道路與鐵道工程中的邊坡生態防護技術
道路與鐵道工程中的邊坡生態防護技術的應用對我國實現可持續發展有著一定的推動作用,本文主要分析了道路與鐵道工程中的邊坡生態防護技術,以供參考和借鑒。
道路與鐵道工程中的邊坡生態防護技術【1】
摘 要:當前我國的道路和鐵道工程建設數量和建設的規模都在不是短的發展,同時人們越來越重視環境保護,在道路和鐵道工程施工的過程中,邊坡生態防護技術也在這樣的時代背景下得到了較為廣泛的應用。
這項技術的應用對我國實現可持續發展有著一定的推動作用,本文主要分析了道路與鐵道工程中的邊坡生態防護技術,以供參考和借鑒。
關鍵詞:鐵道工程;邊坡生態;防護技術
邊坡生態防護技術通常就是指邊坡制備依靠根莖之間的相互纏繞從而對整個邊坡進行有效的加固,這種技術在應用的過程中可以十分有效的改善空氣的質量,同時也使得行車的安全得到了顯著的提高,而當前我國人民更加重視生態環境的保護,所以在這樣的情況下,邊坡生態防護技術也已經成為了一種非常重要的發展趨勢。
1 邊坡生態防護的發展前景
邊坡防護分為兩類:一類是工程防護,另一類是生態防護。
工程防護主要是用在地質條件較差地段,為保持邊坡穩定而采用的邊坡防護措施,常見的防護措施有三合土抹面、噴混凝土、漿砌片石護墻、掛網噴錨、擋土墻、抗滑樁等。
在以往道路與鐵道工程建設中,邊坡防護對其穩定性考慮較多,通常采用單純的工程防護,而對生態防護并沒有引起足夠重視,導致被破壞的植物得不到恢復,邊坡與自然環境不相協調,視角比較生硬,不但缺乏美感,而且還會產生光聲污染,甚至局部環境惡化。
生態防護主要是植物防護及植物與工程措施相結合邊坡防護措施,它能有效地改善道路景觀,營造生態環境,以實現邊坡防護和景觀綠化兩大功能的完美結合。
生態防護不僅有利于邊坡的穩定,而且還可恢復植被,吸收噪音,減少太陽輻射,凈化大氣污染,調節局部小氣候等特點,這種防護方式越來越受到重視,同時也是邊坡防護發展的必然趨勢。
2、邊坡生態防護的基本原理
邊坡生態防護技術是基于生態工程學、工程力學、植物學、水力學等學科的基本原理,利用活性植被材料,結合其他工程材料在邊坡上構建具生態功能的護坡系統。
通過生態工程自支撐、自組織、與自我修復等功能來實現邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態恢復,以達到減少水土流失、維持生態多樣性和生態平衡及美化環境等目的。
一般認為生態防護的主要作用機理是植物根系對邊坡土體的三維錨固作用。
植物的垂直根系穿過坡體淺表的松散風化層,錨固到穩定層,起到錨桿作用。
在土壤表層及下覆風化殘積層中盤根錯節的根系,可視為三維加筋材料,可增加土體的凝聚力值。
另外,植被的蒸騰作用對地下水系的影響,以及微生物對土體的自我調節功能也對邊坡防護起著不可忽視的作用。
3、邊坡生態防護的主要類型
植物生態護坡已經在公路、鐵路、河道等邊坡工程中使用,其主要類型有以下幾種:
3.1人工植被
人工植被主要有人工撒草籽、人工鋪草坪和花格草皮以及人工栽種灌木等方式,這種方法操作方法十分的方便,同時在工程造價投入上相對也比較低,但是這種方法施工效率并不是很高,在工程建設的過程中不具有良好的適應性,在施工的質量和效果方面也不盡如人意。
這種方法一般應用在面積比較小、坡度也不
是很大的土質或者砂土類的邊坡當中。
3.2植生帶
這種方法通常就是將植物的種子夾在無紡土工織物和天然的纖維墊中間,從而使其直接貼在邊坡表面的一種綠化的方法。
這種方法的優勢就是植生帶當中能夠設置草種或者是肥料,在施肥均勻性方面有比較明顯的優勢,草種和肥料也不是十分的容易移動,植生帶在使用的過程中能夠體現出非常好的飽水性能,此外還能防止水分對草種的沖刷作用。
草種在播撒的時候出苗的效果比較好。
