基于鐵路路基邊坡生態(tài)袋與植生袋防護技術應用

姚軒

摘要：鐵路路基邊坡防護一直是鐵路環(huán)保綠化設計的重點工作。尤其是對于地質(zhì)條件復雜的地區(qū)，邊坡防護不僅要考慮到地質(zhì)凈水壓力、冷凍溶解、剛性結構縫隙、沉降等問題和隱患，而且要兼顧周邊生態(tài)，能夠在長時間周期內(nèi)發(fā)揮出防護作用。本文主要針對生態(tài)袋與植生袋防護特點，分析兩種防護技術各自應用特點以及施工要點。

關鍵詞：鐵路路基;邊坡;防護;生態(tài)袋;植生袋;應用

近年來，新技術、新材料的出現(xiàn)促進了人類向資源節(jié)約型社會的轉(zhuǎn)變，為鐵路路基邊坡護坡工程的建設提供了良好的契機。鐵路路基相對于其他工程地基而言，其邊坡具有線路長，所處環(huán)境條件復雜的特點。同時，作為我國重要的交通運輸設施，鐵路路基邊坡防護關系到火車運行的安全，因此需要根據(jù)工程地基實際，結合生態(tài)環(huán)境學、材料力學、水利、生物學、植物學等多個學科要求，采用穩(wěn)固、可靠、無污染的防護方式。生態(tài)袋和植生袋防護兩種技術均已廣泛應用在邊坡護理工程中。兩種邊坡防護措施都有綠化護坡的功能，但又有較大區(qū)別。

1 生態(tài)袋與植生袋的材料區(qū)別

對于鐵路邊坡防護工程，其作用周期長達數(shù)年甚至數(shù)十年，因此要求防護效果必須結合邊坡土形成穩(wěn)定的固土層。而植物的根系不僅能夠達到透水保土的良好效果，而且整體性強，對環(huán)境友好。尤其是在不利于植物生長的巖土邊坡形成植被，需要生態(tài)袋或植生袋具有一定的理化特性。

生態(tài)袋大多由聚丙烯或聚醋纖維為原材料制成，強度高，耐久性強。通過對袋體尺寸、單位質(zhì)量、等效孔徑、力學性能、透水性能和抗紫外線能力等指標性能的嚴格篩選，具有優(yōu)異的物理及化學性能，而且生態(tài)袋無毒、不助燃，對植物友善，透水保土，有利于植被生長，植物根莖能自由穿透袋體。同時，作為戶外使用材料，其材質(zhì)能夠抵抗紫外線的侵蝕，并不受土壤中的化學物質(zhì)影響而變質(zhì)，使用壽命長。

植生袋又被稱綠網(wǎng)袋或綠化袋。不同于生態(tài)袋，植生袋的外層一般由聚乙烯或聚醋纖維網(wǎng)和內(nèi)層的無紡布、無紡土工布構成，植物根莖能自由穿透袋體向下生長?，F(xiàn)在應用較多的植生袋分五層，最外及最內(nèi)層為尼龍纖維網(wǎng)，次外層為加厚的無紡布，中層為植物種子、長效復合肥、生物菌肥等混合料，次內(nèi)層為能在短期內(nèi)自動分解的無紡棉纖維布?？筛鶕?jù)綠化場地的不同而生產(chǎn)各種不同物種不同規(guī)格的植生帶，同時也可將不同物種均勻的混播，從而可建植出抗病蟲害，抗逆性更好，喬、灌、草共生的原生態(tài)群落。植生袋強度低，3至5年后會逐漸被自然風化降解，因此只用于常規(guī)的客土。由“植生袋+連接扣+植被種植”通過正三角穩(wěn)固堆疊方式構成3D水土保持護坡植生綠化系統(tǒng)，再加上后期發(fā)達根系穿透生態(tài)袋扎入邊坡泥土而使得邊坡更加穩(wěn)固。

2 生態(tài)袋和植生袋的應用特點

目前鐵路邊坡生態(tài)袋堆砌在邊坡土上，并由聯(lián)結扣實現(xiàn)整體的連接，不僅可以防止邊坡土體直接受雨水沖刷，而且能夠提高邊坡的穩(wěn)定性，建成后期，隨著植物根莖的生長發(fā)育，根系向下延伸，穿透生態(tài)袋，直接扎入路基邊坡巖土體中，實現(xiàn)植物邊坡固土。可見，生態(tài)袋邊坡防護兼具防護和客土綠化的功能。

植生袋保土滲水的功能減小了邊坡靜水壓力，也保證了水分在土壤中的正常交流，提供了植被賴以生存的介質(zhì)，使得邊坡的綠化效果更加明顯、更加有效。在水土保持護坡綠化系統(tǒng)中植物及其根系可以很好地穿透植生袋生長，根系在土壤中盤根錯節(jié)產(chǎn)生強大的牽引力，從而達到生態(tài)綠化與固坡的目的。植生袋堆疊方式所形成的護坡由于自然沉降，坡頂受到火車、汽車等垂直壓力而沉降?；蚴瞧麦w靜水壓力都會使得坡體受到一個強大的水平剪切力的作用，從而使得邊坡的穩(wěn)定性受到影響。所以在3D水土保持護坡植生綠化系統(tǒng)中工程扣必須承受水平方向的剪切力，工程扣上面的六個刺尖就可以很好的承受這一剪切力，再加上植生袋袋具有透水不透土的過濾功能，從而減小了邊坡的靜水壓力，也使得此剪切力有效減小。用植生袋建植防護的邊坡，發(fā)芽快、出苗齊，形成草坪速度快，同時還具有保水和避免灌溉及大雨沖積種子的優(yōu)點。

