HI,欢迎来到学术之家,期刊咨询:400-888-7501  订阅咨询:400-888-7502  股权代码  102064
0
首页 精品范文 边坡防护技术论文

边坡防护技术论文

时间:2022-05-08 04:04:09

边坡防护技术论文

第1篇

(1.济南城建设计研究院有限责任公司 山东 济南 250031;

2.济南城建集团有限公司 山东 济南 250031)

【摘 要】在市政道路设计中,对道路景观设计有着较高的要求,边坡生态防护也是市政道路设计中的一个发展方向,本文论述了常见的生态边坡防护形式,本文从根系力学角度入手分析了市政道路边坡生态防护设计理论基础。

关键词 市政道路;边坡;生态防护

Design of municipal road slope ecological protection

Jin Ting-jie1,Peng Ru2

(1.Jinan Urban Construction Design and Research Institute Co., Ltd Jinan Shandong 250031;

2.Jinan Urban Construction Group Co., Ltd Jinan Shandong 250031)

【Abstract】In the municipal road design, road landscape design have higher requirements, slope ecological protection is a municipal road design development, this paper discusses the common forms of ecological slope protection, this paper analyzes start from the perspective of the municipal roots mechanics road slope ecological protection design rationale.

【Key words】Municipal roads;Slope;Ecological protection

1. 城市道路边坡生态防护技术优势分析

(1)在市政道路设计中,传统的边坡防护加固技术主要是采用灰浆等进行抹面,或者采用喷浆、喷混凝土,进行浆砌片石护墙、锚喷网护坡等措施,不仅对水土保持、环境绿化和城市美观也会产生不利影响,而且随着边坡防护工程使用年限的增长,会导致岩石风化、混凝土老化、钢筋腐蚀,边坡防护结构的会不断强度降低,后期的维护成本也会随之升高,并容易由于工程结构易被架空出现滑坡事故。

(2)生态防护技术正是在基于对环境保护和城市美观的需求而出现的,边坡生态防护技术能够弥补传统防护工程护坡存在的不足,同时也能够满足人们对环境保护和良好市容的要求。边坡生态防护技术涵盖了生态工程学、工程力学、植物学、水力学等多种学科,能够有效的将活性植被材料和其他工程材料在边坡防护工程中有效的结合在一起,从而形成具有一定生态功能的护坡系统,通过小生态系统的自我支撑、自组织、与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复,以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的。

2. 市政道路边坡生态防护设计理论基础

在市政道路边坡生态防护中主要依靠的是坡面植物的地下根系及地上茎叶对土体结构的保护作用,从其防护原理上分析主要是根系的力学效应和植被的水文效应两方面共同发挥作用,本文主要就是从生态防护当中指标的根系作用入手来分析其具有的防护优势。

2.1 无根系土与含根系土的抗剪强度试验。

市政道路边坡在正常受力状态下,受剪应力作用而发生结构失稳的现象较多,为了对边坡生态防护中边坡表层土的抗剪强度有较直观的认识,本文分别对含根系土与无根系土进行抗剪强度试验。施加荷载为50KPa、150KPa时,无根系土的抗剪强度分别为31.1KPa、42.5KPa,含根系土的抗剪强度分别为50KPa、64.8KPa,通过试验结果可以看出相比于无根系土, 含根系总体上抗剪强度得到了大大的提高了。分析其原因一方面在于根系的加入,使得土体之间的相互粘结度增加,增强了土壤的摩擦力,从而保证了土的粘结力。

2.2 含根系土壤工程性质的研究。

为了反映无根系土与含根系土在土壤工程性质方面的存在的差异性变化,在对土体进行抗剪试验的过程中,也实际分析了土样在各级荷载下与之对应的下沉量,施加荷载为50KPa、150KPa时,无根系土的沉降量分别为0.25mm、0.79mm,含根系土的抗剪强度分别为0.22mm、0.49mm,通过沉降量分析可以发现,含根系土沉降量要明显小于无根系土的沉降量,含根系土的工程性质优于无根系土。

2.3 土壤抗冲刷试验。

雨水的长期冲刷作用是导致边坡结构破坏失稳的一个重要原因,在市政道路生态边坡防护技术中,植被的根系提高边坡的抗冲刷性的关键和核心内容,也是植被护坡的根本所在。目前国内针对这方面的试验研究,许多科研院所和高等院校的专家和学者进行了大量这方面的试验工作。在一定程度上通过实验主要表明了植物根系在提高土壤抗冲刷能力起一定的作用,同时也定量分析加入植物根系后,土壤在抗冲刷能力方面的提高的程度。本文进行了抗冲刷试验,来实际分析边坡生态防护在抗冲刷作用方面的优势。当土壤中含根量为55%时,土壤流失量为76%;当土壤中含根量为61%时,土壤流失量为62%;当土壤中含根量为67%时,土壤流失量为47%。通过以上试验数据,明显可以看出,植物根系在不同情况下对土壤的抗冲刷性能都有所明显的提高。同时又表明植物根系对土壤的抗冲刷性能的提高又与边坡的坡度、土壤含根量、土质情况等诸多因素有关。

3. 市政道路边坡生态防护具体应用技术

(1)种草护坡。在市政道路边坡生态防护设计中种草防护是一种较为常见的形式,其主要适用于坡度较缓的土质边坡防护当中,选用的草种要易于成活,同时要具有发达的根系,成草之后高度不宜过高,要能够达到枝叶茂盛的状态,多采用对年生草种。可以采用人工植草和湿法喷播的方式进行植草。

(2)铺草皮防护。在边坡的坡度较陡和受冲刷较为严重的边坡位置可以进行铺草皮护坡。草皮铺砌形式有平铺、水平叠铺、垂直叠铺、斜交叠铺及网格式等。

(3)植树护坡。植树护坡要求边坡的坡度要相对缓和,主要是设置在边坡外边缘的河岸及漫滩处。植树护坡能够很好的起到加固边坡、防止和减缓水流的冲刷。同时树林能够为城市防沙、调节气候、美化路容等带来显著的效益。植树品种多选用根系发达、枝叶茂盛、生长迅速的低矮灌木为主。

(4)液压喷播植草护坡。液压喷播植草护坡,是近几十年发展起来的一种新的边坡生态防护技术,其防护过程是将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂、色素等按照提前设计好的配合比例在拌和箱内加入一定量的水之后进行拌和,使其相互混合均匀,之后通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。

(5)土工网植草护坡。土工网植草护坡是近几年在市政道路边坡防护中发展起来的,包含了边坡加固和植物防护两方面的内容,在土工网植草防护中首先采用土工网对边坡进行加固,同时能够起到部分抗冲刷作用,能够保持土壤稳定,利于草籽的发芽和生长,待植草生长以后,边坡会被草皮完全覆盖,发挥其生态防护的作用,该种边坡防护方法的有效时间长,兼顾防护和绿化作用,施工简单,利用在市政道路边坡防护设计中推广应用。

(6)蜂巢式网格植草护坡。蜂巢式网格植草护坡,是在干砌片石护坡的边坡防护技术基础之上发展而来的。通过在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖而形成蜂巢式网格,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该种生态防护技术,主要优点是其受力结构合理,并且能够有效的分散坡面雨水径流,减缓水流的速度,防止坡面冲刷,保证草皮的生长。

第2篇

关键词:路基边坡;边坡病害;侵蚀机理;防护适用性;植物防护;防护区划综合防护设计

1 前言

随着我国公路建设的飞速发展,高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一,需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑,合理布局,因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施,确保高等级公路的稳定和高速行车安全,同时达到与周围环境的协调,保持生态环境的相对平衡,美化高等级公路的效果。

长期以来,路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节,我国在20世纪80年代中期以前,主要以低等级公路建设为主,由于交通量小,深挖高填较少,投资不大,因而防护工程不作为道路建设的主体工程,由此引起的损失亦不大,所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入20世纪90年代以后,我国高等级公路建设方兴未艾,由于缺乏对防护技术的系统研究,没有成熟的经验供设计部门应用,因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护,缺乏综合考虑,从而为工程埋下隐患,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。