在很短的時間之內就可以發揮其積極的作用。
施工中比較節省時間,在操作的過程中也比較方便快捷,可以按照實際的需要對植物進行剪裁。
其也存在著一定的不足,它在施工中對鋪設的要求比較嚴格,應用的范圍十分有限,適應能力并不是很強,這種方法比較適合使用在坡度較小,平整度較好的邊坡當中,這種方法當前在北方的邊坡綠化和水土保持工作中具有非常好的應用效果,但是在南方的邊坡生態防護工程當中并沒有得到廣泛的應用。
3.3.液壓噴播
液壓噴播通常是借助噴呀噴播及來對草坪植物的種子、肥料以及穩定劑進行均勻播撒的技術,這種技術的優勢是施工十分的方便,同時其速度比其他的技術更快,草坪的均勻性較強,工程施工中投入相對較小,同時可以在很大的范圍之內加以應用。
3.4網帶工程
這種技術通常是將種子、肥料和土壤等多種物質裝在纖維網或者是金屬網袋當中,之后要將其固定在邊坡的表面,從而實現綠化功能的技術。
這種方法的優勢是其使用的范圍比較大,同時具有非常好的適應性,但是其也存在著一定的缺點,其成本投入子昂對較高,施工中對技術的要求也比較嚴格,比較適合使用在土石邊坡和巖質邊坡當中。
3.5框格工程
這是一種圬工防護措施與生態防護措施相結合的方法,它采取在邊坡上砌筑、裝配一定形狀的混凝土(或其它具有一定強度的工程材料)框格,然后在框格內堆填土或土袋來進行綠化。
該方法框格形式主要有:方格型、拱形型和人字型等。
施工順序為平整坡面框格施工回堆填土或土袋撒種子或鋪草皮前期養護。
優點是抗沖刷能力較強;缺點是施工較繁瑣。
適合于坡度較陡的土質和易風化的巖質邊坡。
3.6客土種子噴播工程
采用濕式噴槍,通過壓縮空氣將植物種子、肥料、土壤和水的混合物灑布在邊坡表面上,形成1~3cm厚的植被層,再在上面灑布一層乳化瀝青或鋪設無紡布以減少雨水沖刷并延緩土壤中水分的揮發。
客土種子噴播工程一般多與金屬網或土工網張拉工程組合施工。
該方法優點是應用范圍廣、適應性強、施工效率較高;缺點是成本高、施工較繁瑣。
適合于各類土壤成分少、土壤硬度高的挖方邊坡。
目前該方法在國內也得到了研究和應用。
3.7植被型多孔混凝土護坡
該技術的研究始于20世紀90年代中期,是在多孔混凝土的孔隙中填入種籽、保水劑、有機質和肥料等的混合物,然后澆水促使植物發芽。
該方法施工順序是清坡坡面填入培養土層安裝植被混凝土試件填充試件間接縫砂漿養護。
該技術的特點是坡面結構穩定,造型美觀、規整,同時具有很好的環境效益。
缺點是施工復雜,造價較高。
該方法適用于風化巖石、堅硬巖石邊坡,經適當簡化也可用在土質邊坡或平地。
4、結語
在道路和鐵道邊坡生態防護中,其最為重要的一個目的就是要在保證邊坡穩定性的前提下對植被進行保護和修復,我國這項技術發展的時間并不是很長,總體上來說還有很多不成熟的地方,所以需要不斷的改進和完善,只有這樣,才能更好的促進我國的生態建設。
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道路工程邊坡防護技術研究【2】
【摘要】路基的穩定是道路功能得以實現的前提條件,邊坡防護是為路基穩定提供良好技術支撐的技術工藝,本文從邊坡施工工藝到邊坡防護工程的施工,系統的研究了道路高邊坡防護工程技術,對工程實踐提供技術支撐。
【關鍵字】路基;邊坡;防護工程
1. 引言
路基防護工程是道路建設的主要工程之一,邊坡防護技術的應用,極大的提高了路基整體的穩定性,高路基邊坡的施工技術主要包括兩個方面:高邊坡的施工以及防護施工工藝。
2. 高邊坡施工工藝
施工順序為:測量放樣 臨時排水 土方挖運 邊坡修整 平臺鋪砌及攔水埂 坡面客土噴播
用全站儀放出高邊坡坡頂和坡腳的開挖線,并設置引樁固定,測量坡頂及坡腳標高,推算出分級邊坡坡腳和坡頂線。
根據地形特點,設置邊坡的開挖控制點。
