎石土提升较为困难，一般不用本方法。采用该方法一个重要前提就是必须要有丰富的碎石土来源
(2)应用效果分析 采用碎石土包坡的方法对路基进行防护，是预防路基被风蚀的一种有效措施。它不仅能在短期内防止路基被风蚀，而且随着时间的推移，
由于碎石土保水性能较好，天然被风吹落在碎石土上的草籽还会生长发育，起到永久固沙的作用。另外碎石土价格低廉，经济实惠，在现场所有被采用的工程防护措施中它是最经济的一种。其施工方法简单，治沙效果显著，是一种理想的防护措施。
(3)出现问题的处理及采取补充措施的探讨 用碎石土包坡对路基进行防护无疑是一种有效的措施，但它也存在一些问题，如路肩部位的碎石栽砌就是一个薄弱环节。一是由于碎石之问留有缝隙，风能够穿过缝隙将粉细砂吹走，造成防护失败。再就是由于风沙地区雨季降雨量非常集中，往往能在很短的时间内，降下大量的雨水，若路基面稍不平整，很容易使雨水形成适流，进而穿过碎石缝隙，冲蚀防护坡面，危及路基的稳定。针对这一薄弱环节，现场采用了用粘砂土将碎石缝隙堵死，辅以种草的方法，收到了很好的效果。 4.3.1.2 C8混凝土块板压坡防护
(1)适用条件 这种方法就是将加工好的40 cm×4O cm，厚5 cm 的混凝土块板按规定要求，拼铺在路基坡面上，周边采取封闭处理。它适用于所有用粉细沙作填料的路堤和风积粉细沙路堑地段，特别适用于高填深挖地段。
(2)应用效果分析 该方法在防治高大边坡的风积粉细沙路基的风沙危害方面是一种非常有效的措施，它不仅能防风沙危害，而且还能防雨水冲刷，其料源广泛，施工方便，固沙效果显著。 4.3.1.3 M5浆砌片石骨架护坡
(1)适用条件 这种方法适用于黄土质粘砂土路堑边坡的风沙危害防护。黄土质粘砂土，结构松散，抗风蚀能力较弱，其砂的成份含量越高，抗风蚀能力就越弱。针对这一特点，在骨架的中间部位要用不同的方法进行防护-对含砂量较高地段，其中间用c8混凝土块板铺砌防护，对含砂量相对较低地段，采用种草防护即可，见图4-8。
(2)应用效果分析 这种方法对黄土质粘砂土地段防治风沙危害具有显著效果 浆砌片石结构密实，耐久性能好，C8混凝士块板经勾缝处理后，抗风蚀和冲刷能力较强，种草本身就是一种很好的防沙措施几种方法结合作用，治沙效果是非常显著的。
4.3.1.4 浆砌片石挡、护墙
(1)适用条件 该种方法适用于在一个坡面上具有两种不同土质类型并有可能沉睡缝引起坡面滑动的路堑地段。当遇有风积沙夹层和下层是沙，上层是土质
类覆盖层的地段时，由于坡面需要支挡结构具有较强的支撑能力，因此，宜采用重力式路堑挡土墙进行挡护；当遇有下层是土上层是风积沙爱盖地段时，由于下滑力相对较小，因此，宣采用M5浆砌片石护墙进行挡护，这要根据现场实际情况选定。
(2)应用效果分析 该种方法对解决具有两种不同土质的路堑边坡防治沙害问题，起到了很好的作用。它既能防治沙害，又能确保路基的稳定。是一种永久的治沙措施。
沉降缝 200 200 基础厚50 骨架厚40 图4-8 骨架护坡平面示意图
4.3.1.5 防抄沟堤
(1)适用条件 这是一种阻沙措施，适用于路堑顶以外阻沙防护，以防堑顶以外风沙进入路堑，它一般设在路堑的上风向堑顶以外100m左右的地方。其走向要与主风向垂直,如图 4-9所示。
主风向 碎石包坡厚30 1:1 1:1 200 1:1 200 1:1 图 4-9 防沙沟堤示意图(单位：cm)
(2)应用效果分析 该种方法施工简单，不需花费太多的材料，在阻挡堑顶以外风沙进入路堑方面，确实能起一定作用。但其是一种临时防护措施，要想达到永久治沙的目的,必须与植物防护相结合，否则在长时问的风沙作用下，沙将沟填平以后，防沙沟堤将失去作用因此，该方法要与植物防护结合使用。
4.3.2 植物防护措施
植物防护是防治沙害的根本措施，它不仅能起到治沙固沙的作用，而且还能起到美化沙区环境的作用。但是，这是一项困难而复杂的工作，需要有一定的水源条件和较长的营造时间，而且经营管理也很困难，需要结合现场情况综合考虑。
4.3.3 沙区施工注意事项
⑴在风沙地区修筑铁路，保护现有植被是至关重要的。在路基施工时，在能保证路基宽度的情况下，应尽量做到少开挖，少破坏现有植被。
⑵种沙蒿和设置草方格沙障是防治沙害的很好措施，但切不可为了对路基进行防护，而去取用别处的既有沙蒿，这种拆东墙补西墙的行为无异于饮鸩止渴。
⑶在风积沙地段路基施工时，应做到路基施工完，立即进行防护，以防沙体水份蒸发引起流动，给防护工程施工带来困难。
⑷碎石土包坡和C8混凝土块板压坡防护，其坡面要平整，不可出现凹凸不平的现象，以免引起坡面积沙和雨水形成通流，冲蚀路基。
⑸工程防护和植物防护相结合是防治沙害的最有效措旋，但两种防护措施要紧密配合，不得在两种防护之间留有空隙，否则，防护将告于失效。
⑹在所有防护设施没有配套之前，沙埋各种路基排水沟在所难免，但要随时清理干净，以防排水不畅，在雨季被暴风雨冲坏路基。
⑺取土场和弃沙堆的位置对路基固沙和防沙的影响很大， 因此，必须根据施工需要进行合理调配。取土场和弃沙堆要设在线路的背风侧，并在取、弃土完
毕后对其进行及时防护以免成为又一沙源。
⑻施工完毕后，要对路基及两侧地表加以清理，剩余的材料，也要加以清理和集中，以免引起风蚀和沙埋。
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