三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在鐵路膨脹土路基地段的應(yīng)用研究

張聚賢

摘 要：膨脹土的反復(fù)脹縮變形及強(qiáng)度衰減特性，對(duì)路基邊坡具有長(zhǎng)期潛在的破壞作用，而傳統(tǒng)的剛性防護(hù)措施不僅難以從根本上解決此類問題，還破壞了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。通過引入三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)膨脹土路基邊坡的柔性防護(hù)，為膨脹土路基邊坡處理提供了新途徑，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)；膨脹土；鐵路路基邊坡

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.106

目前，膨脹土地區(qū)路基邊坡防護(hù)主要采用漿砌片石護(hù)坡、漿砌片石護(hù)面墻、窗孔式護(hù)坡剛性護(hù)坡方式，這些邊坡防護(hù)措施不僅容易失效，而且對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境影響較大。因此，展開對(duì)膨脹土邊坡柔性生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 傳統(tǒng)膨脹土地區(qū)邊坡防護(hù)措施類型及不足

1.1 植被防護(hù)

植被防護(hù)是指在路基邊坡上鋪草皮、植草、種紫穗槐等方式，以保持邊坡的穩(wěn)定性。由于膨脹土具有遇水即軟化、崩解的特性，膨脹土地區(qū)邊坡常常會(huì)因崩解而不斷剝落，無法給植物提供一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，導(dǎo)致植物很難扎根，進(jìn)而影響防護(hù)效果。

1.2 封閉防護(hù)

封閉防護(hù)是指采用漿砌片石等材料將坡面封閉，以防止雨水、地表水下滲引起土體膨脹。在溫度、濕度循環(huán)變化作用下，封閉層易產(chǎn)生裂縫，裂縫一旦產(chǎn)生，地表水便會(huì)沿裂縫下滲，使局部土體產(chǎn)生膨脹變形，進(jìn)一步增大封閉層的開裂程度。數(shù)次循環(huán)之后，必然會(huì)導(dǎo)致封閉層碎裂、失效。

1.3 圬工防護(hù)

剛性圬工防護(hù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)能力差，在邊坡土體脹縮變形作用下，易產(chǎn)生開裂，甚至坍塌。此外，圬工防護(hù)還隔絕了河道和邊坡背部地域的生態(tài)互動(dòng)，破壞了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。

2 三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)的構(gòu)成部件

三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)一般由生態(tài)袋、三維排水聯(lián)接扣及扎口帶構(gòu)成，當(dāng)填筑陡坡路堤時(shí)，還可選配加筋格柵。

2.1 生態(tài)袋

生態(tài)袋是三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)的基本組成單元，以聚丙烯為主要原材料制成，具有抗老化、抗紫外線、抗微生物侵蝕等特點(diǎn)。此外，生態(tài)袋還具有良好的過濾功能（透水不透土），不僅能有效防止生態(tài)袋內(nèi)土壤和營(yíng)養(yǎng)成分的流失，而且能保證水分的自由流動(dòng)，為綠色植被生長(zhǎng)提供了良好的條件。同時(shí)，生態(tài)袋等效孔徑的選擇又能保證植物根系穿過袋體自由生長(zhǎng)，根系扎入邊坡土體后，猶如無數(shù)根錨桿將生態(tài)袋與邊坡主體緊密連接起來。

2.2 三維排水聯(lián)接扣

三維排水聯(lián)接扣是用以聯(lián)接生態(tài)袋的構(gòu)件，其將各生態(tài)袋單體聯(lián)接成一個(gè)整體，形成穩(wěn)定的三角內(nèi)摩擦緊鎖結(jié)構(gòu)。三維排水聯(lián)接扣采用的倒鉤棘爪結(jié)構(gòu)，能最大限度的將生態(tài)袋緊密聯(lián)接，棘爪數(shù)量和布置位置經(jīng)嚴(yán)格優(yōu)化確定，能合理分散分散集中應(yīng)力。雙向凹槽和垂直孔洞構(gòu)成相互交錯(cuò)的非線形凸肋結(jié)構(gòu)，與倒鉤棘爪形成內(nèi)摩擦緊鎖結(jié)構(gòu)，加大了三維排水連接扣與袋體之間的摩擦力，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

2.3 扎口帶

扎口帶用以扎緊生態(tài)袋袋口，扎帶小巧，使用便捷。此外，它具有很強(qiáng)的抗紫外線和抗拉性，使用過程中幾乎不可能被拉斷，從而保證了每個(gè)生態(tài)袋的完整性和有效性。

2.4 加筋格柵（選配）

在填筑陡坡路堤時(shí)，用排水聯(lián)接扣將加筋格柵和生態(tài)袋連接起來，以增強(qiáng)護(hù)坡系統(tǒng)的整體性，進(jìn)而增強(qiáng)護(hù)坡工程的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。

3 三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用于鐵路膨脹土路基地段的優(yōu)勢(shì)

采用生態(tài)防護(hù)邊坡保護(hù)鐵路路基，主要有以下優(yōu)勢(shì)：

3.1 有利于邊坡的生態(tài)恢復(fù)

三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)施工過程中不會(huì)產(chǎn)生施工噪音和建筑垃圾，并且可以根據(jù)需要選擇合適的植被，有利于邊坡的生態(tài)恢復(fù)。當(dāng)鐵路工程穿越城市、城鎮(zhèn)等人口密集區(qū)時(shí)，不僅不會(huì)因施工對(duì)周圍居民的生活造成干擾，而且能快速恢復(fù)邊坡的生態(tài)。

3.2 施工簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)維修工作量少

三維排水柔性生態(tài)邊坡施工簡(jiǎn)單，無邊坡建設(shè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的工人也可參加施工。此外，該護(hù)坡系統(tǒng)能很好的適應(yīng)膨脹土地區(qū)邊坡的脹縮變形，將局部的集中膨脹力轉(zhuǎn)換為均布應(yīng)力，起到了“以柔克剛”的作用，從而保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少了建成后的養(yǎng)護(hù)維修工作量。

3.3 邊坡穩(wěn)定性好

三維排水柔性生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)面通過發(fā)達(dá)的植被根系與自然坡體聯(lián)接成一個(gè)整體，使二者之間不會(huì)產(chǎn)生分離，并且隨著時(shí)間的推移，日趨強(qiáng)壯的植物根系使邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越來越好，甚至可以達(dá)到永久穩(wěn)定的程度。

3.4 提高路基坡比，節(jié)省土地

由于生態(tài)袋能夠有效防止袋內(nèi)土體液化和流失，減緩雨水對(duì)路基邊坡沖刷的作用，因此可提高路基坡比。如此一來，可以直接在原單線鐵路路基上修建復(fù)線鐵路，而不需要再次征用土地，可節(jié)省大量土地。

4 結(jié)語

由于傳統(tǒng)的膨脹土地區(qū)邊坡防護(hù)措施存在造價(jià)高、易失效、不環(huán)保等諸多不足，考慮引入三維排水生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，這樣既能達(dá)到工程防護(hù)的目的，又能起到環(huán)保美觀的作用。但該技術(shù)在鐵路建設(shè)中還是一種新技術(shù)，應(yīng)用較少。在今后的工程實(shí)踐中，我們應(yīng)精心設(shè)計(jì)、不斷創(chuàng)新，使該項(xiàng)新技術(shù)能更好的適應(yīng)鐵路建設(shè)和發(fā)展，使鐵路建設(shè)向著更安全、更舒適、更環(huán)保的目標(biāo)邁進(jìn)。

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