高陡边坡.doc

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江浔
(合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥,230009)
摘要:高陡边坡的生态治理一直是边坡治理中的难点。因此,有针对性的研究适用于高陡边坡的生态护坡型式,具有更广泛的应用价值。本文结合目前国内对高陡坡的边坡防护研究现状,提出了一些相应的建设方案。
关键词:高陡边坡;生态治理;生态护坡
EcologicalSlopeProtectionConstructionScheme
forHighandSteepSlope
Abstract:,,andputforwardsomecorrespondingconstructionplans.
Keywords:highandsteepslope;ecologicalcontrol;ecologicalslopeprotection
引言
高陡边坡在我国各地是很常见的。高陡边坡可分为两大类:一是由于地壳运动而形成的自然斜坡,二是由于大量的人类工程活动而产生的人工高陡边坡,后者占大多数。对于高陡边坡来说,由于其汇水面积大、水流速度快、冲刷能力强,同时缺少植物生长所必需的养分、水分条件,植物难以生长,造成边坡表面呈现不稳定状态,坡体易滑塌,水土流失更加严重[1],后果不堪设想。如何对高陡边坡进行相应的治理,使其既能达到边坡稳定性的要求,又能满足生态保护的要求,达到“硬化”和“绿化”相结合的目标,是当前诸多工程人员亟需探索和解决的问题。
国内高陡边坡防护研究现状及不足
高陡边坡存在以下两个特点:(1)坡度大,植被不能自然恢复。(2)治理难度较大。目前传统的高陡边坡治理措施有厚层基材绿化法、喷混凝土、锚杆、立体柔性防护技术、支挡结构加固和浆砌块石护面等技术[2]。喷混凝土和锚杆能达到土体浅层稳定性的要求,但不能承受较大的土体压力,边坡绿化难度大,缺乏美观;立体柔性防护技术能在一定程度上实现边坡稳定,防治各类斜坡坡面崩塌落石、分化剥落等地质灾害,但其防护效果一般,绿化效果差。厚层基材绿化法采取镀锌铁丝网固定,
运用专用喷射设备将含有植物种子的有机种植基材喷射到坡面,使坡面迅速恢复自然植被,形成具有一定强度的稳定防护层,起到固坡绿化作用。但是当坡度较陡时,缺陷将更加明显,不利于绿化基材固定,容易被暴雨冲刷掉,达不到固土的要求。以上这些治理措施都不能很好地做到边坡稳定与生态恢复的双重效应,只是局部地实现了硬化或者绿化的效果,达不到硬化和绿化的有机统一。
在工程实践中,对高陡边坡进行综合治理必须兼顾稳定土体和恢复生态的双重目标[2]。为了更好地改善高陡边坡生态治理现状,近些年来,国内已出现了一些新的理论和实践研究。如张强、张玉昌针对华南高陡石质边坡治理而提出的“飘台种植槽护坡绿化技术”[3],适用于坡度大于70o的高陡岩质边坡,能实现快速生态修复和水土保持的效果。该项技术在华南地区得到较好的应用。刘华芸提出“钢筋混凝土框架填土护坡技术”[4],原理是在边坡上现浇钢筋混凝土框架或将预制构件铺设于坡面形成框架,在框架内回填客土并采取措施使客土固定于框架内,然后在框架内植草以达到护坡绿化的目的。该方法适用于各类边坡,防护效果较好,但造价较高。类似的技术还有预应力锚索框架地梁植被护坡技术、喷混植生技术等。这些技术都注重进一步分析高陡边坡的本质,使长期有效的边坡生态恢复成为可能。
对于以上传统高陡边坡护坡方法的缺陷以及目前某些新技术尚处在初步研发应用阶段,未形成完善的、可指导工程实践的理论与应用体系,本文提出了高陡边坡生态防护的一些建设方案。
2高陡边坡护坡建设方案
——锚杆厚层基材技术
锚杆技术能达到土体浅层稳定性的作用,但其仅是单纯的工程措施,绿化效果差,达不到生态恢复的要求;而厚层基材技术能够起到固坡绿化的作用,但其使用受自然条件限制,喷植层无法抵抗暴雨冲刷和烈日暴晒,容易引起沟蚀、片蚀,甚至坡面整体垮塌。因此可将二者结合起来,即工程防护和植物防护相结合,形成了锚杆厚层基材技术。
边坡锚杆厚层基材技术是在不稳定的边坡上施工长锚杆,在外锚头处采用混凝土封闭、铺挂镀锌铁丝网后,将有机质、肥料、保水剂、稳定剂等绿化基材、种植土、纤维和植被种子等按一定比例混合,用搅拌机搅拌均匀,形成基材混合物[5],然后通过喷射机械将混合材料喷附到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成绿色护坡技术,能起到硬化与绿化的双重作用。图1即为锚杆厚层基材技术构造示意图。
图1锚杆厚层基材技术基本构造示意图

(1)长锚杆材料
锚杆杆体长度一般为30~60cm,材料可采用二级热轧螺纹钢,。
(2)厚层基材喷播材料
基材混合物由绿化基材、种植土、纤维和植被种子组成。其中绿化基材由有机质、肥料、保水剂、稳定剂、团粒剂、酸度调节剂、消毒剂、土壤防蚀剂、粘合剂和水等。

