吳曉旭
遼寧省第六地質(zhì)大隊有限責任公司 遼寧大連 116200
隨著城市化進程的快速推進,工程建設(shè)在地處丘陵地區(qū)的城鎮(zhèn)大規(guī)模的進行,形成了許多形態(tài)各異,類型不同的人工邊坡。眾多的邊坡防護系統(tǒng)中,柔性防護系統(tǒng)自1995年引入國內(nèi)后,發(fā)展較為迅速,在公路、鐵路、水電站、礦山等領(lǐng)域的邊坡治理和防護中得到得了廣泛的應(yīng)用。柔性防護系統(tǒng)以其獨有的柔性、開放性、對復雜地形的良好適應(yīng)性成為與以噴錨、漿砌片石為代表的傳統(tǒng)技術(shù)并駕齊驅(qū)的邊坡防護新手段。
由于柔性防護系統(tǒng)的組成構(gòu)件均為熱鍍鋅材質(zhì),雖然在防腐和環(huán)保方面能達到較高標準,也能滿足邊坡防護的安全穩(wěn)定需求,但大面積的金屬網(wǎng)片覆蓋在邊坡坡面難免造成視覺效果的重疊、單調(diào)和枯燥。在城鎮(zhèn)區(qū)域或人群活動頻繁的郊區(qū)就難免產(chǎn)生與周邊生態(tài)環(huán)境的不協(xié)調(diào)或與城鎮(zhèn)規(guī)劃的綠色環(huán)保要求不統(tǒng)一等問題。這就要求我們將柔性防護系統(tǒng)與邊坡的原始地貌、植被相疊加,同時,采取適當?shù)拿阑?、綠化等措施。
本文柔性防護系統(tǒng)指SNS防護系統(tǒng)中的斜坡穩(wěn)定系統(tǒng),是以鋼絲繩網(wǎng)和高強度鋼絲格柵為主的各類柔性網(wǎng)覆蓋在需防護的斜坡或危石上,結(jié)合錨桿系統(tǒng)的加固作用,限制坡面巖土體的風化剝落、危巖崩塌或其他形式的破壞,以實現(xiàn)斜坡穩(wěn)定的一種防護工藝。
目前,在高陡邊坡中應(yīng)用較廣泛的為TECCO鋼絲格柵網(wǎng)+SPIDERS3螺旋網(wǎng)的雙層網(wǎng)片+錨桿+邊界繩+縫合繩的聯(lián)合防護系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征如下:
(1)TECCO鋼絲格柵網(wǎng):采用單絲編制而成、菱形網(wǎng)孔、網(wǎng)孔孔徑較小的格柵網(wǎng);其鋼絲直徑為3mm,強度為1770MPa,鋼絲防腐措施為熱鍍鋅。
(2)SPIDERS3螺旋網(wǎng):采用鋼絞線編制而成、菱形網(wǎng)孔、網(wǎng)孔孔徑較大的金屬網(wǎng)片;鋼絞線直徑6.5mm,用3根鋼絲扭結(jié)而成,鋼絲防腐措施為熱鍍鋅。
(3)錨桿:分為柔性錨桿和剛性錨桿。柔性錨桿為鋼絲繩錨桿,外露端頭為套環(huán)結(jié)構(gòu),布置在防護區(qū)域邊界,邊界繩穿過套環(huán)后張緊并用繩卡固定;剛性錨桿為螺紋鋼筋,外露端頭為熱鍍鋅螺桿結(jié)構(gòu),梅花狀布置,為主要受力錨桿。錨墊板為熱鍍鋅鋼板,菱形,兩尖角帶彎鉤。
(4)縫合繩與邊界繩:縫合繩采用直徑8mm的鍍鋅鋼絲繩,邊界繩為直徑16mm的鍍鋅鋼絲繩,端部均采用繩卡固定。
(5)錨頭大樣及錨桿與邊界繩的布置(見下圖)。
傳力體系:柔性防護系統(tǒng)中,結(jié)構(gòu)形式簡單,相鄰的網(wǎng)片之間等強度連接,形成坡面全覆蓋,錨桿則通過錨墊板直接與防護網(wǎng)片剛性連接。荷載的傳遞路徑可簡單描述為“網(wǎng)片→錨桿→穩(wěn)定地層”,荷載的傳遞效果直接有效。另外,通過加力工具扳手可有效地實現(xiàn)對錨桿的預應(yīng)力施加。
