三维排水柔性生态边坡防护技术的应用
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摘要：济南化工产业园区铁路专用线项目地处黄河冲积区域，路基填料为粉砂土，该填料遇水易流失，产生边坡坍塌等病害。高填方路基边坡防护在山东省内首次采用了三维排水柔性生态防护技术，取得了良好的效果。
济南化工产业园区铁路专用线南接邯济线，北接济南裕兴化工厂场专用线，本项目主要包括接轨站及区间走行线两部分。区间走行线1.3Km长的高填方路基边坡防护在山东省内首次采用了三维排水柔性生态防护技术，取得了良好的效果。实际工程中需要一些实用性强、耐用、经济而且兼顾生态环保的重任的新技术,而三维排水柔性生态边坡防护技术正是这种新型技术的代表。
济南化工产业园区铁路专用线项目路基填料为粉砂土，该填料遇水易流失，产生边坡坍塌等病害，因此结合当地土质情况，同时为了生态环保的需要，在山东省内首次采用了三维排水柔性生态边坡防护新技术。
1、三维排水柔性生态边坡防护技术特点及工艺原理
1.1技术特点
生态边坡系统后期无需维护；可以全天候施工，受环境影响小，施工简易工期短。
生态边坡系统的材料适应温度在-50℃到170℃之间，可以随冻土一同膨胀或收缩，能有效地防止冻融带来的土体疏松滑坡等工程灾害。生态填充袋具有透水不透土的过滤功能，既能防止填充物流失，又能实现水分在土壤中的正常交流，能有效控制水土流失并能达到永久植被的效果。
生态边坡系统选用高质量的环保材料，材料在土壤中不降解，抗老化，无毒，抗酸碱及微生物侵蚀，尤其能抵抗北方地区的强紫外线，保持工程强度。
生态边坡系统会随沉降而变形，适应不均匀沉降。
1.2工艺原理
三维排水柔性生态边坡防护系统具有三角内摩擦紧锁结构、其效果与植被根系的稳固作用相结合,形成复合稳定的生态边坡。三角内摩擦紧锁结构是按照力学抗拉及抗剪原理为依据。三维排水柔性生态边坡工程系统实际是建设一个固定的容器系统，使得相关土体不管是在径流冲刷、植被附着力作用下还是其他的自然力作用下得以保持相对稳定的物理形状、不发生位移。
1.3结构可靠安全性分析
根据路基设计横断面，坡体基本参数：垂直高度6.2米，边坡比例1：1.5，现场土质为各种混合型土料。
用理正软件对边坡坡面最不利滑动面抗滑安全系数计算。结果如下：
不加筋整体滑动（加筋整体滑动）=1.427（1.428），不加筋浅层滑动（加筋浅层滑动）=2.113（2.275）
可以看出，加筋对整体抗滑稳定基本无影响，但加筋后浅层滑动安全系数增大，表层更稳定。
2施工工艺及方法
基础处理坡面清理定位放样生态袋垒砌压顶处置绿化喷播盖布或草苫养护成活。
2.1基础处理
检查坡脚基础状况：基础承载力要求应不低于140KPa；基础采用浆砌片石基础；软弱地基可采取碎石换填及抛石处理。
2.2坡面清理及定位放线
清除坡面杂物，石块，表面松散土层进行机械夯实，为保证边坡的坡度满足要求。
在砌筑前首先对起坡边线和高程进行准确量测和放样，打好边线桩。
按照每1.5米设置一道控制线，在垒砌过程中注意及时调整和校核。
2.3袋体填充料要求及装袋
袋体填充料为中粗砂和粉质粘土混合料，再添加有机肥。装袋要求：
满：袋体填充饱满，这是保证质量的关键；以袋体外标签为装土标准。
实：装袋填充土料要装的密实，装袋时每装三分之一要敦实；
紧：扎口要拉紧，确保在现场搬运和垒砌时不松扎口，扎口后袋口长度控制在5～7cm。
装好土料并拍打成型的生态袋外观尺寸要求值：580mm*330mm*150mm。
2.4生态袋垒砌
标线控制：一是纵向拉线，确保每层的平整度和纵向线条；二是坡向拉线，每50米长为一段，从坡脚到坡顶拉一根坡比线，确保施工符合设计要求。
生态袋用木槌及槽钢拍实、定型，严格控制每个袋体的定型尺寸，做到错缝均匀有致。分层垒砌时，袋体缝线朝向坡内，同层生态袋扎口摆放方向一致，袋体外边线距纵向标线2cm。夯实后将表面及外侧拍打平整，顺直美观，袋体外露部分不能起皱，相邻袋体无明显高差。