(1)平整坡面,清除坡面浮土。将岩体上的碎石、松散土体采用人工清理,使坡面基本达到平整。
(2)坡体锚杆施工。锚杆的布置及间距,需根据坡面的具体情况来确定。锚杆纵、~,直径一般多在20mm以上。锚杆布置可采用正方形、长方形和梅花形等方式。
(3)沿坡面挂铁丝网。采用镀锌铁丝网,自上而下铺设于整个坡面,网间要求有重叠搭接,搭接宽度不小于5cm,并用锚钉固定铁丝网,锚钉间距为1m[5]。
(4)基材喷射。通过专用的喷射机械将基材混合物喷附到坡面上,厚度在5~8cm。而后喷射供植物生长的营养液。植物种子可选用根系发达、耐干旱、抗贫瘠的植物品种,如香根草、狗牙根、高羊茅、紫花苜蓿等。
(5)覆盖保护。在喷射完成后,土体尚未干硬,因此需要采取相应的覆盖保护措施来使其免受大风及暴雨的侵蚀。
(6)养护。要根据天气及植物生长情况来进行浇水,不可过湿、过干。

锚杆厚层基材技术,是在边坡上施工短锚杆,然后铺挂镀锌铁丝网,并喷播植生基材来实现边坡防护和生态恢复的双重目标。该技术的特点有:
适合地质条件恶劣的岩石坡面。
抗侵蚀性和抗水土流失。
保障植被快速成型及生态稳定性。
——锚杆、育种生态袋及格宾网相结合
针对边坡坡体稳定和生态修复的问题,提出了锚杆、育种生态袋和格宾网相结合的技术。其中锚杆能很好地解决坡体内部的稳定性问题。育种生态袋能实现边坡外侧的稳定,防止边坡滑塌。格宾网将锚杆、生态袋和坡体连接成为一个整体,能进一步增强边坡的稳定性。
生态袋是边坡工程中的新材料,由聚丙烯(PP)或者聚酯纤维(PET)为原材料制成的双面熨烫针刺无纺布加工而成的袋子,具有抗紫外、抗老化、无毒,不助燃,裂口不延伸的特点,能够部分替代石头、水泥等材料,可以大幅度减少工程成本。
格宾网是将表面经防蚀处理的低碳钢丝用机械编织成的双绞六角形柔性金属网格,再将金属网绑扎成不同结构和尺寸,相互连接成网垫,填入适当石块,石间筑土,填石筑土时人工移植当地草皮,并撒草籽,然后绑扎盖网,形成石垫整体护面,即格宾网生物护坡[6]。
下图2即为该技术的基本构造示意图。
图2锚杆、育种生态袋和格宾网结合技术构造示意图
该技术首先在边坡上施工长锚杆,然后在边坡上摆放育种生态袋,袋内装有植物生长发育所必需的土壤、有机质、肥料、保水剂和植物种子等,每摆放一层生态袋均用机械夯实,袋体之间使用标准扣进行连接,且标准扣上放水泥砂浆,最后绑扎格宾网,形成锚杆、育种生态袋和格宾网结合护坡。

(1)长锚杆材料
锚杆材料同方案一。
(2)育种生态袋
袋子由聚丙烯或聚酯纤维制成,将植物种子与土壤、微生物肥料、有机质、保水剂等混合后,填充于袋体内部,植物幼苗可在内部生长并伸出袋体表面。
(3)格宾网

(1)程序(1)~(2)同方案一。
(2)从坡脚开始从下往上依次码放育种生态袋,码放后的坡度可与边坡坡度一致,并对其进行夯实,确保其表面平整。
(3)将格宾网覆盖在已处理完毕的育种生态袋表面,最后再与锚杆进行连接。

锚杆、育种生态袋和格宾网结合技术,能有效地实现边坡防护和生态恢复的作用。具有以下几个特点。
(1)强度高、整体性好。格宾网将锚杆、生态袋和坡体紧密联系在一起,能有效解决边坡内外侧的稳定问题。
(2)耐腐蚀。格宾网由表面经防蚀处理的低碳钢丝制成,能抵抗任何侵蚀。
(3)施工简单。
3结语
上述两种技术几乎适用于任何类型的高陡边坡,如公路、铁路、河道等两侧的水泥、石头等硬体护坡或泥土等软体护坡。不仅可以保护坡体,同时可以绿化环境,并且施工简单、造价较低。
待植物长成后,其根系能起到浅层加筋、深层锚固的作用,能够有效地消弱雨滴溅蚀、抑制径流冲刷,通过植物根系吸水作用以减小孔隙水压力和土体自重,增加边坡稳定性。同时由于土体加筋材料的应用,对于边坡的整体稳定性有很大的提高。生态修复不仅有利于高陡边坡的稳定,更是以后边坡防护发展的必然趋势。
参考文献
[1][J].城市建设理论研究,2013(9).
[2]宋玲,余娜,许文年,[J].中国水土保持,2009(5):15—16.
[3]张强,[J].中国水土保持,2013:145—149.
[4][J].黑龙江交通科技,2013,233(7):24.
[5]周德培,[M].
[6][J].水利科技,2010(1):20—22.