黃土高原三維柔性生態(tài)邊坡綜合施工技術(shù)探討

周石平 (中國中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410004)

黃土高原三維柔性生態(tài)邊坡綜合施工技術(shù)探討

周石平 (中國中鐵五局集團(tuán)第一工程有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410004)

以山西呂梁黃土高原地區(qū)鐵路施工為例，詳細(xì)介紹了三維柔性生態(tài)護(hù)坡的組成和技術(shù)原理、關(guān)鍵施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點，以便為晉、陜、蒙等黃土高原地區(qū)類似工程施工提供參考。

黃土地區(qū)；三維柔性生態(tài)護(hù)坡；植被選型

傳統(tǒng)路基邊坡工程一般采用漿砌片石、混凝土等剛性結(jié)構(gòu)，而三維柔性生態(tài)邊坡集結(jié)構(gòu)、綠化、環(huán)保、節(jié)能降耗為一體，是由具備特殊功能及特定技術(shù)參數(shù)要求的組件組成的邊坡防護(hù)型式。由于三維生態(tài)邊坡為柔性結(jié)構(gòu)，其具有經(jīng)濟(jì)耐用、生態(tài)環(huán)保等特點，因而應(yīng)用范圍十分廣泛，具有重要的工程價值和經(jīng)濟(jì)意義。下面，筆者以山西呂梁黃土高原地區(qū)鐵路施工為例，對黃土高原地區(qū)三維柔性生態(tài)邊坡綜合施工技術(shù)進(jìn)行闡述。

1 工程概況

山西中南部鐵路通道石樓車站位于呂梁市石樓縣境內(nèi)，全長3km，其中填方1.8km，邊坡最高37.5m，為黃土高原丘陵地貌，地形起伏較大，氣候干燥少雨。車站內(nèi)路堤邊坡全部采用三維柔性生態(tài)護(hù)坡，總計80265m2。

2 三維柔性生態(tài)邊坡組成和技術(shù)原理

2.1三維柔性生態(tài)邊坡組成

1)路堤本體 路堤施工完畢，沉降觀測數(shù)據(jù)符合設(shè)計及驗標(biāo)要求；邊坡部位按要求鋪設(shè)三向土工格柵，且縱向搭接長度符合設(shè)計要求。三向土工格柵采用聚丙烯板材直接沖孔拉伸而成的整體拉伸格柵，網(wǎng)孔成等邊三角形，肋條截面形狀為矩形。力學(xué)參數(shù)如下：縱向最大抗拉力≥30kN/m，橫向最大抗拉力≥30kN/m；縱橫向屈服伸長率≤13%；縱、橫向2%伸長率時的抗拉力≥10kN/m，縱、橫向5%伸長率時的抗拉力≥20kN/m。

2)生態(tài)袋 生態(tài)袋以聚丙烯為主要原材料，其不含對環(huán)境有害、易分解物質(zhì)，具有抗紫外線、抗老化、抗酸堿、透水不透土等功能，且植物根莖能自由穿透袋體快速生長。力學(xué)參數(shù)如下：縱向≥4.5kN/m，橫向≥4.5kN/m，CBR頂破強度≥800N，等效孔徑?95為0.07～0.2mm。采用LB-M型，規(guī)格815mm×440mm，袋體成型規(guī)格580mm×330mm×150mm。

3)三維排水聯(lián)結(jié)扣 三維排水聯(lián)結(jié)扣上下面具有棘爪，可將生態(tài)袋單體、土工格柵聯(lián)結(jié)在一起形成一個整體。每個聯(lián)結(jié)扣上棘爪總數(shù)不少于12個，高度不小于25mm，滿足植物生長和排水的垂直孔洞不少于32個，每個孔洞直徑大于15mm，孔洞透水面積不小于聯(lián)結(jié)扣總面積的45%。

4)扎口帶(縫袋線) 生態(tài)袋的縫袋線和扎口帶均為黑色且具有抗紫外線功能，扎口帶具有自鎖結(jié)構(gòu)功能。

5)其他組成部分 ①泄水孔。采用?50mm PVC管，管段土工布包裹，管段向外坡度5%，呈梅花狀布置，間距2m。②阻水膜。豎向每2m鋪設(shè)一層寬度1m、厚度0.4mm的阻水膜。

2.2三維柔性生態(tài)防護(hù)技術(shù)原理

生態(tài)袋通過聯(lián)結(jié)扣連接成為統(tǒng)一的受力結(jié)構(gòu)體，從而對坡體起到保護(hù)作用；同時作為柔性結(jié)構(gòu)體，可以適應(yīng)一定的變形、沉降；水分可在袋體內(nèi)自由流動，減少了邊坡靜水壓力，降低了工程坍塌的危險性；植物可通過袋體自由生長，根系深嵌邊坡土體，時間越長根系越發(fā)達(dá)，邊坡越穩(wěn)定牢固。

3 三維柔性生態(tài)邊坡施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1三維排水柔性生態(tài)邊坡施工工藝

1)基礎(chǔ)施工 按照設(shè)計放出基礎(chǔ)位置，人工配合機(jī)械挖掘成型，標(biāo)高和基底驗收后(壓實度95%)，立模澆筑C25砼，初凝前放入三維排水聯(lián)結(jié)扣，注意位置要和首層生態(tài)袋對應(yīng)，覆蓋或灑水養(yǎng)生。

