劉 浩

(中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司，河北 涿州 072750)

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三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡在高速鐵路膨脹土路基地段的應(yīng)用

劉 浩

(中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司，河北 涿州 072750)

摘要：三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡由裝有營(yíng)養(yǎng)土的生態(tài)袋，通過三維排水聯(lián)接扣由單體聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)穩(wěn)定的柔性護(hù)坡結(jié)構(gòu)，并與植物根系聯(lián)結(jié)在一起形成復(fù)合穩(wěn)定的邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)。它具有防護(hù)性能好、景觀效果佳、施工經(jīng)濟(jì)快捷等優(yōu)點(diǎn)，適用于不穩(wěn)定、易膨脹、含水量變化大的膨脹土路塹邊坡。結(jié)合新建鐵路云桂線站前六標(biāo)段膨脹土路基地段，詳細(xì)介紹其施工技術(shù)，為以后類似工程施工提供了可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三維排水；生態(tài)護(hù)坡；膨脹土路基

1 工程概況

新建鐵路云桂線起于廣西南寧市的南寧東站，止于云南省昆明市的昆明南站，全長(zhǎng)715.8 km，為國(guó)鐵一級(jí)電氣化雙線鐵路。云桂鐵路定位為一條以客為主、客貨兼顧的西部鐵路新干線，是國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中的干線鐵路，是我國(guó)完善鐵路網(wǎng)布局和西部大開發(fā)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。設(shè)計(jì)時(shí)速為：南寧至百色段250 km/h，百色至昆明段200 km/h。新建鐵路云桂線(云南段)站前六標(biāo)位于云南省彌勒市境內(nèi)，段內(nèi)有不少膨脹土路塹邊坡。

膨脹土路塹邊坡具有不穩(wěn)定性、膨脹性、含水量變化大的特點(diǎn)，如不采取有效的防護(hù)措施，極易引起邊坡垮塌，進(jìn)而影響火車的安全運(yùn)行。經(jīng)方案比選，該段邊坡防護(hù)均采用三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡。即在生態(tài)護(hù)坡施工前，先挖除路塹邊坡部分膨脹土，在膨脹土坡面設(shè)置砂卵石墊層，回填A(yù)B組填料，從而可以有效抑制膨脹土邊坡的不穩(wěn)定性和膨脹性；然后在AB組填料邊坡上鋪設(shè)三維生態(tài)護(hù)坡，有效抑制膨脹土邊坡的的含水量，使邊坡更加穩(wěn)定和牢靠。

2 三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)特點(diǎn)

三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡由裝有營(yíng)養(yǎng)土的生態(tài)袋，通過三維排水聯(lián)接扣由單體聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，形成了穩(wěn)定的柔性護(hù)坡結(jié)構(gòu)，并與植物根系聯(lián)結(jié)在一起形成復(fù)合穩(wěn)定的邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)。

該技術(shù)主要適應(yīng)在對(duì)景觀要求較高、邊坡具有不穩(wěn)定性、膨脹性、含水量變化大的地段。

其主要技術(shù)要求：

(1)利用三維排水聯(lián)結(jié)扣，將生態(tài)袋單體聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，使護(hù)坡結(jié)構(gòu)達(dá)到安全穩(wěn)定。

(2)生態(tài)袋內(nèi)的填充物應(yīng)根據(jù)不同坡體巖土狀況及環(huán)境條件合理調(diào)配，并根據(jù)植物生長(zhǎng)要求加入一定量的種植土、有機(jī)肥或復(fù)合肥。

(3)底層三維排水聯(lián)結(jié)扣應(yīng)嵌入C25砼基礎(chǔ)并有效連接，基礎(chǔ)地基土壓實(shí)度≥0.93 g/cm2，地基承載力≥120 kPa，C25砼基礎(chǔ)沿線路方向每隔1 m設(shè)置一個(gè)?50 mm的泄水孔，泄水孔向外坡度為4%。

