黄土高原三维柔性生态边坡综合施工技术探讨

2013-11-06周石平中国中铁五局集团第一工程有限责任公司湖南长沙410004

长江大学学报(自科版) 2013年25期

关键词：护坡柔性植被

周石平 (中国中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南长沙 410004)

周石平 (中国中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南长沙 410004)

以山西吕梁黄土高原地区铁路施工为例，详细介绍了三维柔性生态护坡的组成和技术原理、关键施工技术及质量控制要点，以便为晋、陕、蒙等黄土高原地区类似工程施工提供参考。

黄土地区；三维柔性生态护坡；植被选型

传统路基边坡工程一般采用浆砌片石、混凝土等刚性结构，而三维柔性生态边坡集结构、绿化、环保、节能降耗为一体，是由具备特殊功能及特定技术参数要求的组件组成的边坡防护型式。由于三维生态边坡为柔性结构，其具有经济耐用、生态环保等特点，因而应用范围十分广泛，具有重要的工程价值和经济意义。下面，笔者以山西吕梁黄土高原地区铁路施工为例，对黄土高原地区三维柔性生态边坡综合施工技术进行阐述。

1 工程概况

山西中南部铁路通道石楼车站位于吕梁市石楼县境内，全长3km，其中填方1.8km，边坡最高37.5m，为黄土高原丘陵地貌，地形起伏较大，气候干燥少雨。车站内路堤边坡全部采用三维柔性生态护坡，总计80265m2。

2 三维柔性生态边坡组成和技术原理

2.1三维柔性生态边坡组成

1)路堤本体路堤施工完毕，沉降观测数据符合设计及验标要求；边坡部位按要求铺设三向土工格栅，且纵向搭接长度符合设计要求。三向土工格栅采用聚丙烯板材直接冲孔拉伸而成的整体拉伸格栅，网孔成等边三角形，肋条截面形状为矩形。力学参数如下：纵向最大抗拉力≥30kN/m，横向最大抗拉力≥30kN/m；纵横向屈服伸长率≤13%；纵、横向2%伸长率时的抗拉力≥10kN/m，纵、横向5%伸长率时的抗拉力≥20kN/m。

2)生态袋生态袋以聚丙烯为主要原材料，其不含对环境有害、易分解物质，具有抗紫外线、抗老化、抗酸碱、透水不透土等功能，且植物根茎能自由穿透袋体快速生长。力学参数如下：纵向≥4.5kN/m，横向≥4.5kN/m，CBR顶破强度≥800N，等效孔径∅95为0.07～0.2mm。采用LB-M型，规格815mm×440mm，袋体成型规格580mm×330mm×150mm。

3)三维排水联结扣三维排水联结扣上下面具有棘爪，可将生态袋单体、土工格栅联结在一起形成一个整体。每个联结扣上棘爪总数不少于12个，高度不小于25mm，满足植物生长和排水的垂直孔洞不少于32个，每个孔洞直径大于15mm，孔洞透水面积不小于联结扣总面积的45%。

4)扎口带(缝袋线) 生态袋的缝袋线和扎口带均为黑色且具有抗紫外线功能，扎口带具有自锁结构功能。

5)其他组成部分 ①泄水孔。采用∅50mm PVC管，管段土工布包裹，管段向外坡度5%，呈梅花状布置，间距2m。②阻水膜。竖向每2m铺设一层宽度1m、厚度0.4mm的阻水膜。

2.2三维柔性生态防护技术原理

生态袋通过联结扣连接成为统一的受力结构体，从而对坡体起到保护作用；同时作为柔性结构体，可以适应一定的变形、沉降；水分可在袋体内自由流动，减少了边坡静水压力，降低了工程坍塌的危险性；植物可通过袋体自由生长，根系深嵌边坡土体，时间越长根系越发达，边坡越稳定牢固。

3 三维柔性生态边坡施工关键技术

3.1三维排水柔性生态边坡施工工艺

1)基础施工按照设计放出基础位置，人工配合机械挖掘成型，标高和基底验收后(压实度95%)，立模浇筑C25砼，初凝前放入三维排水联结扣，注意位置要和首层生态袋对应，覆盖或洒水养生。

2)装袋 ①填充物选用当地种植土，掺入保水剂和蘑菇肥；②现场装袋，建筑垃圾、树皮树根、草屑、尖锐物等要清除干净；③袋内填料应抖紧，尽量装满实；④扎口要牢固结实；⑤装好的袋要尽快施工完毕，不可暴露在户外或淋雨；⑥袋装好后，要放置稳妥，搬运要离地，防止磨破；⑦装袋时，要及时调整匀称，上下尺寸一致，便于码砌。

3)垒砌 ①由下到上，层层错缝摆砌，其基础和首层生态袋间要联结紧密牢固。②后续铺层要在前一铺层的基础上进行，每个上层袋子用一个联结扣固定在2个下层袋子上。可在袋子上踩踏或夯实使袋子之间联结紧密。生态袋码放顺序示意图如图1所示。③每施工1m高对填充物浇水预沉降后，再进行下道工序。④竖向每2m铺设一层土工膜，并设置排水管。坡度向外5%。⑤重复上述施工砌叠步骤，直至完成。⑥压顶。边坡顶部生态袋长边方向水平应垂直于坡面摆放，确保压顶稳固。

图1 生态袋码放顺序示意图

3.2三维柔性生态护坡的植被选型及播种方法

边坡绿化防护主要是靠植物根茎与泥土间的附着力以及根茎间的互相环绕纠缠来达到加固边坡、加强坡表抗冲洗能力。不仅可以涵养水源，减少水土流失，而且还可以净化空气，保护生态，美化环境。

1)植被选择石楼县属温暖带大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，日照充足，昼夜温差大。春季干燥多风，降雨偏少；夏季炎热多雨，降雨不均；秋季温和凉爽，阴雨偏多；冬季寒冷干燥,雨雪稀少；光照长、热量足、降水少。年平均气温9.2℃，年平均降雨量573mm。黄土磷、钾矿质养分丰富，有机质和氮含量低。因此，生态袋中粘土均掺入一定比例的蘑菇肥，其富含纤维素、木质素、淀粉和植物蛋白等有机营养物质，还有氮、磷、钾和各种微量元素。边坡植被的主要目的是固土护坡，减少水土流失及美化沿线景观环境等。因此，要求植物根系深，能快速笼盖地表。具体内容如下：①适应当地气候，抗旱抗冻性强；②根系发达、扩展性强；③耐瘠薄、耐粗放治理；④种子丰硕，发芽力强；⑤绿期长，多年生；⑥育苗轻易并能大量繁殖；⑦播种栽植的时期较长。根据现场条件及草本植物、灌木等生长特点，植被主要采用早熟禾、苜蓿和紫穗槐相结合，以达到快速持久护坡的效果，同时具有良好的景观效果。

2)播种方法早熟禾、苜蓿采用动力撒播方式；紫穗槐采用插播方式。