臨時排水:施工前做好臨時截水溝和排水溝,截斷流向作業區的水源,防止沖刷邊坡及路基。
施工中及時將地層水排走。
防止開挖面積水,保證施工期間排水通暢。
土方挖運:修筑分級施工平臺和施工便道,逐級開挖。
用挖掘機開挖路基土方,挖出的用自卸汽車運至棄土場處理。
土方開挖時自上而下進行,不得亂挖超挖,嚴禁掏挖開挖,開挖至坡面線前,預留30cm的寬度,刷坡時再挖除,保證刷坡過程中設計邊坡線外的土層不受擾動。
施工過程中根據開挖情況隨時進行地質核查并對邊坡穩定性進行監測,如實際情況與設計不符,應會同設計單位等進行處理。
開挖時如遇到地下水,應采取排導措施,將水引入路基排水系統,不得隨意堵塞泉眼。
邊坡整修:邊坡整修從開挖面往下分段整修,每下挖2-3m,對新開挖邊坡刷坡,同時清除危石及松動石塊。
平臺鋪砌及攔水埂:分級平面開挖完成后,及時用漿砌片石對平面進行鋪砌、修筑攔水埂和砌筑邊溝。
排水溝施工應從下游向上游開挖,不得滲漏、積水和沖刷邊坡及路基,排水溝線形要平順,轉彎處宜為弧形線形,排水溝及出水口應設置跌水和急流槽將水流引出路基排水系統。
3邊坡防護施工工藝
土釘采用Ф25HRB335螺紋鋼筋制作,土釘長9.0m。
現場制作絲口,鋼墊板厚度15mm,開孔孔徑32mm。
采用φ6 HPB235鋼筋制作支架,支架間距2.00m,每個支架用2根HRB335鋼筋與土釘焊接,支架鋼筋夾角按90度布置。
鋼筋網采用φ10 HPB235鋼筋制作,縱橫向間距15×15cm,可先綁扎預制,也可在現場綁扎。
鋼筋網格應布置均勻,采用點焊或用鐵絲牢固綁扎,鋼筋網應放在土釘鋼板墊內側。
預制鋼筋網尺寸應根據坡面高度進行調整,但鋼筋橫間距必須保持15cm。
施工時間段的選擇要堅持旱季施工,雨天前完工的原則。
土釘墻邊坡應分段分級開挖,分段分級支護,分級高度不大于2.0m,嚴禁一次性開挖至坡腳。
分級高度應與土釘設置相協調,開挖深度(即土釘豎向距離)和設置土釘的施工順序分段進行。
邊坡開挖及土釘施工必須分層開挖分層錨固,待土層錨桿砂漿強度達到70%后,才能開挖下部邊坡及施工下部錨桿。
邊坡土體暴露時間不得超過規定時限。
對于自穩能力差的土體如高含水量的黏性土和無天然黏結力的砂土應立即進行支護。
采取任何開挖手段開挖時嚴禁邊壁超挖或松動邊壁土體。
邊坡刷坡時用人工鏟鍬切削修坡配合,保證邊壁平整并符合設計規定的坡度。
土釘施工至擋土墻頂面后,應及時開展擋土墻的施工。
路塹擋土墻應分段開挖分段砌筑,分段長度為5m。
基底夯實后必須進行基底承載力檢測。
基坑嚴禁長時間暴露。
施工錨桿。
(1)、成孔:采用螺旋鉆機干鉆成孔,保證鉆孔傾角、孔位滿足規范要求,注漿應飽滿密實。
用高壓風清孔,鉆孔必須順直,土釘鉆孔方向與坡面垂直,孔深為9.16m。
成孔孔徑110mm,土釘平面布置間距為1.25(水平)×1.25(垂直)m。
鉆孔前用全站儀、水準儀、鋼卷尺測量放樣并對孔位編號。
孔位的允許偏差不大于150�L,與坡面傾角不大于3度、孔直徑為+20,-5�L、空深為+200,-50�L。
成孔直徑為110mm。
(2、)安裝土釘
土釘鋼筋要調直、除銹、去污。
注漿導管與鋼筋一起安裝。
導管端部用混凝土錨固。
土釘安裝就位后用防水膠布將絲口段包裹嚴密。
(3)、注漿、
孔內灌注M30水泥砂漿,注漿壓力不小于0.2Mpa。
注漿用水泥砂漿的水灰比不宜超過0.4―0.45。
當用水泥凈漿時水灰比不宜超過0.45―0.50,并宜加入適量的速凝劑等外加劑用以促進早凝和控制泌水。
向孔內注入漿體的充盈系數必須大于1。
用于注漿的水泥漿強度用70×70×70(�L)立方體試件,經標準養護后測定,每批至少留3組試件,每組3塊。
5、安裝無砂混凝土板和設置泄水孔