(4)自頂層生態(tài)袋下沿坡垂直高度每2 m設(shè)置一層阻水膜，寬1 m，向外坡度為5%。

(5)坡面設(shè)PVC?50 mm型排水管，管端用200 g/m2土工布包裹，管端向外坡度為5%，呈梅花形布置，橫縱向間距為2 m。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 關(guān)鍵工序組織與設(shè)計(jì)

關(guān)鍵工序?yàn)榍謇磉吰?、生態(tài)袋裝有機(jī)肥、鋪設(shè)生態(tài)袋、點(diǎn)播灌木、養(yǎng)護(hù)。施工工藝要求為：施工前鑿削或嵌補(bǔ)坡面至平整，每個(gè)框格內(nèi)坡面起伏不宜超過8 cm。針對(duì)超挖坡面有嵌補(bǔ)的情況，應(yīng)先采用鋼筋框條對(duì)嵌補(bǔ)部分進(jìn)行加固，再進(jìn)行后續(xù)植物生態(tài)袋碼砌等工作。生態(tài)袋裝填膨脹土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定有機(jī)肥的種類和摻入量，袋體每填充2/3時(shí)將袋子提起墩實(shí)，確保填充后袋體內(nèi)膨脹土飽滿密實(shí)。沿坡面鋪設(shè)生態(tài)袋，袋子要緊貼坡面，各袋子單體間利用三維排水聯(lián)結(jié)扣聯(lián)結(jié)，縫隙處要用土填實(shí)。由坡頂至坡腳順序依次在生態(tài)袋上挖穴點(diǎn)播灌木。點(diǎn)播后及時(shí)用無紡布對(duì)坡面進(jìn)行覆蓋，并經(jīng)常澆水以保持土壤濕潤(rùn)，待灌木普遍出苗后揭開無紡布。在邊坡交驗(yàn)前根據(jù)植物生長(zhǎng)情況進(jìn)行補(bǔ)植、澆水、施肥、除蟲，直至植被生長(zhǎng)穩(wěn)定。

現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格按照施工工藝流程施工，具體工藝流程見圖1。

圖1　施工工藝流程圖

3.2 施工準(zhǔn)備

(1)生態(tài)袋基礎(chǔ)地基必須夯實(shí)，承載力不得小于120 kPa。

(2)三維生態(tài)袋須具備抗紫外線腐蝕、抗蟲害侵蝕、透水性好、不可降解等性能，并且不得含有對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)成分。

(3)三維排水聯(lián)結(jié)扣應(yīng)合理布設(shè)刺爪，任意兩個(gè)刺爪均不在同一剪切破壞軌跡上，最大限度的發(fā)揮每個(gè)刺爪的力學(xué)作用。

(4)用于噴灑的草籽必須由試驗(yàn)室進(jìn)行成活率測(cè)定，同地質(zhì)條件下成活率不得低于80%。

(5)生態(tài)袋內(nèi)的土體須具有豐富的營(yíng)養(yǎng)，適合草本生長(zhǎng)，同時(shí)要充分考慮就地取材的原則。

3.3 袋體填充

3.3.1 填充土拌合

由測(cè)量班配合工程部對(duì)原土方量進(jìn)行估算，按設(shè)計(jì)配合比要求添加有機(jī)肥，采用人工配合挖掘機(jī)拌合均勻，以表面看不見成團(tuán)的有機(jī)肥為標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 裝袋要點(diǎn)

一要滿，袋體填充要飽滿，以袋體外部標(biāo)注的刻度線為裝土標(biāo)準(zhǔn)；二要實(shí)，填充土裝袋要裝的密實(shí)，裝袋時(shí)要隨裝隨墩實(shí)；三要緊，扎口帶必須保證袋子土體裝滿，輕輕顛實(shí)后綁扎，扎口要緊，確保袋體在現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)和壘砌時(shí)不松扎口，以扎口扎好后扎口帶以上袋口長(zhǎng)5～7cm為準(zhǔn)；四要離地，搬運(yùn)時(shí)要離地搬運(yùn)或滾動(dòng)，不要在地面拖動(dòng)，防止磨破袋體；五要蓋，袋體裝好后采用彩條布覆蓋，防止長(zhǎng)時(shí)間暴曬或遭雨淋。