2)裝袋 ①填充物選用當(dāng)?shù)胤N植土，摻入保水劑和蘑菇肥；②現(xiàn)場裝袋，建筑垃圾、樹皮樹根、草屑、尖銳物等要清除干凈；③袋內(nèi)填料應(yīng)抖緊，盡量裝滿實；④扎口要牢固結(jié)實；⑤裝好的袋要盡快施工完畢，不可暴露在戶外或淋雨；⑥袋裝好后，要放置穩(wěn)妥，搬運要離地，防止磨破；⑦裝袋時，要及時調(diào)整勻稱，上下尺寸一致，便于碼砌。

3)壘砌 ①由下到上，層層錯縫擺砌，其基礎(chǔ)和首層生態(tài)袋間要聯(lián)結(jié)緊密牢固。②后續(xù)鋪層要在前一鋪層的基礎(chǔ)上進(jìn)行，每個上層袋子用一個聯(lián)結(jié)扣固定在2個下層袋子上。可在袋子上踩踏或夯實使袋子之間聯(lián)結(jié)緊密。生態(tài)袋碼放順序示意圖如圖1所示。③每施工1m高對填充物澆水預(yù)沉降后，再進(jìn)行下道工序。④豎向每2m鋪設(shè)一層土工膜，并設(shè)置排水管。坡度向外5%。⑤重復(fù)上述施工砌疊步驟，直至完成。⑥壓頂。邊坡頂部生態(tài)袋長邊方向水平應(yīng)垂直于坡面擺放，確保壓頂穩(wěn)固。

圖1 生態(tài)袋碼放順序示意圖

3.2三維柔性生態(tài)護(hù)坡的植被選型及播種方法

邊坡綠化防護(hù)主要是靠植物根莖與泥土間的附著力以及根莖間的互相環(huán)繞糾纏來達(dá)到加固邊坡、加強坡表抗沖洗能力。不僅可以涵養(yǎng)水源，減少水土流失，而且還可以凈化空氣，保護(hù)生態(tài)，美化環(huán)境。

1)植被選擇 石樓縣屬溫暖帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬長夏短，日照充足，晝夜溫差大。春季干燥多風(fēng)，降雨偏少；夏季炎熱多雨，降雨不均；秋季溫和涼爽，陰雨偏多；冬季寒冷干燥,雨雪稀少；光照長、熱量足、降水少。年平均氣溫9.2℃，年平均降雨量573mm。黃土磷、鉀礦質(zhì)養(yǎng)分豐富，有機(jī)質(zhì)和氮含量低。因此，生態(tài)袋中粘土均摻入一定比例的蘑菇肥，其富含纖維素、木質(zhì)素、淀粉和植物蛋白等有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，還有氮、磷、鉀和各種微量元素。邊坡植被的主要目的是固土護(hù)坡，減少水土流失及美化沿線景觀環(huán)境等。因此，要求植物根系深，能快速籠蓋地表。具體內(nèi)容如下：①適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍购悼箖鲂詮姡虎诟蛋l(fā)達(dá)、擴(kuò)展性強；③耐瘠薄、耐粗放治理；④種子豐碩，發(fā)芽力強；⑤綠期長，多年生；⑥育苗輕易并能大量繁殖；⑦播種栽植的時期較長。根據(jù)現(xiàn)場條件及草本植物、灌木等生長特點，植被主要采用早熟禾、苜蓿和紫穗槐相結(jié)合，以達(dá)到快速持久護(hù)坡的效果，同時具有良好的景觀效果。

2)播種方法 早熟禾、苜蓿采用動力撒播方式；紫穗槐采用插播方式。

4 質(zhì)量控制要點

(1)裝袋要滿、實、緊，生態(tài)袋中粘土嚴(yán)格按照比例摻入蘑菇肥，保證植被生長養(yǎng)分條件。

(2)壘砌過程中袋與袋之間要擠密，不得留有間隙，并且夯實。

(3)聯(lián)結(jié)扣安放位置要保證上下、左右生態(tài)袋之間及與三向土工格柵之間可靠連接，使整個邊坡形成一個整體受力，保證邊坡的穩(wěn)定。

(4) 根據(jù)現(xiàn)場實際情況并充分結(jié)合所處地質(zhì)、土壤、氣候環(huán)境，進(jìn)行植物適宜性的選配，合理選用植被種子和播種方式。此外，播種后加強管理，安排專人灑水保養(yǎng)，從而提高成活率。

(5)及時挖好路基兩側(cè)排水溝，防止雨后洪水沖刷邊坡。

(6)根據(jù)現(xiàn)場實際情況并充分結(jié)合所處地質(zhì)、土壤、氣候環(huán)境，進(jìn)行植物適宜性的選配，合理選用植被種子和播種方式，極大的提高了成活率。

5 結(jié) 語

當(dāng)前，國家提倡建設(shè)環(huán)保型社會，由于三維柔性生態(tài)邊坡防護(hù)對高路基邊坡沉降不均勻性和溫度應(yīng)力有很強適應(yīng)性，具有經(jīng)濟(jì)耐用、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)點，因而可以廣泛應(yīng)用于晉、陜、蒙等黃土地區(qū)公路和鐵路建設(shè)中。

[1]凌繼華.三維排水柔性生態(tài)袋護(hù)坡在邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古水利，2010，33(10)：23-24.

[編輯] 李啟棟

U213.15

A

1673-1409(2013)25-0109-03

2013-06-15

周石平(1974-)，男，工程師，現(xiàn)主要從事工程合同管理方面的研究工作。