三维柔性生态护坡技术在高速铁路中的应用

赵晶

（中铁十四局集团第四工程有限公司 山东济南 250002）

新建云（昆明）桂（南宁）铁路（广西段）为双线高速铁路，设计时速200km/h，预留250km/h条件。其路基防护形式有：灌草护坡、人字形骨架护坡、锚杆（索）框架梁防护、浆砌片石等。为构建绿色环保型铁路，标段内坡燕（坡烧）处村民聚集区，人流量大，景观要求高，在DK157+600-DK157+918左侧，长318m；DK157+600-DK157+894右侧，长294m，路堤边坡采用三维柔性生态护坡。

2 作用原理

三维柔性生态护坡系统采用“三角内摩擦紧锁结构+三维排水+植被根系”构建的复合稳定的生态边坡，是由具备特殊功能及特定技术参数的组件构成，而非新型环保材料的简单堆砌。组件主要包括：生态袋、扎口带、缝袋线及满足多向排水功能与强度要求的三维排水联结扣等。

3 材料要求

（1）生态袋

①以聚丙烯为主要原料，具有抗紫外线、抗酸碱盐、抗微生物侵蚀、透水不渗土等功能。

②采用无纺针刺工艺经单面烧制制成，袋体材料不含对环境有危害性影响的联苯胺等23种禁用的可分解芳香胺成分。

③对植物非常友善，植物根茎能自由穿透袋体快速成长。

④路堤边坡坡率为1：1.5，袋体尺寸为580mm×330mm×150mm。

（2）生态袋的扎口带必须具有抗紫外线与单向自锁结构功能。

（3）三维排水联结扣

①其双向凹槽和垂直孔洞组合成相互交错的非线性凸肋结构，与科学合理分布的倒钩棘爪形成内摩擦紧锁结构，以满足结构稳定的要求。

②棘爪总数不少于12个，高度不小于25mm，按力学要求科学合理分布，任意两个棘爪均不在同一剪切破坏轨迹上，最大限度的发挥每个棘爪的力学作用。

③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%，以满足多向排滤水及植物根系生长的要求。

（4）三维生态袋中需填充混合有机肥或复合肥的种植土以及混合草种。

4 施工工序

①边坡修整→②L型混凝土基础、排水槽施工，并在基础嵌入底层三维排水联结扣→③人工开挖台阶并码砌第一层填充好的生态袋→④生态袋上人工拍实→⑤在第一层三维生态袋上安放三维联结扣→⑥重复③～⑤步骤至设计高程面→⑦镶边及挡水缘施工→⑧生态边坡表面覆土→⑨栽植灌木、液压喷播植草→⑩养护。

4.1 边坡修整

路堤成型后，采用机械辅以人工按照设计坡率1：1.5挂线刷坡，使坡面平整，边坡刷完后报监理工程师检查，合格后进行后续施工。

4.2 L型混凝土基础、排水槽施工施工

4.2.1 L型混凝土基础施工

测量放线，长段整体拉通线，并撒白灰标记。采用小型挖机开挖，辅以人工清理出L型基础位置。地基承载力≥150kPa，L形基础采用C25混凝土现场立模浇筑施工，沿线路每隔10～15m设置一道沉降缝，并用沥青麻筋填塞。

4.2.2 排水槽施工施工

路堤坡面沿线路方向每隔15～20m设置一道排水槽，排水槽与路堤排水沟之间设置连接的排水槽，避免边坡集中水流冲刷坡脚。排水槽采用嵌槽法施工。

4.3 生态袋码砌施工

4.3.1 准备工作

合理选择种植土，一般为地表壤土，土壤粘砂适中，酸碱适度（pH值6～7），有机质含量＞1.5%。无杂质、无病菌、无虫卵及大于30mm的石块、棍棒、垃圾等。为提高土的肥效保证绿化效果，在种植土中拌合农家肥（需发酵过的），可以掺入适当的复合肥，以保证种植土的长期肥效，降低后期养护费用。