3.4 邊坡修整

由項(xiàng)目部測(cè)量班采用GPS按照設(shè)計(jì)圖紙放出上下坡腳位置及標(biāo)高，掛線清刷修整邊坡，使坡面平整。刷坡分兩次進(jìn)行，第1次為機(jī)械刷坡，第2次為人工刷坡。機(jī)械刷坡采用小型挖掘機(jī)進(jìn)行，嚴(yán)禁超挖坡體，盡量減少生態(tài)袋壘砌后背后回填，以免袋體背后松散回填土引起坡面沉陷或滑坡；人工刷坡是在生態(tài)袋壘砌過程中進(jìn)行，工序?yàn)閴酒鲆粚?，清刷修整一層?/p>

3.5 袋體壘砌

3.5.1 線型控制

采用雙線控制法(見圖2)：一是坡向掛線，每15 m長(zhǎng)為一段，從坡腳到坡頂掛一根坡比線，確保施工坡比符合設(shè)計(jì)圖紙要求；二是縱向掛線，確保每層的平整度和縱向線型。

3.5.2 聯(lián)結(jié)扣設(shè)置

將聯(lián)結(jié)扣按設(shè)計(jì)要求，將騎縫放置在兩袋體之間(見圖3)，再用橡膠錘將聯(lián)結(jié)扣下側(cè)刺爪刺入已壘砌好的袋體內(nèi)。一要切忌為了省事，將聯(lián)結(jié)扣埋入邊坡填料中；二要切忌將三維排水聯(lián)結(jié)扣上下面放反，如果放反，將嚴(yán)重影響聯(lián)結(jié)效果。

圖2線型控制圖3聯(lián)結(jié)扣設(shè)置

3.5.3 袋體壘砌整型[1]

袋體的壘砌由底層往上層層壘砌(具體順序詳見圖4)。袋體就位后，將袋體倒立，輕顛墩實(shí)后，將袋體兩底角向內(nèi)折回，輕輕放倒，壘砌到下一層袋體(或基礎(chǔ))上。將袋體兩底角向內(nèi)折回是確保袋體整型和整體線型的關(guān)鍵。縱向袋體間要相互緊貼，但不要搭接。

袋體碼放好后，采用夯錘夯實(shí)，并將頂面和外側(cè)面拍打平整，與標(biāo)準(zhǔn)線同高，對(duì)于不符合要求的部位及時(shí)調(diào)整。

圖4　袋體壘放示意圖

3.6 阻水膜及排水管設(shè)置

一邊壘砌生態(tài)袋，一邊放置阻水膜和排水管，以利于邊坡坡體排水。

阻水膜沿坡垂直高度每2 m設(shè)置一層，寬1 m，向外坡度為5%。

排水管采用?50 mm PVC管，坡內(nèi)端口用無紡布扎口，內(nèi)端與坡體相接處用級(jí)配石灌填中粗砂作為導(dǎo)濾結(jié)構(gòu)；管端向外坡度為5%，呈梅花形布置，橫縱向間距為2 m，在PVC管末端40 cm范圍內(nèi)上半部設(shè)?8 mm透水孔。

3.7 坡體覆土

生態(tài)袋壘砌完成后，在生態(tài)袋表面覆土3～5 cm，覆土中也同樣加入肥料，以保證后期的噴播植物有足夠的養(yǎng)分。覆土要保證厚度，覆土不夠會(huì)導(dǎo)致后期噴播植物的養(yǎng)分流失；覆土超厚會(huì)導(dǎo)致植物惰性，致使植物根系不扎入袋體。

3.8 綠化施工

在生態(tài)袋堆碼和覆土完畢后要及時(shí)進(jìn)行綠化施工，綠化主要分噴播植草和點(diǎn)播灌木。云桂鐵路所經(jīng)地區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，直接承受印度洋及太平洋的水汽補(bǔ)給，氣候特點(diǎn)是溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛。土壤多為赤紅壤、紅壤。根據(jù)以上特點(diǎn)，草本選擇用高羊茅和狗牙根，灌木一般選擇用木豆和車桑子。