随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加,环境破坏与环境污染与日俱增。随着环境问题的日益严峻,为了环境的持续发展,环境会计学诞生了,国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失计算到经济成本中去,经济增长必须考虑到环境的代价,即由环境问题引起了环境会计和环境审计。如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时,减少对环境的损坏。降低噪音,吸收汽车排放物,恢复自然生态平衡已成为目前公路设计部门的当务之急。

与此同时,防护技术在理论方面尚需进一步研究,如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等,以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。

因此,为降低工程造价,减少或防止道路病害,保持生态环境的相对平衡,确保道路的安全与稳定,急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。

2 国内外研究概况

国际上有关道路防护与加固技术的研究,多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一。有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化。根据降水侵蚀力系数,土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失,从而更科学地选择合适的边坡防护措施。

随着我国公路等级和人们生活水平的提高,路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中,积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体,而在公路边坡中,随边坡坡角的增大,径流流速确有增大的趋势,但坡角增大导致汇水面积减小,必然使流速减小,所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数;在圬工防护理论计算方面,库伦理论,朗金理论被广泛应用。随着科技的发展,各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生,但在设计时,仅从边坡的稳定性等因素出发,很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素,如:可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别,上述问题在规范中仅定性地作了限制,很少给出具体比选方法进行量化计算分析,由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费,另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败,造成巨大资金重复投入,形成不良的社会影响。

高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素,造成路基高填深挖现象普遍存在,同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康,而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因,我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求,同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。

在国内植物防护方面,随着人们环保意识的增强和生活质量的提高,在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区,根据土壤、气候特点栽种花草树木,既可防风护坡,恢复因建路而破坏的生态平衡,美化环境、吸收尾气、诱导视线,还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。

如前所述,由于理论研究上的不足和设计上的随意性,同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异,决定了不同地区综合防护方案的差异性,所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上,对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究,提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。

3 边坡侵蚀机理研究

通过对边坡力学特性研究,可得以下结论:公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点,它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快,另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少,因此边坡的流速应该存在一个临界坡角。

边坡在自然界降雨情况下不断经受降雨的袭击,其中一部分下渗,一部分在边坡汇集,形成径流,径流在土颗粒表面产生剪切力,当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时,土颗粒被径流带走,从而发生侵蚀,这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。

4 边坡防护类型及公路植物特性研究

路基防护分为3类:植物防护、圬工防护和综合防护。通过对公路植物的特性研究,可得以下结论:

(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是影响公路植物的主要因素,由于路基边坡防护的特殊性,故草种、树种的选择有别于园林绿化;(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷,易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护;(3)尽量选用本地的物种,其适应性远远优于引进物种。

5 边坡综合防护设计原则与注意事项

(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则;(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则,深入调查研究,根据当地气候环境、工程地质和材料等情况,因地制宜,就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施,而给养护遗留繁重的工作量;(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择,应密切结合路面排水作综合考虑;(4)护坡方法应优先考虑采用植物防护,当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时,要考虑经济性、施工及效果,采用圬工防护或相应的辅助设施;(5)在防护方案设计时,应参照上述设计原则,初步选出护坡方法。在施工阶段,要对每个边坡的排水、土质等调查,根据调查结果变更原设计;(6)在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡,以及黄土和黄土类边坡,均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护;(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程,最好待填土沉实或夯实后施工,并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平,坑洼处应填平夯实;(8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡,应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素,慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙,落石防治等方案;(9)混凝土网格中空植草护坡的目的,是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽,及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡,使用时须充分分析;(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的,均应设置防护工程。在冲刷防护设计中,可综合考虑河道整治,使防护工程收到更好的效果;(11)对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等,以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率,以降低流速、减缓冲刷作用时,可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区),可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施;水下部分可视水流的淘刷情况,采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施;水下部分可视水流的淘刷情况,采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5~1.0m,水上部分采用轻型防护即可;(12)综合防护应遵循“实用、经济、美观”的指导思想,明确“为行车服务”的目的,在实用、经济的前提下,力求边坡绿化三季有花。

7 主要结论

第3篇

[关键词] 边坡生态 防护技术

[中图分类号] U417 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)10-0089-01

不管是实现社会生产力的可持续性发展还是实现人们生存质量的提高都需要有生态环境作为基础,这些生态区有着重要的作用,它们不仅对维持生态系统的多样性有重要的作用,对生态系统的的平衡也是必不可少的。在建设过程中经常会遇到湿地、森林或者是风景区等生态区,经常做出毁坏自然生态的决定。这些建设性的工程切割了完整的生态区域,使得自然灾害频繁发生,安全隐患越来越多,严重影响到了人们的生活。下面分析了铜川现在的边坡防护技术,得出了不足之处,并针对性的提出了一些建议。

一、目前铜川的边坡防护技术

1.铺草皮护坡

铺草皮是指人工的在坡面铺上一层草皮。这种方法比直接种草简单得多,不仅效应快,而且施工不受季节的限制。这种方法适用于边坡附近的菜皮较多很容易获得以及坡度较缓的地带,这是比较传统的应用时间比较长的一种边坡防护技术。需要注意的是,此项技术在前期管理方面比较困难,新铺的草皮容易出现问题,比如缺水、缺肥和病虫害等,所以必须注意新铺草皮的前期管理工作。

2.植生带护坡

植生带护坡是指将草木的种子、肥料、保水剂等按照特定的比例种植在能自然降解的材料上,并经过一系列工序形成特定规格的产品,具有很高的出苗率。这项操作身工省时,操作简单可行,另外,可降解材料可以充当肥料,是环保与效益兼顾的一种边坡防护技术,深受欢迎。

3.香根草护坡

因为香根草具有高度发达的根系,所以常被利用为边坡防护的重要材料之一。它不仅抗拉强度大,还有耐旱、涝、贫、虫的能力,适应性极强,在水土保持和恢复土壤肥力方面有巨大的作用。香根草防护技术就充分利用了此种植物的这些优良特性,在土质边坡上种植了香根草,使得边坡的稳定性显著增强。

另外,在高陡边坡还需采取更强的工程措施来辅助以上方法操作,需要更多的人力物力投入,难度也相应的加大了许多。

二、铜川边坡防护工程中出现的问题

1.边坡植被的退化

由于道路、水电等建设项目工程导致边坡面积加大,人工养护非常困难,再加上政府投入防护的资金有限,边坡绿化工程完成后,没有做好后期的处理,那些植物几乎是处于自生自养的状态,看灾害能力极差,遇到干旱、病虫等自然灾害时非常容易死亡。种植的草木往往品种单一,生命力较弱,随着时间的推移,可供植物吸收的营养和水分一直减少,植物便会出现退化现象,甚至全部死亡,这事一个非常严重的问题,如果得不到解决,不仅是浪费资金的问题,因为不能起到绿化作用,很可能发生水土流失,这样一来边坡就更加的努克拯救了。

2.缺乏统一的工程绿化标准

边坡特别是很高很陡的边坡的环境条件非常的不乐观,普通的生态防护方法根本不能起作用,还需要其他的工程措施加以配合才能创造出适合植物生长的环境条件。但是,我们都知道,同样的工艺在不同的地区、季节甚至由不同的施工队伍实施效果都会差的很多。这就说明了我们在对边坡等生态环境进行修复时还没有形成一定的标准,缺乏统一,只是一味的施工,这是阻碍铜川生态恢复的重要因素之一。

三、对铜川边坡防护的几点建议

1.边坡植被退化的防护措施

为了防止边坡植被退化,我们需要做好整个防护时期的工作,不仅仅是种植上就可以,还需要中后期细心的照料与管理。另外,采用乡土植物,以乔灌草相结合的方式,天然植被一般都是混生的,在边坡采用多种植被,是边坡植被变得多样化,恢复到自然生长的状态。

2.加大对边坡生态防护的投入

在建设中,投入生态恢复的资金一般较少,导致边坡生态防护工作很难实施到位。我们应该充分注意到这一点,加大对建设破坏的生态恢复的资金投入,把边坡生态防护以主体工程的身份纳入整个建设中,达到建设与自然和谐相处的目的。