3 在鐵路路基邊坡防護工程中的應用

目前，鐵路邊坡防護的設計上都已經(jīng)采取土工格柵補強的方案。在工程完工初期，邊坡的穩(wěn)定性較好，但隨著道路的長期使用，路基以及邊坡受到的損耗和破壞，使得其承載力會慢慢減小，不利因素增多。植物根系具有的強大的固土能力，所以植生袋和生態(tài)袋護坡的最終目標是達到植生綠化，并飛簡單的綠化功能，更重要的是在以后根系扎進土里之后具有固土護坡，達到長久護坡的巨大作用。

生態(tài)袋和植生袋防護主要用于采用不適宜植物生長的巖土填筑的路堤邊坡或不適宜植物生長的路塹邊坡，生態(tài)袋強度高、耐久性好、袋體之間采用聯(lián)結扣連接，可單獨使用，也可與框架梁、孔窗式護墻等防護組合使用。對于不同的施工場合，對生態(tài)袋孔徑大小的要求也不同。如果生態(tài)袋的孔徑過大或過小，都會影響施工效果。在生態(tài)袋邊坡綠化施工中，除了要了解場地的地質(zhì)構造，還要對生態(tài)袋等主要材料做出相應的要求。

植生袋強度低，袋體之間無連接，整體性差，通常與骨架、框架梁、孔窗式護墻等防護組合使用。生態(tài)袋是三角形摩擦鎖緊結構，整體受力，具有科學的穩(wěn)定性，沖擊力對能量的吸收和緩沖作用，抗震性能是傳統(tǒng)邊坡無法比擬的。通過發(fā)達的植被根系和邊坡體，將結構面整合成一個均勻的整體，使人工邊坡與原有的天然邊坡不會分離、塌陷等現(xiàn)象。

4 施工及養(yǎng)護

鐵路路基防護質(zhì)量一方面在于精細施工，一方面在于后期的科學養(yǎng)護，兩者缺一不可。

施工前，應首先對鐵路路基邊坡進行預處理，做好地基處理，如清除雜物、抬高切口、降低填方，以便于今后施工的植物袋邊坡整潔美觀。坡腳淤泥必須清除，坡面平整，無碎石、樹根等雜物。邊坡防護應符合設計要求。邊坡應根據(jù)邊坡高度設計水平排水溝或礫石盲溝。當有回填土方工程時，回填標準應符合堤防工程的有關要求，并必須分層夯筑，以保證工程質(zhì)量，防止不均勻沉降。本工程地基土、回填土密實度不得低于14.5MPa。路基邊坡頂部設置截水溝，邊坡護岸面設置側排水溝或盲溝。植生袋在鋪設前還要將作業(yè)面用水澆透，每鋪設一塊，固定后再澆水，保持土質(zhì)的濕潤。

在施工中一定要輕拿輕放，以保證種子附著的完好。干燥的母土通常是運到現(xiàn)場后再進行裝袋，裝完的袋子應及時垛到施工面上，此環(huán)節(jié)注意袋中土質(zhì)的干燥。若鐵路路基是在山體或坡度較大的坡面上，則施工時要首先從下往上進行，間隔一定距離放置直徑3-4厘米的PVC管，長度從基面延展到袋體墻外即可。以防止鐵路基面的排水出現(xiàn)堵塞，進而造成塌方。對于垂直疊摞的植生袋，每疊加一定高度時，還應在基面上增加固定樁，并用繩將整層的植生袋綁緊、分別固定在固定樁上，防止墻體倒塌。

在施工完成后，隨即進行養(yǎng)護管理，并結合施工地區(qū)的氣候特點制定養(yǎng)護方案，在植物種子處于萌發(fā)與植物幼苗階段，應注重保持濕度和平衡養(yǎng)分。在植被成坪后加強對植物抗逆性的鍛煉，逐漸減少澆水、施肥次數(shù)，促進深根性的灌木生長。

5 總結

柔性環(huán)保材料的生態(tài)袋或植生袋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵、水泥、石材等硬材料不僅促進了環(huán)境的改善，而且解決了傳統(tǒng)的鐵路路基邊坡治理所遇到的諸多問題，例如：工程服役周期長，路基易損部位多、沉降崩潰隱患大，膨脹土地區(qū)冷凍溶解、剛性結構無法解決、不吸收噪音、視覺疲勞等，一定意義上實現(xiàn)了零污染、可持續(xù)的防護效果。這兩種防護技術已經(jīng)成為鐵路路基防護重要的施工方法，在具體的施工和養(yǎng)護工作中，我們應該嚴格按照施工準則，因地制宜，確保工程質(zhì)量。

參考文獻：

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[2] 侯偉.鐵路路基邊坡生態(tài)袋與植生袋防護技術應用探討[J].建筑技術開發(fā)，2017（17）.

（作者單位：中鐵工程設計咨詢集團有限公司太原設計院）