土釘墻里面設置泄水孔,縱橫間距均為2.5m,泄水孔反濾層采用無砂砼板,尺寸為0.3×0.3×0.1m,泄水孔埋設Ф50 mmPVC管,長18cm。
6、護腳施工:
護腳高60cm,寬40cm,用C15混凝土現澆。
7、噴射5cm厚C25混凝土
為保證施工時的噴射混凝土厚度達到規定值,可在邊壁面上垂直打入短的鋼筋段作為標志。
噴射混凝土的噴射順序應自下而上,噴頭與受噴面距離宜控制在0.8m~1.5m范圍內,射流方向垂直指向噴射面,但在鋼筋部位,應先噴填鋼筋后方,然后再噴填鋼筋前方,防止在鋼筋背面出現空隙。
噴射混凝土終凝后2小時,應根據當地條件,采取連續噴水養護5-7天,或噴涂養護劑。
噴射混凝土強度可用立方體試塊進行測定,制作試塊時應將試摸底面緊貼邊壁,從側向噴入混凝土,每批至少留取3組試件,每組3塊。
8、掛鋼筋網
鋼筋網應放在土釘鋼板墊內側。
預制鋼筋網尺寸應根據坡面高度進行調整,但鋼筋橫間距必須保持15cm。
鋼筋網片可用焊接或綁扎而成,網格允許偏差為±10�L.鋼筋網鋪設時每邊的搭接長度不應小于一個網格邊長或200�L,如為焊接則焊接長度不小于網筋直徑的10倍.
9、錨桿鎖定噴射9cmC25混凝土
鋼筋網掛設完成后,對錨釘加設鋼墊板,鎖定錨桿,再噴射9cmC25混凝土。
在噴射混凝土前,面層內的鋼筋網片應牢固固定在邊壁上并符合規定的保護層厚度要求,一般≥25�L。
在噴射混凝土作業前,應仔細清除預留施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑,保持第一層混凝土面干凈,并噴水使之潮濕。
噴射混凝土的噴射順序應自下而上,噴頭與受噴面距離宜控制在0.8m~1.5m范圍內,射流方向垂直指向噴射面,但在鋼筋部位,應先噴填鋼筋后方,然后再噴填鋼筋前方,防止在鋼筋背面出現空隙。
用邊長150�L立方體試模,制作3組試件,測定噴射混凝土強度。
10、噴1cmM20水泥砂漿
在混凝土終凝后,再噴射1 cm的M20水泥砂漿飾面,砂漿噴射應均勻,保證坡面平整光滑。
11、 養護
噴射砂漿終凝后2小時,應根據當地條件,采取連續噴水養護5-7天,或噴涂養護劑。
4小結
本文研究了高邊坡的施工技術及防護技術,從邊坡成型施工工藝研究,再到邊坡防護技術的研究,系統的研究了高邊坡的施工工藝技術,對道路邊坡防護技術,特別是高邊坡防護工程技術提高了一定的技術借鑒。
參考文獻
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公路施工中的邊坡防護技術探析【3】
【摘 要】高邊坡是自然或人為形成的斜坡,是工程建設中最常見的工程形式。
對于公路、建筑、礦山、水利水電、鐵路建設等形成的工程高邊坡,當坡面是土時,為防止坡面土壤發生侵蝕和淺層滑坡,從自然和人為兩個方面介紹了影響高邊坡穩定性的因素,針對這些影響因素,本文在分析了高邊坡傳統防護技術的基礎上,介紹了高邊坡技術在公路中的應用。
【關鍵詞】公路施工;邊坡;防護
一、高邊坡路段常見的主要病害
(1)滑坡。
滑坡是斜坡部分巖土在自然與重力作用下,沿軟弱石慢慢地、整體向下移動,按引起滑動的力學特征區分,可分為牽引式滑坡和推移式滑坡。
牽引式滑坡是下部滑動,使上部失去支撐而滑動,一般速度較慢,橫向張性裂縫發育,表面多呈階梯或陡坎狀。
推移式滑坡是上部巖土擠壓下部巖土產生變形,滑動速度較快,滑體表面呈波狀起伏。
在公路建設中,如設計不當,改變了原來斜坡的平衡狀態,則將引發工程新滑坡或古滑坡的復活,廣東省還有古滑坡產生的次生滑坡。
(2)崩塌。
崩塌是指整體巖石土塊脫離團體,突然從較陡的斜坡上崩落下來,并順斜坡猛烈翻轉、跳躍,最后落在山腳。
它有突發性,危害很大。
(3)剝落。
高邊坡表層風化,在雨水沖刷和重力作用下,不斷沿傾斜坡滾落。
二、高邊坡防護式