3.积极引进和开发新的边坡生态防护技术

改革开放以来,我国建设在突飞猛进的发展之中,也因此造成了许多被破坏的生态区域,所以解决生态恢复问题便尤为重要了。而如何做到边坡生态防护的可持续性发展是边坡绿化工程中的难点问题,是环境科学技术的新挑战。边坡生态技术防护技术涉及到很多学科的内容,比如工程力学、土壤肥料学、景观生态学等,要想做好生态防护工作,就必须在技术上有所突破,积极吸取国内外先进的技术,引进新材料、新设施,在技术上不断进步。另一方面,要不断吸收新的科研成果总结经验教训,注意同行之间的交流与合作,关注国际新技术的发展。总之,提高边坡生态防护技术的技术含量,掌握边坡生态防护技术新方法,是边坡绿化实现的前提,拥有不可替代的作用。

四、结语

环境破坏是我们面临的最大的问题之一,21世纪,人们也越来越关注生态环境的保护,也为此在做出着努力。如何将经济发展建设与环境保护结合起来,是铜川面临的重大课题。在建设中不可避免的会有开挖与回填行动,会形成了大量的土石边坡,不仅景观破坏严重,还可能导致水土流失,危害周边环境。所以,对铜川的边坡防护工作一定要引起重视,加大对铜川边坡生态防护的投入,虚心接受国内外先进技术和经验,把铜川打造成一个集经济发展和环境美好于一身的地区。

参考文献

[1]张秀芹.探讨高速公路边坡生态防护技术[J].黑龙江交通科技.2012(05).

[2]秦凤艳;戈海玉;葛清蕴;杨富莲.山区高速公路边坡防护的新型技术――植物草毯生态防护技术[J].宿州学院学报.2012(05).

第4篇

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。2.边坡生态防护现状近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。4.2边坡植草退化的防治技术防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

第5篇

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于四周草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护治理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整洁一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过非凡工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施轻易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的要害,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和反抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边

坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供给较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,

积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的浇灌技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

第6篇

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于四周草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护治理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整洁一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过非凡工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施轻易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的要害,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和反抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边

坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供给较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,

积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的浇灌技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

第7篇

关键词:公路;路基边坡;生态防护;防护技术

Abstract: in the process of highway construction, the side slope vegetation broken with more serious, a lot of bare surface, such as not take effective protective measures, vulnerable to soil and water loss, landslide, slump and disasters. So, slope ecological restoration and protection is the top priority of the highway ecological environment construction. This paper introduces the slope failure forms, the function of ecological protection, this paper discusses the highway slope ecological protection technology.

Keywords: highway; Embankment slope; Ecological protection; Protection technology

中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:

随着人们环境意识的增强, 高等级公路不断增加, 公路不仅要绿化美化, 还要承担防止水土流失, 满足视线引导、缓冲、强调目标、标志等作用, 它需要一整套技术, 这是一种以植被恢复为代表的生态工程技术。目前, 我们在这方面的资源选配、综合设计、施工养护等方面, 存在较多的随机性及盲目性, 土木工程和环保工程同步的环保要求尚有一定差距。公路建设工程对于自然环境的影响, 突出表现在生态破坏、水土流失等方面。公路工程的路堤、路堑边坡及其它开挖面等, 将受到水土流失的威胁。单纯依靠土木工程防护一次性投资较大, 而将生态绿化和工程防护相结合的实践, 已得出了很好的效果。

一、边坡的破坏形式

路基挖方边坡在降雨、 融雪、 冻胀、 风化及其它形式的综合作用下易产生破坏,主要破坏形式为冲刷破坏,一般发生于较缓的土质边坡,如砂性土边坡、 亚粘土边坡等, 大气降水的作用下, 沿坡面径流方向形成许多小冲沟, 如不采取任何防护措施, 有逐年扩大的趋势;在边坡坡脚,冬季往往发生积雪,造成坡脚湿软, 强度降低, 上部土体失去支撑, 发生破坏; 同时, 高速行驶的汽车溅起的雨雪水, 也冲刷坡脚。 路堤边坡的破坏, 主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟, 冲沟不断发展导致路基发生破坏; 沿河路堤及修筑在河滩上、 滞洪区内的路堤, 还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为冲毁路堤坡脚导致边坡破坏。

二、边坡生态防护的功能

边坡防护有多种形式,如植被防护、网格防护、护坡、 封面、 护面墙等。

植被护坡是利用植被涵水固土的原理稳定边坡同时美化生态环境的一种新技术, 是涉及生态、 植物等多门学科的综合工程技术。以林草植物为主进行生态模式配置的植被护坡,既可以起到边坡防护的作用,又可以解决边坡工程建设与生态环境破坏的矛盾, 有利于固土护坡, 防止水土流失, 改善公路边坡景观和行车效果, 使公路主体既安全又环保, 并且尊重自然、 正视自然、 保护自然、 恢复自然, 适应生态学理论, 兼顾生态效益、 经济效益和社会效益。

1、植被护坡的具体功能有:深根的锚固作用,植物的垂直根系穿过松散的风化层, 锚固到深处较稳定的岩土层中, 起到预应力锚杆的作用。

2、浅根的加筋作用, 使土体强度提高, 植被的根系能与土层密切地结合,根系与根系的盘根错节,使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,固定边坡,阻挡冲刷和塌陷,有机械的防护作用。

3、降低边坡空隙水压力。

4、降雨截流, 削弱溅蚀, 植物覆盖对于地表径流和水土冲刷有极大的减缓作用。枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量,庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分, 还可稳定地表土层。 而没有植被覆盖的地方, 降水量全部落在地表面, 形成径流, 造成水上侵蚀和冲刷。采用植物防护, 增加植被面积,减少地表径流, 可从根本上减少路基的水土流失。

5、控制土粒流失。

6、恢复被破坏的生态环境。

7、降低噪音、 光污染, 保证行车安全。

8、促进有机污染物的降解、 净化大气、 调节小气候。让我们在行车中能够感受到清新、 凉爽、 绿色、 洁净、 和谐。

三、公路边坡生态防护技术

在边坡生态防护工程中,要根据工程所处地区的地形地貌及生态特点,遵循生态效益最大化、生境可容性、工程可实施性的原则,努力克服不利因素,力求提供一个高效和谐的边坡生态防护技术系统。常用的公路边坡生态防护技术有:

1、直接植草、植树。最简单的边坡生态防护方式。主要适用于较为平缓的土质边坡以及取土场、弃土场和排水沟内外侧的平台。施工简单,造价也较低。

2、植生带防护技术。植生带是采用一定的加工工艺将草种、肥料、保水剂等按一定的密度定植在可降解的无纺布上,形成一定规格的产品。其施工程序为:平整坡面开挖沟槽铺植生带覆土、洒水养护。主要特点:工艺简单,造价不高,适应性强,平原地区应用较多。

3、三维植被网防护技术。在边坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合和间距种植多种植物,形成三维立体结构网垫。三维植被网护坡技术综合土工网和植被护坡的优点,应用实例表明,三维植被网护坡的防护效果非常好,对边坡的稳定极为有效,很好地解决了岩质边坡、高陡边坡防护问题,显著提高了边坡的整体和局部稳定性。其施工程序为: 铺种植土播种植物覆盖三维植被网。施工工艺简单,造价低,土工网材料的吸热保温作用可促进种子发芽,有利于植物的生长,显著提高边坡稳定性,常用于高速公路高路堑防护。

4、钢筋混凝土框架与植被结合防护技术。在边坡上现浇钢筋混凝土框架或者将预制件铺设在坡面形成框架,在框架内回填客土并采取措施使客土固定在框架内,然后在框架内植草。造价高但稳定性好,仅适用于稳定性差且难于绿化的高陡岩质边坡和贫瘠土坡。

5、客土喷播技术。先清理边坡,然后挂网和打设锚杆,最后选用客土喷播机将配制好的高营养有机土喷射到岩石表面,自上而下分两次喷播。改良土壤结构,能在高大边坡上为植物生长创造条件,可有效减少因水土流失造成的灾害,资金投入较大,但可以长久地保护环境,用于石质边坡防护。

6、湿式喷播技术。以水为载体,通过专门的喷播机械将调配好的水、草种、肥料、土壤稳定剂等由喷射泵喷在土壤面。喷射功能大,效率高,省工省时,建植的植物均匀整齐,绿化效果显著,用于高陡边坡强制绿化。