在邊坡防護及地質(zhì)災害防治領(lǐng)域,以前治理的理念往往只注重對災害本身的防治,而很少關(guān)注工程行為對環(huán)境的破壞。如今,環(huán)保觀念深入人心,工程技術(shù)措施的環(huán)保要求已成為工程設(shè)計和施工中不可或缺的組成部分。柔性防護系統(tǒng)在這方面具有以下一些優(yōu)勢和特征:
(1)具有良好的開放性。在工程實施時不僅保護了原有植被及其生長條件,同時也未改變原有的地下水循環(huán)系統(tǒng),對既有地貌起到了良好的保護作用。
(2)具有相當?shù)沫h(huán)保性。體現(xiàn)為兩方面:一是所用的系統(tǒng)材料基本上不發(fā)生分解和老化,不會對大氣、土壤和地下水環(huán)境造成污染;二是工程施工過程中對環(huán)境造成的破壞很小,柔性防護系統(tǒng)具有良好的地形適應(yīng)性,它不需要對坡面進行額外開挖、削坡,保護了既有地貌和坡面植被。
(3)景觀效果相對較好。從工程美學的角度講,工程景觀自然化是一個統(tǒng)一的標準。當為了安全必須采取工程措施時,柔性防護系統(tǒng)就能盡可能地保護自然景觀,將工程治理與環(huán)境保護和改造融為一體。
柔性防護系統(tǒng)的美化與環(huán)保是基于“不破壞就是最好的保護”原則開展的,主要為兩大類:一是保持或修復柔性防護系統(tǒng)所覆蓋的原有自然景觀;二是在柔性防護系統(tǒng)基礎(chǔ)上人為加入美化、環(huán)保措施。
(1)對原有邊坡植被覆蓋率較高、自然觀感較佳的邊坡,在工程實施的準備階段,做好現(xiàn)狀坡面的植物群落的保護,對于中大型喬木、灌木等進行保留,對草本植物覆蓋區(qū)修剪留根存芽;在實施階段采取適當?shù)姆雷o措施或?qū)θ嵝苑雷o系統(tǒng)構(gòu)件的位置進行優(yōu)化調(diào)整,減少對坡面植物的破壞;在完工后,對坡面植物稀疏或光禿區(qū)域進行草本植物的補種。
(2)對原有邊坡為裸露巖石或新近人工開鑿出的巖石邊坡,為解決大面積形狀不規(guī)則的巖石裸露面在覆蓋柔性防護系統(tǒng)后的觀感缺陷,經(jīng)近些年的探索嘗試,常用以下措施進行美化:
a.對于坡度不大于60°的邊坡,利用客土噴播或噴混植生技術(shù)。是以工程力學和生物學理論為依據(jù),利用客土摻混粘合劑,運用特制噴混機械將土壤、肥料、有機物質(zhì)、保水材料、粘結(jié)材料、植物種子等混合干料加水后噴射到巖面上,形成近10cm厚度的具有連續(xù)空隙的硬化體。種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長,而一定程度的硬化又可防止雨水沖刷,從而達到恢復植被、改善景觀、保護環(huán)境的目的。
b.對于陡坡(坡度為60-80度)坡面或無固土、灌溉、養(yǎng)護條件的邊坡坡面,可利用柔性防護系統(tǒng)的格柵網(wǎng),采用防火阻燃型仿真植物進行美化,造型和顏色靈活多變,無后期養(yǎng)護負擔。
c.利用種植槽種植多年生攀爬植物??稍谶吰马敳?、底部及中部設(shè)置種植槽,選取耐旱、耐寒、成活率高的品種,尤其是抗逆性強的本地鄉(xiāng)土植物。例如三葉地錦或五葉地錦等。
柔性防護系統(tǒng)的應(yīng)用和美化,作為巖質(zhì)邊坡的生態(tài)治理的一種有效手段,在遼南地區(qū)進行了10多年的實踐與探索,在工程應(yīng)用中不斷總結(jié)經(jīng)驗,目前已形成了較成熟和完整的治理技術(shù)。它將在循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展理念的指導下,修復受損的城市生態(tài)系統(tǒng),促進城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。