(1)種草、植樹、鋪草皮。
種草是現今高等級公路邊坡防護施工中最優先考慮的邊坡防護形式,它包含將坡面預先掛網或漿砌成嗣格(拱形)或窗孔式等加固后,再進行植草等。
這些防護形式有利于美化自然環境,但這種防護形式受地質情況的變化影響較大,尤其是在巖石邊坡中不能適用,而植樹只能考慮較緩的邊坡選用草種應根據防護目的、氣候、土質、施工季節等因素確定,種子的配合量、播種量、防護地點及施工方法也是關鍵所在。
(2)栽藤。
主要用于土石夾雜難以種草植樹的段落,通過藤草的爬跗作用將坡面進行覆蓋,從而和周圍環境協調一致。
(3)框格防護。
框格的大小應視邊坡坡度、土質而定,并注意與景璁靜調可根據不同情況分別采用砼、漿砌片、塊石、卵礫石等徽骨槊。
(4)封面。
封面主要有抹面、捶面、噴漿、噴射砼等防護形式。
抹面適用于易風化的軟質巖石挖方邊拔;捶面適用于受雨水沖刷的土質邊坡和易風化的巖石邊坡;噴泉和碴射砼適用于邊坡易風化、裂脒和節理發育、坡面不平整的巖石挖方地段。
(5)護面墻。
該形式適用于防護易風化或風化嚴重的軟質巖石或教破碎巖石的挖方邊坡,以及坡面易受蹬蝕的土質邊坡。
其基礎應設置在穩定的基礎上,可采用漿砌片(塊)石結構或現澆砼.預嗣砼構件.根據情況可選用實體式、重孔式、拱式等類型。
(6)干砌片石。
適用于容易受水侵蝕的土質邊坡,以及嚴重剝落的較質巖石邊坡.分為單層和雙層鋪砌兩種。
(7)漿砌片(卵)石護坡與砼預制塊護坡。
適用于土質較穩定,土體含水量較多.地下水和地表水較少的邊坡。
(8)錨桿鐵絲網噴漿或噴射砼護坡。
適用于坡面較為碎裂的硬巖或層狀結構不連續地層,以及坡面巖石與基礎分開并有可能下滑的挖方邊坡。
(9)錨柱或預應力錨案樁框拮。
適用于邊坡破碎松散、滑動面較大,清挖土石方工程量較大的段落。
在處治這類滑坡過程中應查明滑坡性質,和滑坡體附近的地形、地貌、地質結構、巖性、水文地質,以及滑坡的成因、類型、滑坡特征和規模等工程地質條件。
再采用工程地質調查法和力學驗證等形式來判斷槽坡的穩定性。
在具體整治滑坡時應首先做好排水工程,然后針對滑坡的主要因素,結臺公路的實際情況、施工條件和要求,采用以防為主,綜合治理的原射。
三、邊坡防護與加固治理措施
路基邊坡防護與加固應符合“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結合、經久耐用、節省造價和造型美觀”的原則。
路基邊坡防護與加固包括植物防護、工程防護、柔性支護與防護、綜合防護等幾種類型。
植物防護不僅可以美化公路環境,調節邊坡的濕溫,起到固結和穩定邊坡的作用,而目又比較簡單、經濟。
一般來說,防護工程應優先考慮植物防護,當然其土壤必須適宜于植物的生長,而且邊坡比較平緩,坡高不大。
在高速公路上,常用的植物防護有植草、鋪草皮和植樹等。
工程防護主要是針對不適宜植物生長的土質填、挖方邊坡或風化嚴重、節理發育的巖石路基邊坡,以及碎(礫)石土的挖方邊坡等,采取工程防護措施即設置人工構造物防護。
工程防護的類型有護面墻防護、干砌片石防護、漿砌片石防護、水泥混凝土預制塊防護、錨桿防護、擋土墻以及土工合成材料防護等。
柔性支護與防護主要包括三維植被網、鋼繩網主動防護等防護形式。
對于邊坡破壞較嚴重的情況,如出現塌方、滑坡以及可能出現失穩等,必須采取相應的措施來確保邊坡的穩定性(強度方面)和安全性(變形方面)。
根據邊坡的不良工程地質特征和滑土安力口固治理與防護工程特色,主要選取適用性強、易于操作、工程負效應小的措施,如抗滑樁、錨桿(索)、擋土墻、削坡和灌漿等,使其分別適用于不同塌方、滑坡的物理力學條件和地質條件。
參考文獻
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