7、土工格室植草防护技术。土工格室主要由PE、PP材料经过加工形成的立体格室。其施工工艺为:土工格室填充种植土播种植物。土工格室能够为植物生长提供稳定、良好的生存环境,且工艺操作方便,施工速度快。

8、混喷植草技术。全称“阶梯式植生带绿化方法”,其核心是在岩质坡面上营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。它利用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷射到岩石面上,由于水泥的粘结作用,上述混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体。

由于喷混层敷设成网格状,植生带直接提供植物所需的水分和养分,所以经过一定时间的养护后,从有机质混凝土中长出的草就将覆盖整个坡面,很快达到植生绿化的目的,主要用于较陡边坡。

9、植被混凝土坡面绿化技术。用锚杆固定岩体上的铁丝或塑料网,然后由喷锚设备把植被混凝土原料喷射到岩石坡面,最后铺盖无纺布防晒保湿。水泥使植被混凝土形成具有一定强度的防护层,可以解决岩质边坡防护与绿化问题,适用于高陡岩石边坡。

10、岩石边坡TBS植被护坡绿化技术。使用经改进的混凝土喷射机将搅拌均匀的厚层基层混合物,按设计的厚度喷射到岩石坡面上。节省投资,控制水土流失,环境效益显著,同时可以降低噪音和光污染,可在非高寒地区用于软质岩石边坡或开挖的土质边坡。

公路生态防护的目标是保持生态平衡, 减少水土流失, 稳固路基, 美化环境, 减轻视觉疲劳。公路边坡防护必须通过生态防护的基本理论进行研究, 找到适合当地气候与土壤条件的植物种类, 提高植物成活率, 必要时可采用多种方式相结合的方法, 以增强护坡效果。

参考文献:

[1] 苏春华,燕云飞. 路基边坡稳定性分析及防治措施[J]. 黑龙江交通科技, 2010,(04) .

第8篇

关键词:公路养护管理;边坡养护;重要性;作用

Abstract: the importance of slope maintenance cannot be ignored, highway slope maintenance lies in ascension safety consciousness, and give full play to the advantages of modern science and technology, and effectively protect embankment and its surface, avoid outside factors caused highway slope surface soil erosion and rock weathering, guarantee the stability of roadbed overall. At the same time for special sections will focus on maintenance, prevent landslide phenomenon, ensure highway safety. This paper in the management of highway maintenance slope maintenance of the important role of the analysis, the paper briefly.

Keywords: highway maintenance management; Slope maintenance; Importance; role

中图分类号: U418文献标识码:A 文章编号:

随着公路的不断建设,有效的推动了我国经济的发展,但伴随而来对生态系统的影响也逐步扩大,环境破坏严重。公路边坡土质暴露在外,易受到雨水中冲刷及气候的影响,公路沿线的生态环境受到严重破坏,水土流失等情况不断发生,后果严重,后期修复困难。其中,新建公路稳定性差,更易出现雨季塌方的情况,对行车安全造成了严重隐患。因此,公路边坡作为保护路基的关键逐步得到重视,成为公路建设中不可或缺的部分,公路边坡管理的重要性逐步显现出来,整体加强公路边坡养护成为当前关注的重点,也是影响我国公路运输畅通的关键问题。一般体现为防止公路边坡表面受到雨水冲刷,降低温差及温度对边坡的影响,从根本上保障公路畅通及行车安全,运用现代技术对公路边坡进行养护,并提高养护质量,提高养护企业认识,从根本上保障交通安全性。

一、我国公路边坡质量存在的缺陷、隐患

现阶段我国公路边坡大多土质暴露在空气中,随着气候的变化,雨水对公路边坡不断冲刷造成公路边坡严重侵蚀,进而出现了公路边坡病害的产生,滑坡及崩塌等病害严重,很大程度上为公路行车安全带来了负面影响,全国公路边坡维护不足,影响了公路路基稳定,危害了边坡地质情况,影响了我过运输业整体发展,公路边坡维护管理工作不容忽视。公路边坡养护不足,公路边坡直呼系统及植被破坏严重,直接导致了公路病害的形成,不同程度上形成了病害隐患,是影响公路边坡稳定性的关键因素,通过对公路边坡滑坡的深入分析,产生滑坡边坡都不同程度上存在植被破坏的情况,由于没有植被保护,暴雨或雨量较大时,雨水深入后,土质吸收过多水分,形成滑坡。事实证明,边坡的养护管理工作是公路畅通,安全行车的决定性因素,也是运输业发展的基本保障。

二、对公路边坡支护的养护管理

为有效保证公路边坡的稳定性,均采用了公路边坡支护系统进行施工建设,随着现代公路施工技术的发展,支护系统的支护方式逐步发展增多,全面完善了不同路段的公路建设要求。针对公路边坡地质情况及公路所在地区的气候特点,进行全面分析,进而采取科学合理的支护方式。在公路边坡的维护过程中,如果养护企业盲目沿用传统边坡养护方式进行,不能合理的根据支护类型进行科学养护工作,不仅达不到对支护系统的养护,反而会影响其支护能力,导致支护能力下降,边坡稳定性不足,影响公路安全,出现病害隐患。这就要求公路养护企业对公路施工技术方案及边坡类型进行深入分析,结合当地气候特点及公路行车流量,制定合理的,符合当地公路特点维护管理方案。分析公路支护系统病害形成的根本原因,进行合理的病害治理及系统养护工作,提升养护质量,有效保障区域内公路路基及公路边坡的稳定性,保障公路畅通及行车安全。

三、对边坡植被的养护施工与管理

为有效保障公路边坡稳定性,不仅要加强对边坡基础结构的养护,同时也应关注公路边坡植被的管理及养护,高边坡植被的养护尤为重要。随着技术发展,可以采用科学的植被方法,实现植被稳定性,防止病害发生,其中土工格植被种植技术、三维植被网、植被混凝土养护技术被广泛应用于我国公路边坡养护管理中,有效的提高了公路边坡植被覆盖率,提升其稳定性,一定程度上避免了雨水冲刷,公路边坡无植被产生的滑坡现象。通过提升公路边坡植被覆盖率,还能够有效的保障公路路基稳定,避免地表水渗入,破坏公路路基。植被覆盖率提高后,能够有效稳定边坡土壤,有效防止边坡土质松动,提升公路边坡及路基的稳定性,整体保障公路的安全使用。为更好的提升公路边坡植被覆盖情况,公路养护企业应整体提高认识,认识到养护工作的重要性,不断学习科学的边坡植被养护知识,应用到边坡养护工作中去,以整体提升公路边坡植被覆盖率为目的,开展科学合理的养护工作。

四、公路养护管理应用现代技术、理念的重要性

整体工作方向由事后的病害治理逐步转向事前病害防止,通过科学养护管理,将公路病害预防与公路边坡养护相结合,有效防治病害产生,进而降低病害的发生,保障公路安全,提高使用寿命。以此作为整体工作指导方向,公路养护企业采用积极的预防性公路养护理念指导工作,提升整体养护意识,将科学技术应用到养护工作中,有效的提高公路边坡稳定性,合理防止病害的产生。随着提前预防工作的展开,公路边坡病害预防理念与技术的深入应用,很大程度上降低了我国公路病害的发生,减少病害治理的费用指出,整体降低了公路养护成本。公路边坡病害发生前有效预防工作及病害发生初期或发展过程中,通过科学的养护技术进行合理养护,能够防止病害发展、扩大,将影响降到最低,从根本上保障了公路边坡的稳定性。

五、结论

综上所述,公路边坡养护工作对公路安全及我运输业发展具有重要推动作用,应得到公路养护企业的充分重视,正确认识公路边坡养护工作的重要性。因地制宜,根据公路建设方案及当地气候情况,合理制定公路养护方案,运用现代公路养护理念,强调病害的事前预防工作,结合科学客户的养护技术,将病害造成的损失控制到最低范围,从根本上保障道路安全,实现公路畅通无阻。通过公路边坡养护工作的不断加强,公路边坡及公路路基稳定性得到有效提高,保障了公路安全的同时,延长公路使用寿命,实现运输业稳定发展。同时现代公路边坡养护理念的发展,有效降低公路养护成本,提升了养护企业的经济效益及养护技术水平,实现了经济全面发展,保障公路运输事业快速发展。