每做一层生态袋，坡内都会有10～20cm宽、15cm厚的回填土，要求回填料不能有大块土料和大粒卵石，回填部位必须用夯压机械或夯槌夯密实。
联结扣放在同层袋之间的连接缝上，基础层联结扣要求分组齿面朝上，其它层的联结扣要求分组齿面朝下放置。
施工中分层分段控制平整度，每层袋体完成后，检查袋体棱角线是否与标准线相符合，未符合要求部位立即调整，之后方可进行下层施工；
生态袋垒砌每施工2米高需对坡体做浇水预沉降。最后封顶前应预留沉降高差。
顶层铺设0.4mm厚防渗膜后再横摆1层生态袋压顶。
坡体按设计要求设置排水管，成梅花状布置。坡顶做好截水沟和排水系统。
袋体整形：坡体完成后，需对施工时造成变形部位进行调整恢复。
压顶处置：生态袋垒砌完毕后，根据图纸要求的尺寸进行生态顶护肩处置施工。
坡体覆土：坡体全部完成后，于坡体表面覆土3公分，土质为粒径较小种植土，肥料比例同袋体填充土，局部部位肥料补充由绿化工程师现场调整。
2.5绿化喷播
坡面清理：对将要施工的工作面进行清理工作，将铺设好的生态袋进行检查、整理、清除整理杂物，为喷播提供良好的场所。同时，较陡坡面可根据实际经验对材料进行调整。
浇水：把刚清理完的生态坡面全面进行浇水，浇水时务必浇透，检查的方法据经验袋体吸水情况的快慢确定或者用锣丝刀插入袋体进行确定。
运料配比：采用事先优化配比方案，将植物种子按比例结合纤维、肥料、保水剂、粘合剂等配比好。
表层播种：运用喷播机将配比好的草种进行喷播，喷时要均匀，不均匀处重新补喷，喷射施工时，喷附者应自上而下对坡面进行喷射、并尽可能保证喷出口与坡面（立面、平面）垂直，距离保持在0.8m-1m，一次喷附宽度2m-3m。
盖草苫：安全保障前提下，用草苫盖住已喷播坡面，草苫与草苫之间必须搭接超过5cm，用竹钎绕紧后垂直插入，进行时注意要尽量在草苫上轻缓走动，不要踩踏未盖草苫的喷播面。盖草苫时以布自然展开为标准盖到生态袋表面；太紧时苗木发芽生长会被束缚，太松时、风的作用草苫会在生态袋表起波浪对正在发芽的苗木起到破坏作用。
养护：盖草苫工作完成后便进入养护阶段，养护每天浇水多次，保持坡面湿润，促进种子发芽，养护中期可进行间断性浇水（使植物逐渐适应于自然环境，增强抵抗力），并注意施肥。养护管理，采用雾状水洒向坡面，按规定厚度浸润透基材，除要洒水养护外，针对实际条件和设计要求的不同，进行不同季节追肥、病害预防。
3质量控制
3.1坡面的修整
坡面的树皮、树根、垃圾、杂物等清除干净，做到坡面整洁。坡面的松石、不稳定的土体要固定或清除。
坡顶要考虑截水沟，中间平台、坡角宜设排水沟。
3.2装袋
袋较长时，每装1/3时，要将袋内填料抖紧。填料一定要尽量装的满实。扎扣要牢固结实，并试拉感觉良好即可。
袋装好后，要放倒在地面上，搬运时，不要在地面拖行或滚动搬运，放置时要轻放。
3.3生态袋垒砌
施工时确保三维排水联结扣位置放置正确，确保联结扣和袋子之间良好的联结。
铺设袋子时，注意把袋子的缝线结合一侧向内摆放，以修建一个平整漂亮的墙体。同时在袋子上踩踏或在顶层夯实有助于确保袋子之间的互锁结构紧密联结。
生态袋摆放水平面向坡内方向倾斜5%，便于增进草本植物的生长。
垒砌最大垂直高度一般不要超过3.0米。最高超过3.0米时，要浇水做预沉降，同时，动态注意沉降后的状况。
3.4喷播
喷播完工后及时覆盖无纺布，以免雨水冲刷，造成喷播材料流失。造成种子流失要及时补种。
材料放入搅拌机内要充分搅拌，以确保喷播质量。
禁止暴雨中或暴雨前施工。
严把原料、种子质量关。
三维排水柔性生态边坡工程系统是目前世界上唯一在边坡、挡土墙建设等领域采用软体环保材料取代高能耗、高污染的钢筋、水泥、石块等硬体材料建造边坡的工程专利系统，可在施工前、中或后期根据需要进行生态植被修复。尤其是在水土保持工程中，具有不可比拟的优势：99.7%的建筑材料为就近取土、生态立体植被、施工不需要“三通一平”、没有建筑垃圾、主要部件为生态环保材料等。