4.3.2 码砌施工

（1）施工要求

除顶层生态袋沿垂直于线路方向以外，以下部分在安装过程中沿平行于线路方向码放，需满足以下要求：

①生态袋必须挂通线码砌，保证线形平顺，错落有致，避免高低起伏。

②码放时生态袋间留出3～5cm空隙，以保证压实后生态袋袋尾与袋头相接，但不产生搭接，以保证码放后的生态袋外侧平顺、圆滑。

③生态袋长边扎线一侧靠内码放。

④每层生态袋码放后，用人工夯实，控制每层生态袋厚度一致。

⑤自顶层生态袋下沿坡面垂直高度每2m设置一层0.4mm厚阻水膜，宽1m，向外坡度5%。

⑥本段路堤采用25kN/m土工格栅加固边坡，幅宽2.5m，层距0.6m，生态袋码砌时，三维排水联结扣需与土工格栅连接。

（2）码砌施工步骤

重复图1步骤至顶，顶层生态袋长方垂直坡面放置。

图1

4.4 镶边及挡水缘施工

待顶部生态袋人工拍实后，沉降稳定后，进行镶边及挡水缘施工。采用C25混凝土现场立模一次整体浇筑，镶边宽0.6m，厚0.1m，挡水缘0.1m×0.1m。镶边顶面设置向外流水坡度4%，挡水缘应与坡面排水槽挡水缘圆顺连接，沉降缝每隔10～15m设置一道，缝宽1cm，采用沥青麻筋填塞。

4.5 生态边坡表面覆土

在覆土之前先对生态边坡人工洒水，使水均匀渗入生态袋10～15cm，后采用种植土在生态边坡表面覆盖薄薄一层，目的是填充生态袋袋体之间的空隙，并且防止生态袋受紫外线照射而影响其工程强度和寿命。

4.6 栽植灌木、液压喷播植草

4.6.1 栽植灌木

根据设计要求定点放线，由坡顶至坡脚顺序依次栽植灌木。容器苗和土球苗要去掉不易降解的包装，裸根苗应剪去病根和伤根，栽植时保证根系舒展，扶正好均匀回填种植土，并分层夯实。栽植坑应成圆筒形，挖好后先浇灌底水，待水全部浸透后栽植。

4.6.2 液压喷播植草

喷播前须在坡面洒水浸润边坡土体（尽量成雾状，防止水流集中冲刷边坡土）。在搅拌罐中先加入纸浆纤维、草种、复合肥料、保水剂、色素等喷播材料，然后加水，待水加至罐的2/3时开始搅拌，边搅拌边缓慢加入黏合剂（切忌先加入黏合剂再加水），充分搅拌，形成均匀的溶液后，再用液压喷播机或压力泵将其喷播在边坡表面上，形成一层毯状物。

4.7 养护

4.7.1 浇水

根据实际情况，适时、适量、均匀的浇水以保证植物正常生长。在干旱少雨时，尤其注意水分的补充。

4.7.2 追肥

苗木生长期间，应及时供给、补充苗木不同生长期所需要的各种营养元素，以满足苗木的生长需要，日间施肥宜在早晚进行。

4.7.3 补植

对施工、交通、人为、病虫害等造成的死亡苗木，应及时请走，补载原来的种类，并力求规格和原来相近，并加强管理。

4.7.4 病虫害防治

经常观察坡面植物生长情况，发现病虫害应采取相应的措施及时防治，确保植物健康生长。

5 施工控制要点

三维柔性生态护坡作为一种新型的边坡防护形式，在施工中，深刻领会图纸意图，掌握施工流程，严格遵循图纸技术，加强过程控制，杜绝返工，以顺利通过验收。

（1）原材料控制：从正规厂家购买，附有质量合格证书，并做抽检试验，合格后方可使用。

（2）装袋控制：做到“满、实、紧”，即装满、墩实、扎紧。

（3）码砌过程控制：必须做到三维生态联结扣数量足够、位置正确，保证袋体连接牢固，边坡稳定。

（4）排水措施：阻水膜、泄水管的数量、位置、流水坡度必须符合设计要求，保证护坡在暴雨时，雨水能迅速排除，边坡稳定。

（5）绿化：施工完成后，加强草灌植物的养护，提高成活率、覆盖率，保证植物根系对袋体、边坡的固结。

6 结束语

三维柔性生态护坡在新建云桂高速铁路路基中的成功应用，创造了良好的经济、社会、生态环境效益，极大的促进了高速铁路绿色通道建设。通过现场施工和实践检验，对此新型防护类型有了更深的认识，对此施工工艺有了更深的了解，对以后类似柔性防护工程提供了经验和借鉴。

[1]周德培，张俊云.植被护坡工程技术[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]《铁路工程绿色通道建设指南》（铁总建设[2013]94号）[S].

[3]《铁路林业技术管理规则》（铁道部铁运[2008]208号）[S].

[4]《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）[S].