第9篇

关键词:膨胀岩 路堑 边坡防护 破坏机理

中图分类号:U213.15 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(b)-0105-04

膨胀岩土属于特殊岩土,在我国分布较广[1]。因膨胀岩具有显著的胀缩特性,工程中往往不宜做出正确的评价,且施工方法缺乏应变能力,给实际工程带来许多预料不到的危害[2]。近年来,随着高速公路、铁路等工程的建设的快速发展,许多工程涉及到了膨胀岩路堑边坡问题。

工程人员借助工程地质学、岩体力学和土力学等学科的知识和成果,对膨胀岩边坡进行了研究与探讨,在理论和实践两方面均取得了一些进展[3]。蒋忠信等[4]从膨胀岩的胀缩性、碎裂性、低强度性及膨胀岩路堑边坡支护工程的适应性分析入手,提出了以膨胀岩工程地质分类为基础的膨胀岩地区铁路选线和路堑边坡设计原则;答治华等[5]在对膨胀岩边坡进行病害特征地质调查和分析的基础上,提出了膨胀岩边坡的防护加固原则;杨庆等[6]总结近几年的研究成果,认为在处理膨胀岩边坡工程时,应尽量避免原岩扰动,减小活化程度,有效的隔离膨胀岩与水分的接触,做好防排水工作,利用锚杆、锚索、支护或挡板等加固岩体,采取控制与适度膨胀相结合的防治方法;李青云等[7]对南水北调中线工程中的典型膨胀岩进行深入的试验研究,提出了膨胀岩渠坡治理的主要措施和设计施工导则,并对比了不同措施的处治效果。

尽管在工程实践中,对膨胀岩边坡已积累了一定的工程经验,但其边坡病害问题仍不断出现,这与膨胀岩边坡的工程特性与病害机理认识不足不无关系。因此,该文从膨胀岩路堑边坡的病害特征出发,阐述膨胀岩边坡的破坏机理及影响因素,总结了膨胀岩路堑边坡的设计基本原则,并针对其病害提出可采取的防治技术措施,以期为加深对膨胀岩边坡的认识提供一定参考。

1 膨胀岩路堑边坡病害特点

膨胀岩路堑边坡病害多是在工程开挖暴露条件下,因水的作用而发生,暴露失水、风化和降雨是膨胀岩产生强烈干缩膨胀的先决条件。因此,膨胀岩的病害分析必须考虑工程开挖和运营过程中可能引起的工程环境变化。

膨胀岩边坡失稳的特点是在无支护条件下,浅层逐次发生开裂、剥落和滑塌,如图1所示;在有支护条件下,常见表面开裂,严重时支护整体性丧失稳定性。在反复浸水和失水作用下,浅层膨胀岩边坡体反复胀缩,使岩体结构遭破坏,原有力学强度衰减,直至无法自稳而滑塌,巨大的膨胀压力是引起支护结构开裂的根本原因。膨胀岩滑坡往往具有:①季节性;②区域气候性;③逐级牵引性;④渐进性;⑤结构与构造性;⑥浅层性;⑦在相当平缓的边坡上也会发生滑坡。膨胀岩滑坡的这些特征,除了当地的气候和地形等因素外,还与膨胀岩本身所具有的多裂隙结构和构造性有关,其边坡破坏受到软弱结构面的控制,如图2所示。

膨胀岩边坡的破坏形态既不同于岩石的破坏形态,也不同于土体的破坏形态,其破坏形态可分为:①面滑动;②平面张裂滑动;③追踪式阶梯形滑动;④屈服拉裂剪切滑动;⑤弧形滑动;⑥胀裂破坏。工程中最为常见的破坏形态为胀裂破坏。就膨胀岩边坡的变形破坏类型而言,可分为三种破坏类型。①坡体失稳;②坡面失稳;③边坡失稳[8]。其中又以坡面失稳和边坡失稳两种类型为主。坡面失稳的破坏形式有剥落、溜塌、局部崩塌;边坡失稳的破坏形式有坍塌和滑坡。膨胀岩的坡面病害一般发生在边坡表层受气候影响较大的区带内,其深度与大气营力的作用直接相关,但一般不超过lm。湿胀干缩是膨胀岩产生这类病害的原因。坍塌是膨胀岩边坡中最常见的病害形式之一。边坡开挖引起坡脚应力集中,同时膨胀岩岩体结构破碎,吸水膨胀导致岩体强度衰减是产生这类病害的根本原因。坍塌体的边界受到岩体结构面控制,规模不一,大的可波及到整个坡体。

2 膨胀岩路堑边坡破坏机理

膨胀岩边坡在开挖后将经历不同阶段的动态变形。开挖后边坡表现出前缘水平滑动为主,后缘垂直下坐的运动趋势,但裂缝充水,受到持续孔隙水压力作用时,边坡表现出整体滑动趋势。在强膨胀岩中,常沿强度较低的面形成中型滑坡。但下伏砂岩、泥质砂岩中有地下水补给时,滑带可向下发展至膨胀岩内,出现顺层滑动,也可以产生切层滑动。

3 膨胀岩边坡失稳的影响因素

影响膨胀岩边坡失稳的主要影响因素有工程特性、边坡形状和工作条件、干湿效应、开挖及加固措施等[9]。归纳起来,分为三个方面:岩体内在原因、外在环境影响和人类工程活动[10]。①岩体内在原因主要表现在物质组成、裂隙作用和湿化性影响。膨胀岩含有大量亲水粘土矿物,如蒙脱石、伊利石等,具有吸水膨胀和失水干缩特性,这是影响其宏观工程性质的最关键因素。裂隙的存在破坏了岩体的连续性,同时也为风化营力进入岩体提供了通道,使得风化作用随着结构构造面延伸至地表以下较深的部位,也为工程性质更差的裂隙面填充物质提供了场所;此外,裂隙造成了岩体应力集中,为边坡的连续破坏创造条件。湿化性决定着膨胀岩边坡的坡面风化病害特征,同时也影响着边坡的坡体病害。②外在环境因素主要有:气候、地形地貌、地表水与地下水条件等。对于膨胀岩边坡,水的软化作用不容忽视,水能加剧膨胀岩的干湿循环作用,降低滑面(带)岩土强度,促使和加剧滑坡的形成和滑动。气候变迁与气象变化,也常导致膨胀岩边坡失稳,归根结底也是因为水的影响。③人类工程活动的影响。人们在膨胀岩地区所采取的不当工程活动(如勘察不准确、设计方案不合理或施工方法欠妥等)间对边坡稳定性产生不利影响,也是触发滑坡发生和发展的重要因素。

4 膨胀岩路堑边坡的设计原则

膨胀岩边坡的防护设计应基于其变形机制和破坏模式,根据不同的变形机制和潜在破坏模式设计相应的防护加固对策,以“放缓边坡、坡脚支挡、非全封闭防护”为宜[11]。用桩、墙固脚可解决坡脚岩体强度不足的问题并抵御滑动,以采用抗滑桩、重力式抗滑挡土墙或重力式锚杆挡土墙较有效。抗滑桩需要考虑侧壁应力的控制,加大埋深。挡土墙埋深需要超过气候剧烈影响层,考虑附加膨胀力加大截面以抗倾覆[12]。另外,边坡设计时,还必须综合考虑膨胀岩土的类型、性质、填筑条件,工程措施以及地区气候特点等因素。上部边坡放缓至稳定坡率,与岩体低剪切强度相适应。分级留平台以减小趾部压力。坡面防护措施贯彻“允许膨胀力释放和裂隙水排泄”的宜疏勿堵的原则,以采用锚杆框架加草皮护坡和干砌片石护坡等非全封闭防护为宜。若采用全封闭的浆砌片石护坡,则应注意泄水,加大厚度;若采用浆砌片石骨架加草皮护坡,则应加大骨架的埋深和截面,避免浅层溜坍和坡面鼓胀。