3.8.1 噴播植草

噴播是將高羊茅和狗牙根混合草籽和植物生長(zhǎng)所需的復(fù)合肥、粘合劑(氮磷鉀)、紙漿等均勻混合，通過大功率噴射器播灑在生態(tài)袋的表面，形成一種均勻的毯狀物(詳見圖5)。

3.8.2 點(diǎn)播灌木

邊坡表面覆土完畢后，由坡頂至坡腳依次在生態(tài)袋上點(diǎn)播灌木，施工時(shí)盡量利用生態(tài)袋上的縫隙進(jìn)行點(diǎn)播，減少對(duì)生態(tài)袋的破壞，并確保每穴至少有2株灌木出苗。點(diǎn)播灌木時(shí)要注意帶狀混交的布置原則，不能隨意點(diǎn)播。

3.8.3 植物養(yǎng)護(hù)

當(dāng)噴播和點(diǎn)播完成后，及時(shí)覆蓋(覆蓋方式見圖6)。南方雨水較多，可用無紡布(16～18 g/m2)覆蓋以防止雨水沖刷。覆蓋的目的，一是防止雨水沖刷，二是防止水分蒸發(fā)過快，三是保溫利于種子發(fā)芽。

圖5草籽噴播圖6覆蓋養(yǎng)護(hù)

根據(jù)天氣情況及時(shí)向坡面噴灑水，確保無紡布濕潤(rùn)，保證種子萌發(fā)[1]。

種子播種后的第1個(gè)星期對(duì)種子發(fā)芽尤其重要，應(yīng)該保證每天3遍澆水，第2、3個(gè)星期可以減少為每天2遍。

噴灑水時(shí)要保證噴灑均勻、全面，不能用噴頭直接沖刷局部或者整個(gè)坡面噴播材料，出水時(shí)要搖擺噴頭減小水的沖刷力。

發(fā)現(xiàn)遮蓋物翻起或脫離坡面時(shí)要及時(shí)遮蓋。

4 結(jié)束語

新建鐵路云桂線站前六標(biāo)膨脹土路基地段柔性支擋邊坡防護(hù)均采用三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡，通過以上技術(shù)的應(yīng)用，在保證了該段路基邊坡防護(hù)效果的同時(shí)，大大提高了沿線的綠化效果，與周圍的生態(tài)環(huán)境融為一體，為美麗的云南又增添了一幕濃濃的綠色。該技術(shù)的成功應(yīng)用，為后續(xù)類似工程施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具有寶貴的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]喻江武.三維生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)淺析[J].交通科技，2011(6)：71-73

封面照片說明

列車飛馳在中國(guó)鐵建十八局集團(tuán)承建的大西客專仁儀河特大橋上。

(伍振攝)

On the Application of the 3-Dimensional Draining,Soft Ecologically Protective Slope to the Dilatable-Soil Roadbed of High-Speed Railways

Liu Hao

(First Engineering Co. Ltd. of the 18th Bureau Group of China Railway,Zhuozhou 072750,China)

Abstract:A 3-dimensional draining, soft ecologically-protective slope is made up of ecological bags containing nutritious soil, which are linked up as a whole system with 3-dimensional draining connecting hooks so as to form a stable soft slope-protecting structure that is combined with the roots of plants to form a composite, stable side-slope-protecting structure.The ecologically protective side-slope-protecting structure has the advantages of being good in protecting performance,excellent in appearance,and quick and economical in construction.It may be applied to the swelling-soil cut or side slope that is unstable,readily expandable and greatly changeable in water content.With the section of the swelling-soil roadbed of the 6th Contracted Section of the newly-built Yun-Gui Railway in front of one of the railway stations as a practical example,the construction techniques adopted for the section are introduced in detail in the paper,which may provide reliable grounds for the construction of other similar projects in the future.

Key words:3-dimensional draining;ecologically protective slope;roadbed of dilatable soil

中圖分類號(hào)：U213.15

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-3953(2016)02-0075-04

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.02.021

作者簡(jiǎn)介：劉浩(1982—)，男，工程師，主要從事土木工程施工技術(shù)管理工作43311504@qq.com

收稿日期：2015-12-01