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土工合成材料在山区及丘陵地带工程中的加固和生态修复应用

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土工合成材料在山区及丘陵地带工程中的加固和生态修复应用

发布日期:2018-06-11 作者: 点击:

一、山区及丘陵地带工程中加固和生态恢复的必要性
    山区及丘陵地带在我国广泛分布,面积约占全国总土地面积近一半。上述区域在各项自然资源丰富的同时基础设施薄弱,因此将是我国全面建设、协调发展中的一个重点区域;随着一带一路战略的逐步实施,相当比例的工程建设需要在上述地带实施。在山区及丘陵地带的工程建设中不可避免的涉及开挖填筑作业,从而对既有的生态环境产生不利影响甚至破坏。因此不但需要进行支挡加固,也需要解决生态修复等问题。从而达到工程建设与景观、绿色环保相结合的目的。
    长期以来在山区及丘陵地带的建设中,重工程轻生态,造成了一系列水土流失、植被退化、生态环境恶化等问题。传统的重力式、钢筋砼等形式的支挡结构和防护形式缺乏对生态环境的保护、涵养功能。因此需要考虑采用新型材料、结构形式、防护方法进行改进。
    针对上述建设发展事业过程中出现的生态问题,应认真学习和贯彻习总书记多次强调的“生态兴则文明兴,生态衰则文明衰”、“绿水青山就是金山银山”、“决不以牺牲环境为代价去换取一时的经济增长”等指示。确定相应工程技术研究和发展的方向。
    近年来我国的土工合成材料产业研究应用发展迅速,为解决工程建设与生态保护协调发展提供了参考。加筋土技术可用于山区丘陵地带的支挡结构,解决了一系列工程难题;应用植生毯、三维土工垫、客土喷播等技术则可实现生态修复、涵养植被等功能。


二、土工合成材料在山丘地区加固边坡方面的应用
    基于加筋机理的支挡结构设计是土工合成材料的基本应用之一。加筋土支挡结构在山区丘陵地带的公路、铁路、水利等工程中已经得到了广泛应用并取得了明显效益。近年来在山区丘陵地带的机场高填方工程中陆续采用了加筋土技术。
    山区及丘陵地带的机场高填方工程一般具有地形起伏较大、地质条件复杂、土石方材料性能差异、工程量巨大等特点,以及由此带来的场地稳定、地基与填筑体沉降超限与差异沉降、高填方边坡自身稳定等问题。采用加筋土支挡结构有利于实现高填方的稳定和变形不超限、节约占地、降低造价、缩短工期、确保周边生态环境的恢复与建设等方面的要求。2017年5月1日颁布实施的《民用机场高填方工程技术规范》(MH/5035-2017),对加筋土挡墙的设计作了详细规定。
    宜宾机场、巫山机场、承德机场、神农架机场、河池机场均等应用了加筋土挡墙技术。
    神农架机场场地坐落于独立的狭长山脊之上,由5个高程2600m左右的山包组成。该机场原始地形复杂,山高坡陡,在飞行区平整范围有11段独立的填方边坡,边坡总长度2600 m,最大填土高度72m,平均填土高度50 m。填筑高度大、原始地形复杂、坡率法收坡困难,故选用台阶式加筋土挡墙进行处理。

 

 神农架4.png

                            神农架机场加筋土挡墙


广西河池民用机场项目中,由于西北侧填方位置原地面坡度较陡(局部坡度大于40°),如果填方采取1∶2 放坡,则局部地段放坡与近处原地面没有交线,需放至很远位置,不利于土坡稳定,采用加筋土挡墙不仅可以极大地提高坡率,减少占地,还能够有效地对高边坡进行加固。

三、土工合成材料在山丘地区的护坡与生态恢复中的应用
    长期以来,我国对环境、景观和生态问题未予以足够重视,从而产生了一系列生态破坏等问题。同时由于气候、地质等自然条件的限制,我国存在较多的如荒漠化、石漠化等地区。在山区及丘陵地带等则具体表现为自然形成或因工程建设而造成的裸露坡体,在降水、风化等外界作用下易发生崩塌、滑坡、水土流失等病害,导致生态环境进一步恶化。因此应采取相应措施进行防护治理,从而实现生态恢复、景观美化、环境改善的效果,这也是目前我国政府所提出的“五位一体”战略中的重要组成部分。
    土工合成材料在山区和丘陵地带的坡体防护和生态恢复工作中具有独特的优势,在实现工程建设的同时能兼顾生态和环境问题。如三维土工网、平面土工网、土工格室、土工模袋、植生袋等材料在工程中已发挥了其防护和生态恢复的功能。本章节结合部分产品及实例对其进行说明。
1、三维加筋绿化垫的应用
    三维加筋绿化垫可解决高陡边坡的防护问题。在植物生长初期,由于单株植物只是松散的纠结在一起,易于土层分离,起不到保护作用。而三维网的应用正是在一定的厚度范围内,增加其保护性能和机械稳定性能,植物的根系和三维网的网筋连接在一起,相当于边坡表层土壤加筋,从而增加防护层的抗张强度和抗剪强度。

2、生态袋边坡防护技术
    生态袋边坡防护技术于本世纪初引进国内。广泛应用于边坡修复、水土保持等流域,能够提供生态植被化边坡和墙体的工程系统。“生态袋”第一代产品即采用抗老化、抗紫外线、无毒、不降解的土工布料针刺成网,借鉴力学稳定的三角结构原理,辅以标准连接扣等组件,形成透水不透土、对植物友善的新型软体山坡。

3、植生毯技术
    生态植生毯技术是一种用于边坡修复的技术,其中填充物为复绿基质、草籽或者花籽的混合物。植生毯可用于公路边坡绿化及坡度较小处的绿化,对环境无污染,短期内可改善边坡的生态环境,生态效益巨大,且成本低廉材料易得,养护成本低,不仅具有可观的经济效益,而且能营造良好的景观效果。

4、土工格栅包裹式加筋土挡墙结合客土喷播技术在山体修复工程中应用
    山东某地采用土工格栅包裹式加筋土挡墙结合客土喷播技术,对某处裸露的山体进行了治理,达到了工程支挡和生态修复的双重目的,取得了良好的效果。
    该边坡属岩石边坡,由于爆破使原有坡体产生裂缝、松动,经降雨、流水冲刷及风化后产生危石、滚石,出现崩塌现象。处理时利用锚杆对边坡进行稳定加固,土工格栅反包来固定种植土与植被土。锚杆与格栅同时浇注在靠近岩面的钢筋混凝土横梁中来连接,使反包土体稳固堆附于岩面上,既起到支护加固作用,保证坡体的稳定,又有利于环保并美化边坡,收到加固与绿化的良好效果。

 


摘引自中国土工合成材料工程协会




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