现行《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006)[13]提出膨胀岩路堑边坡设计应遵循:“缓坡率、宽平台、加固坡脚和适宜的坡面防护相结合的原则”;边坡坡率及平台宽度视边坡的高度及岩土质条件按表1设计,边坡高度大于10 m时应结合稳定性分析计算进行设计。同时规范对边坡防护加固给出了应遵循的规定:

a)可能发生浅层破坏时,宜采取半封闭的相对保湿防渗措施;

b)可能发生深层破坏时,应结合浅层破坏,通过边坡稳定性分析确定加固处理措施;

c)膨胀岩强度指标应采用低于峰值强度值,可采用反算和经验指标;

d)支挡结构基础埋深应大于气候影响层深度,反滤层厚度应适当加厚;

e)路堑边坡防护加固类型依据工程地质条件、环境因素和边坡高度按表2~表3设计。

由于膨胀岩的复杂性、可变性和不确定性,地质勘察参数往往难以准确确定,而设计理论尚不完善,且设计方法带有经验性和类比性。因此,膨胀岩地区的路堑边坡工程设计,不应忽视的重要内容是根据施工中的信息反馈和现场监控资料进行不断校核、补充和完善原始设计,即采取信息化设计的原则。

5 膨胀岩边坡防治技术措施

膨胀岩边坡治理的工程实践表明,膨胀岩边坡防治应从边坡控制和边坡治理两个方面着手,综合运用边坡控制和边坡治理技术措施,保证边坡的长期稳定性。边坡控制技术措施主要有:排水工程、削方减载、浆砌片石、格构护坡、植物防护等;边坡治理的措施主要有:抗滑桩支挡、挡土墙支挡及格构锚固等。

5.1 排水工程措施

水分迁移变化是导致膨胀岩工程性状恶化,诱发边坡失稳的重要原因之一。因此,在膨胀岩路堑边坡治理中,要始至终保证边坡不受或降低遭受外界地表水及地下水的侵蚀。在易发生滑坡或已经产生滑坡的边缘上方修筑截水沟,隔离滑坡体以外的地面水,由截水沟引向桥涵或排水沟排出;在坡面上设置树枝状排水沟来排除坡体范围内的地表水;对于坡面裂缝,或截水沟渗水形成的大裂缝,应及时予以充填夯实,防止地表水向下入渗。对于地下水一般以疏导为主,通常设置盲沟排水。

5.2 坡面防护措施

(1)物理防护。

随着大气营力的作用,边坡表层暴露的膨胀岩岩体强度逐渐降低,使得坡面难于维持原有坡率,进而导致坡面病害的产生。因此,膨胀岩边坡坡面防风化是坡面防护的重要内容。目前,常用的物理性坡面防护技术措施主要有:水泥砂浆抹面、喷浆、喷混凝土、灰土捶面、浆砌片石骨架护坡、浆砌片(条、卵)石护坡、锚杆挂网喷混凝土、钢纤维混凝土喷锚、土工织物、植被防护等。这些坡面物理防护技术措施在许多大型工程中已得到广泛应用,但不同的技术措施在使用中各有利弊[14]。

(2)化学防护。

化学防护主要是使用化学改性方法改良膨胀岩土自身的膨胀性。常用的化学改性剂有:DAH(十二胺氯化物)混合溶液、树根桩+CMA混合溶液、土壤生态改性剂、NT无机防水材料等。该类方法主要用于膨胀土边坡的坡面防护[15]。对于膨胀岩坡面防护,不宜采用全封闭措施,护坡过程应以非全封闭或柔性封闭类型为宜。

5.3 坡体支护措施

膨胀岩坡体支护措施有传统的坡脚重力式挡土墙及新型的锚杆框架护坡、板桩墙、锚杆挡土墙等。其中,以浆砌片石坡脚挡墙应用的最多,对弱~中等的膨胀岩边坡支护效果较好。但对于强膨胀岩边坡,因坡脚挡墙设计尺寸不足而出现破坏的实例较多;锚杆框架护坡和锚杆挡土墙在膨胀岩堑坡的应用效果良好,但锚杆框架护坡的框架间坡面岩体的防风化措施必不可少,否则,坡面剥落、碎落、溜塌病害不断发展,会使框架梁支护作用失去效果;边坡较低时可采用干砌片石护坡、浆砌片石骨架护坡,地面反坡时方可采用浆砌片石护坡,草皮作为框架、骨架护坡补充,支撑渗沟、石灰土桩可作固坡之用。土钉墙在膨胀岩边坡工程中应慎用。另外,在弱成岩或强或全风化的膨胀岩堑坡中,支撑渗沟的作用是明显的。

6 结语

膨胀岩是一类受气候和环境影响较敏感的岩土体,因其易扰动,且具有胀缩性、裂隙性、崩解性和流变性等复杂工程性状,使膨胀岩边坡病害及其防治成为工程中的突出难题之一。对于工程中常遇的膨胀岩路堑边坡,应充分认识膨胀岩工程力学特性和病害产生机理,采用综合防治方法,以“稳固坡脚,保湿防渗、刚柔结合、以柔治胀”为主要思路,同时应针对主要病因和膨胀岩性质不同而有所侧重。总之,膨胀岩路堑边坡工程有章可循,但决不可生搬硬套,无论采取何种技术措施,把握膨胀岩的工程力学属性才是根本。

参考文献

[1] 李生林,施斌,杜延军.中国膨胀土工程地质研究[J].自然杂志,1997,19(2):82-86.

[2] 曲永新,张永双.中国膨胀性岩、土一体化工程地质分类的理论与实践.中国工程地质五十年[M].北京:地震出版社,2000.

[3] 廖世文.全国首届膨胀土科学研讨会论文集[M].成都:西南交通大学出版社,1990.

[4] 蒋忠信,李敏,秦小林.关于南昆铁路膨胀岩路堑边坡设计原则的探讨[J].中国地质灾害与防治学报,1994,5(4):66-74.

[5] 答治华,王小军.膨胀岩边坡病害与防护[J].路基工程,1998,16(4):58-63.

[6] 杨庆,张传庆,栾茂田.巷道及边坡工程中的膨胀岩[J].防灾减灾工程学报,2003,23(1):74-79.

[7] 李青云,程展林,包承纲.膨胀土(岩)渠道破坏机理和处理技术研究[J].南水北调与水利科技,2009,7(6):13-19.

[8] 曾继杰.南宁盆地膨胀岩边坡稳定性研究[D].广西大学,2004.

[9] Skempton a.w.第四届朗肯讲座: 粘土边坡的长期稳定性研究[J].岩土工程,1961(2):77-101.

[10] Lauren J.D.,Expansive rocks in California:an engineering and geologic review in part fulfillments for the degree master of science,San Jose State University,Decemher,1998.

[11] Wittke W.Foundations for the design and Construction of Tunnel in Swelling Rock,Proceedings of the 4th international congress of the Society for Rock Mechanics,Montreux, Switizerland,1979:219-729.

[12] Gysel M. Design methods for structure in swelling rock. Proceedings of the 6th international conference on rock mechanics, Montreal,Canada,1987.

第10篇

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

1. 边坡生态防护现状

近几年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件如下:

1.1 人工种草护坡:人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害。该技术近年应用较少。

1.2 平铺草皮护坡:平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程。是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一。但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

1.3 液压喷播植草护坡:液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

1.4 土工网植草护坡:土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用,随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护和绿化作用。土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

1.5 OH液植草护坡:OH液植草护坡,该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL-OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的。3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果。具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护和绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护合绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL-OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高(综合造价达40元/m2左右),故目前还无法推广应用。

1.6 行栽香根草护坡:香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大(达75MPa),具有耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著的边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

1.7 蜂巢式网格植草护坡:蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中(略高于浆砌片石骨架护坡)。该技术多用于填方边坡的防护。

1.8 客土植生植物护坡:客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土) 和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

1.9 喷混植生植物护坡:喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

2. 边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

2.1 边坡植草的退化:在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

2.2 喷播时的植物种子配比与最终植物状态:在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

2.3 干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁:开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋、冬季干旱、夏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

3. 边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

3.1 注重边坡生态防护的设计与资金投入:在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

3.2 边坡植草退化的防治技术:防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

3.3 积极引进开发边坡生态防护新技术:边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。 目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

在公路、铁路设计与建设中,应将生态功能与工程功能及安全功能同等考虑,并根据具体情况相应提高经费投入的比例,其可持续发展的生态效益是巨大的。

边坡生态防护工程建设,应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,采取一切措施,尽快恢复边坡原来的自然植物,使防护工程的植被与周围环境融为一体。根据当地的生态植物结构,将乔、灌、草有机结合、合理配置,恢复其生态平衡,实现人工强制绿化向自然植被的自我繁衍。

