張 媛 焦露慧 路 顏

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000; 2.中國電建西北勘測設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710000)

膨脹土(expansive soil)，主要成分是強親水性礦物蒙脫石、伊利石、混層粘土礦物[1,2]，在我國很多地方均有分布。膨脹土的這種礦物組成成分，導(dǎo)致其具有吸水膨脹變形、失水收縮、反復(fù)脹縮變形的特點[3]，這一特點造成了膨脹土地區(qū)經(jīng)常發(fā)生坎坡失穩(wěn)現(xiàn)象。為了穩(wěn)固坎坡、加快梯田建設(shè)、減少坎坡破壞現(xiàn)象，人們利用PP織物袋進行生態(tài)筑坎、加固梯田。

1 PP織物袋

1.1 PP織物袋

PP織物袋，即聚丙烯復(fù)合材料織物袋，如圖1所示。這種科技研發(fā)的新型復(fù)合材料符合我們國家退耕還林、加快梯田建設(shè)的國情。目前，PP織物袋在國家的多個基礎(chǔ)交通領(lǐng)域都有應(yīng)用，如邊坡防護、礦山修復(fù)[4]、河道護坡[5]、水庫壩坡防沖刷[6]等多個建設(shè)領(lǐng)域。

1.2 PP織物袋可行性分析

PP織物袋，既符合我國“低碳社會”的要求，在水土綜合保持效益方面施工工法具有石坎無法比擬的優(yōu)越性，可從袋體質(zhì)量、經(jīng)濟成本、施工工法、生態(tài)環(huán)保四個方面來闡述：

1)材料可行性。該袋體是新型材料，不僅具有抗老化、耐久性長、抗紫外線的特點，而且透水保土利于植物生長。

2)經(jīng)濟可行性。PP織物袋的生產(chǎn)制作過程簡單，價位低廉，可用于大范圍大面積的筑坎建設(shè)。

3)施工可行性。采用PP織物袋進行梯田筑坎，施工方式簡單、筑坎速度加快，袋體本身可以承受一定的抗壓能力，普通的機械碾壓和人員踩踏不會對袋體造成破壞。PP織物袋生態(tài)筑坎解決了石料筑坎材料短缺的問題，植物生長的錨固作用對加固筑坎效果更好。

4)生態(tài)環(huán)保可行性。PP織物袋是一種抗生物降解無毒無害的新材料，利于植物生長，對環(huán)境無污染破壞。從分析結(jié)果可得，PP織物袋生態(tài)筑坎技術(shù)性價比高，成本低的同時，有效解決了石料短缺、開山取石引起的水土流失和各種安全隱患問題，筑坎穩(wěn)定性好，具備推廣優(yōu)勢。

1.3 PP織物袋筑坎方式

使用PP織物袋筑坎的步驟，先將袋體內(nèi)裝滿當?shù)氐耐寥?，擊打夯實后沿坡依次壘放；再利用土工格柵、膨脹螺絲、連接扣、加固粘合劑等配件將袋體固定、連接成為了一個整體。植物根系生長錨固作用，令袋體的結(jié)構(gòu)性、穩(wěn)定性增強，支擋田坎坎坡[7]，形成永久性支護，如圖2所示。

我國陜南地區(qū)膨脹土分布廣泛，在筑坎的工程建設(shè)中，PP織物袋袋體內(nèi)就是當?shù)厝〔牡呐蛎浲?。降雨入滲時，袋體內(nèi)的膨脹土吸水膨脹變形，產(chǎn)生膨脹壓力，降雨持續(xù)，隨著含水量的增大該壓力持續(xù)增大，最終引起了袋體鼓脹變形、袋體脹破、坎坡破壞現(xiàn)象的發(fā)生。面對這些工程災(zāi)害問題，本文設(shè)計出了集防淤排滲功能于一體的PP織物袋，一定程度上能保證筑坎效果，降低災(zāi)害損失。

2 集防淤排滲功能于一體的PP織物袋

PP織物袋袋體的孔徑是設(shè)計環(huán)節(jié)中的一個重要因素，要求相當嚴格。袋體的孔徑過大，袋體過薄、水對袋內(nèi)土體的沖刷造成水土流失，嚴重時容易引起土體發(fā)生強度破壞。袋體的孔徑過小，材料較密實厚重，一方面不利于植被的正常生長、根系的延伸作用，另一方面袋體的透水性差將導(dǎo)致淤泥堵塞，降雨入滲時坎坡內(nèi)部的靜水壓力持續(xù)增大，增加了坎坡破壞發(fā)生的幾率。針對PP織物袋袋體孔徑不宜過大不宜過小的這個難題，本文設(shè)計了一種集防淤排滲功能于一體的PP織物袋。該袋體和傳統(tǒng)袋體不同之處是，外露側(cè)、擋土側(cè)兩面孔徑不同，外露側(cè)的無紡布孔徑較大，擋土側(cè)的無紡布孔徑較小，這種新型兩面PP織物袋利用縫合線將兩側(cè)無紡布進行縫合，外露側(cè)指的是筑坎時臨空向外的一側(cè)，擋土側(cè)指的是接觸田坎土體的一側(cè)，如圖3所示。

集防淤排滲功能于一體的PP織物袋，擋土側(cè)較小的孔徑可以阻止土體中的細顆粒進入袋體，產(chǎn)生淤堵，外露側(cè)較大的孔徑使得降雨發(fā)生時袋體的排水性能提升，防淤排滲的結(jié)果使得田坎內(nèi)部的水壓力降低，對加固筑坎有顯著的作用。該織物袋筑坎施工示意圖如圖4所示，優(yōu)點如下：

1)集防淤排滲功能于一體的PP織物袋兩側(cè)無紡布孔徑不同，擋土側(cè)無紡布的孔徑大小是0.07 mm～0.20 mm，該孔徑尺寸可以有效阻止土體中的細顆粒進入袋體，造成淤堵，同時對植被生長、根系延伸有促進作用；外露側(cè)無紡布的孔徑大小是0.21 mm～0.35 mm，在降雨發(fā)生時該孔徑尺寸可以有效提升外露側(cè)的排水性能，筑坎袋內(nèi)的水壓力降低，對加固筑坎有一定幫助。2)集防淤排滲功能于一體的PP織物袋，兩側(cè)孔徑不同，擋土側(cè)無紡布的孔徑較小，符合常規(guī)織物袋孔徑尺寸大小要求；外露側(cè)無紡布的孔徑較大，在PP織物袋生產(chǎn)流程方面降低了筑坎建設(shè)時的部分生產(chǎn)費用。這種新型兩面PP織物袋既保證了袋體內(nèi)土體的營養(yǎng)成分不流失，也提高了筑坎的穩(wěn)定性能，有推廣的潛力和應(yīng)用價值。

3 結(jié)語

通過對PP織物袋筑坎過程中遇到的坎坡破壞、袋體脹破等問題的研究，本文設(shè)計了集防淤排滲功能于一體的PP織物袋，袋體兩側(cè)無紡布孔徑不同，擋土側(cè)袋面無紡布孔徑設(shè)計較小是防止土體中的細顆粒進入引起淤堵，外露側(cè)袋面無紡布孔徑設(shè)計較大，使袋體的排水性能提高，降低了田坎內(nèi)部的水壓力。這種新型兩面PP織物袋筑坎后，再用土工格柵、連接扣等物件，使得筑坎穩(wěn)定性增強，加之后期植物的根系錨固作用，很大程度上提高了梯田筑坎的穩(wěn)定性，對于防治坎坡失穩(wěn)破壞具有重要意義。