第11篇

关键词:园林工程;坡面绿化;种子撒播;喷混植草;三维植被网植草

引言

边坡绿化可以起到固坡和水土保持、减少污染、降低噪音、美化环境的作用。坡面生态恢复是集岩土工程学、植物学、土壤学、肥料学、高分子化学和环境生态学等诸学科领域于一体的综合性的科学技术,不是简单的工程护坡或绿化,而是将工程防护措施与边坡生态防护有机结合,恢复稳固而又与周围环境景观相协调的绿色植被。要充分尊重植物群落演替的自然秩序和植物自身的恢复机能,以对自然最小创伤,人工促进植物群落形成,通过研究周围自然植物群落组成、结构、功能,结合绿化现场立地条件,来定绿化目标群落,逐渐恢复与自然植物群落在结构、功能上更加相似的人工植物群落。

一、坡面绿化施工技术

(一)种子撒播技术

采用人工播种方式或使用固定在卡车上的种子洒布机,将种子、肥料、木质纤维、防止侵蚀剂等加水搅拌后,用泵向边坡洒布形成1厘米厚的种子混合物的施工方法,适用于土壤肥沃湿润的侵蚀轻微的坡面,植被的基材以木质纤维为主。

(二)客土种子喷播技术

客土喷播是精心配制适合于特殊地质条件下的植物生长基质(客土)和种子,然后用挂网喷附的方式覆盖在坡面,从而实现对岩石边坡的防护和绿化。施工工艺顺序为:清理坡面,钻孔打锚杆,挂网,喷射客土。施工方法是用喷枪等将种子、肥料、土、水等混合,以压缩空气向边坡喷射1~3厘米的厚度后,洒沥青乳液等侵蚀防止剂进行养生。为防止雨水、冻胀、冻结等的影响,一般多与金属网张拉工程组合施工。

(三)喷混植草技术

喷混植草技术,是利用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷射到岩面上,通过水泥的黏结作用使上述混合物在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体,从而可以保证种植基质免遭冲蚀。对边坡稳定性不足者,可以在坡面上打设锚杆并挂镀锌编织铁丝网,起到稳定坡面的作用,然后将由黏土、谷壳、锯末、水泥、复合肥以及草木种子等通过一定配方拌和的混合物喷射在边坡上,喷射厚度一般为6~10厘米,具体视坡度和坡面的破碎程度而定,对比较稳定的边坡可以直接在坡面上喷射混合物。喷混绿化技术不仅适用于所有开挖后的岩体坡面的保护绿化,而且对于岩堆、软岩、碎裂岩、散体岩、极酸性土以及挡土墙、护面墙、混凝土结构边坡等通常不宜绿化的地方都能绿化,是环境保护和国土绿化工程技术的一大突破。

(四)三维植被网植草技术

三维植被网植草技术是一种固土防冲刷的植草技术,它将一种带有突出网包的多层聚合物网固定在边坡上,在网包中敷土植草。三维植被网是以热塑性树蜡为原料,采用科学配方,经挤压、拉伸等工序精制而成的。在绿化时将网固定于坡面,撒上拌基肥的肥土,每网眼播种2~3粒,覆土后淋水保湿。三维网植草以其独特的地表加筋锚固性能,和植被一起综合作用于边坡,控制水土流失,适用于沙土或膨胀土上边坡采用。

(五)植生袋法技术

植生袋法技术主要是选用降解薄膜做成直径 10厘米、有网痕的植生袋,袋底放置腐熟的有机基肥,种子拌入沙质营养土中,每袋15~17粒。装袋后按30厘米*30厘米株距埋植生袋,袋一半露出坡面,一半埋入土中,然后用木桩钉固定。这种方式适用于上边坡的坡上部几何骨架内和岩石露头多的坡面。

(六)草皮铺设技术

草皮铺设技术主要是将预先生长好的草皮挖取,采用适当的施工方法,铺设在要防护的坡面上。适用于坡面比较高陡、土质比较贫瘠或坡面易受冲刷的地段使用。将草皮切割成一定大小,一般为30厘米*30厘米 左右,在边坡全面铺成格子状,然后用竹(或铁)钎固定。要注意必须使草皮与土充分黏附,接头部分密接。适用于希望迅速绿化的小面积园林绿地。辅助材料为钎子、播种土、过筛腐殖质、沙黏土。

(七)预制窗孔护面墙护坡技术

预制窗孔护面墙护坡技术就是将预制好的混凝土或钢铁、塑料、金属网格在边坡上装配成不同的形状,用锚或桩固定后,在框格内堆填客土或土袋,然后进行植被建造工程。常与客土喷播工程或种子洒布工程及铺草皮等方法联合使用。网格形式有正方形菱形、拱形、主肋加斜向横肋或波浪形横肋以及多种几何图形组合等。这种方法广泛用于高等级公路的路基边坡及隧道进、出口边坡防护工程中。要注意由于客土、土袋下沉及下沉部分冲刷引起的崩塌,因此在不稳定的坡面上要避免使用。

(八)连续拱形骨架工程技术

连续拱形骨架工程技术通常是在边坡上设置模板,安设钢筋,浇筑混凝土,或挖沟安设钢筋喷入砂浆等。框格交叉点是连续的,常与岩体绿化工程或土袋植被工程联合使用,适用于有边坡崩塌危险,但进行边坡修正又不大可能,确有必要引进。该方法适用于边坡土质较软,厚度在25毫米以下的砂性土,23毫米以下的黏性土,以及坡度缓于45°的情况,可使边坡迅速全面绿化。

二、边坡绿化施工的主要技术措施

坡面绿化的施工程序包括:(1)接受工程任务,获取路段工程设计图。按照图纸勾画边坡位置、范围,匡算施工面积和种苗材料需要量;(2)路况调查。在边坡基本完成土石方工程后进行路况调查,实地测量各路段边坡面积、坡度、坡面立地条件;(3)设计施工配置图,编制施工计划和预算。采用讨论式设计配置图,施工者与业主达成共识,成为施工的蓝图和验收的依据。设计图应标明配置方式的播植量、苗木规格、成活率。施工计划不仅包括施工组织、进度,还要包括苗木供应、肥料购买、工具准备等内容。编制预算应按双方同意的单价和项目计划,浮动幅度不宜大;(4)确定施工期。要根据季节、天气和施工人员力量,在完成土石方工程后,选择适宜时间开工。避免高温天气、暴雨天和寒冷季节施工,切勿与土石方工程同时进行。边坡绿化施工的主要技术措施:(1)建立绿化材料种苗供应基地,因地制宜、自繁自用,确保种苗适应性和规格质量;(2)建立边坡绿化施工月历,可避免盲目接受业主提出的不合理施工期要求,有序安排施工进度。

结束语:

坡面绿化技术必须做好植物种类的选取工作,挑选适宜地质环境的植物方能够达到既定的坡面绿化目标。坡面绿化植被必须与城市的环境条件相适应,进而能有效的发挥应有的环境调节作用。在进行园林工程建设时应该有效的考量地区尤其是城市的降雨、气候以及土壤等情况,并认真研究和分析相关联植物的习性和特点,进而保证园林工程坡面绿化植物的存活率,提升城市的环境质量。

参考文献:

[1] 李涛.论园林边坡绿化的施工工艺[J].农家之友,2010,07:107-108.

[2] 赵淑君.坡面、台地绿化施工方法[J].民营科技,2012,02:161.

[3] 王铁桥.边坡绿化技术及其施工方法选择[J].中国水土保持科学,2006,S1:148-149.

第12篇

论文关键词:路堑:边坡防护,类型

 

1公路防护技术的类型

公路路堑边坡防护技术大体上可分为2种类型,即植物防护和工程防护。

1.1植物防护

植物防护就是在边坡上种植草丛或树木或两者兼有,以减缓边坡上的ooo水流速度,利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的目的。这对于一切适合种植的土质边坡都是应当首选的防治措施。植物防护还可以绿化环境,和周围环境相协调,也是一种符合环境要求的防护办法。草种应就地选用覆盖率高,根系发达、茎叶低矮、耐寒耐旱且具有匍匐茎的多年生植物品种,也可以引进适应当地土壤气候的优良草种,如兰茎冰草、扁穗冰草。

1.1.1 条播法

在整理边坡时,将草籽与土肥混合料按一定比例间距水平条状铺在夯层上,宽约10CM,然后盖土再夯,并洒水拍实。单播只用一种草籽,混播用几种草籽混合,使根系植被和出芽率为最优。另外由于草皮在5摄摄氏度以下停止生长,10摄氏度以下基本不发芽,另外高温季节蒸发太快,草皮生长易于干枯,故在此期间不已播种。

1.1.2密铺法

老边坡先要整理坡面,填平细沟坑洼路堑:边坡防护,新边坡要经初验合格洒水浸湿后再平铺草皮。草皮之间要稍有搭界,块块靠拢,不得留有空隙,根部要密贴坡面、每块拍紧使接茬严密才能成活。边坡陡于1;1.5的就需加钉固定。草皮的切块尺寸约25CM*40CM,厚5CM左右。1.1.3 植树

植树不仅可以加强边坡的稳固性,防风固沙,减轻冰雪对路面的危害,还可以美化路容,调节小气候,大量栽树可以获得部分木材增加收益。但是高大乔木不能植于公路弯道内侧,以免影响视线论文范文。

1.1.4框架内植草护坡

在坡度较陡且易受冲刷的土质和强风化的岩质堑坡上,采用框架内植草护坡。框架制作有多种做法,例如;①浆砌片石框架成45o方格网,净距2­­­­­­­­­ ­~4m,条宽0.3~0.5m,嵌入坡面0.3米

左右;②锚杆框架护坡,预制混凝土框架梁断面为12cmⅹ16cm,长1.5m,用4根6~ 8mm 钢筋,两头露出5cm,另在杆件的接头处伸入一根直径14长3m锚杆,灌注混凝土将接头固定。锚杆的作用是将框架固定在坡面上,框架尺寸和形状有具体工程而定,其形状可设计为正方形、六边形、拱形等,框架内再种植草类植物。

1.2工程防护

对不适宜植物生长的土质或风化严重、节理发育的岩石路堑边坡,以及碎石土的挖方边坡等,只能采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型很多,有护面墙防护、干砌片石防护、锚杆防护、抗滑桩防护和挡土墙防护。各种防护技术都各有其优、缺点和适用条件,一般说除锚杆、抗滑桩和挡土墙外,其他各种防护结不承受荷载,所以不进行内力分析,直接根据适用条件选择使用。先简单介绍如下;

1.2.1 坡面防护

坡面防护包括抹面、捶面、喷浆等形式

⑴抹面防护

对于易风化的软质岩石,如页岩、泥灰、千枚岩等材料的路堑边坡,暴露在大气中很容易风化剥落而逐渐破坏,因而常在坡面上加设一层耐风化表层,以隔离大气的影响,防止风化。常用的抹面材料有各种石灰混合料灰浆、水泥砂浆等。抹面厚度一般为3―7cm,可使用6-8年。为防止表面产生微小裂缝影响抹面使用寿命,可在表面涂一层沥青保护层。

⑵捶面防护

捶面防护与抹面防护相近,其使用材料也大体相同。为便于捶打成型,常用的材料除石灰、水泥混合土外,还有石灰、炉渣、粘土拌合的三合土与再加适量沙粒的四合土。一般厚度10-15cm,捶面厚度较抹面厚度要大,相应强度较高,可抵御较强的雨水冲刷,使用期约8-10年。抹面、捶面是我国公路建设中常用的防护方法路堑:边坡防护,材料均可就地采用,造价低廉,但强度不高,耐久性差,手工作业,费时费工。

1.2.2砌石防护

砌石防护包括护面墙、干砌片石防护、浆砌片石护坡。

⑴护面墙

护面墙是采用浆砌片石结构,覆盖在各种软质岩层和较破碎的挖方边坡,使之免受大气影响而修建的墙体,以防止坡面继续风化。在缺乏石料的地方,也可以采用现浇水泥混凝土或用预制混凝土块砌筑。护面墙除之自重外,也能增加路堑美观。所以在岩石甚至在一些土质路堑边坡也可砌筑一定高度的护面墙,以美化路容。若岩层破碎或在开挖时坡面有严重凹陷,应局部采用支补护面墙的方式进行。

⑵干砌片

干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严重的填挖方边坡,以防止雨雪水流冲刷。在砌面防护中,宜首选干砌片石结构,这不仅为了节省投资,而且可以适应边坡有较大的变形。干砌片石受水流冲击时,细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的沉陷,为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力,应在干砌防护下面设置碎石或砂砾结构的垫层。干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础

⑶ 浆砌片石防护

浆砌片石防护也是公路路堑边坡防护中常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满,使砌石成为一个整体,以保护坡面不受外界因素的侵蚀,所以比干砌片石有更高的强度和稳定性。干砌或浆砌片石防护在不适于植物防护或者有大量开山石料可以利用的地段最为适合。砌石防护的优越性是显而易见的,它坚固耐用,材料易得,施工工艺简单,防护效果较好,因而在公路的边坡防护中得到了广泛的应用。

1.2.3 挡土墙防护

在公路路堑边坡防护工程中,大量的挡土结构得到了广泛应用论文范文。挡土墙按断面的几何形状及特点,常见的形式有:重力式、锚杆式、土钉墙、悬臂式、扶臂式、柱板式等。各种挡土墙都有其特点及适用范围,在处理实际挡土工程时,应对可能提供的一系列挡土体系的可行性作出评价,选取合适的挡土结构形式,做到安全、经济、可行。现结合工程常用介绍如下形式。

⑴重力式 挡土墙

重力式挡土墙是以挡土墙自生重力来维持其在水土压力等作用下的稳定。它是我国目前常用的一种结构型式,重力式挡土墙可用砖、石、素混凝土、砖块等建成,其优点是就地取材、结构简单、施工方便、经济效益好;缺点是工程量大,地基沉降大,它适合挡土墙高度在5-6M的小型工程。

⑵锚杆挡土墙

锚杆挡土墙是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的只当结构物。面板起支护边坡土体并把土体的侧压力传递给锚杆的作用,锚杆通过其锚固在稳固土层中的锚固段所提供的拉力;来保证挡土墙的稳定,而一般挡土墙是靠自重来保持其稳定。锚杆挡土墙按其钢筋混凝土面板的不同,可分为柱板式和板壁式。柱板式挡墙是锚杆连接在肋柱上,肋柱间加当土板;板壁式挡墙是由钢筋混凝土面板和锚杆组成。

⑶锚钉墙

锚钉墙支护技术有着比单纯锚杆支护或土钉支护更广泛的适用范围,它可以结合锚杆深部加固和土钉浅部加固的优点路堑:边坡防护,来对边坡进行加固处理。工程实际中,锚钉联合加固支护的形式各异,大体可归纳为两种: ①强锚弱钉支护体系:该体系以锚杆为边坡的主要加固手段,抑制基坑边坡的整体剪切失稳破坏,然后辅以土钉支护,抑制边坡局部破坏;②强钉弱锚支护体系:即以土钉为边坡的主要加固手段,形成土钉墙,然后辅以锚杆支护,限制土钉墙及墙后土体的位移。

2结语

公路及其附属建筑物的边坡稳定是保证其正常使用的前提条件。边坡的防护技术类型很多,本文只介绍了一些较常用的类型。从力学角度分析,维护边坡稳定的方法,一是借助挡墙的自重来平衡墙后岩土体传来的推力;二是在岩土体中“钉钉子”,如锚杆,利用周围土体对锚固段的锚固力来维持土体的平衡,从而达到保证边坡稳定的目的;第三种办法就是改变土体的性质,通过外加材料而形成强度高、稳定性好的复合土体,这种方法的分析和验算比较复杂,有的机理还在研究中。在实际工作中,还要强调自然界和人为因素这一外部环境,强调岩土参数的准确性,因地制宜选用上述方法,进行符合实际的施工,达到边坡防护的目的。

参考文献:

⑴陈忠达.公路挡土墙设计、北京:人民交通出版社,2000.

⑵汤康民。岩土工程。武汉:武汉工业大学出版社,2000.