三維柔性生態護坡技術在高速鐵路中的應用

趙晶

（中鐵十四局集團第四工程有限公司 山東濟南 250002）

新建云（昆明）桂（南寧）鐵路（廣西段）為雙線高速鐵路，設計時速200km/h，預留250km/h條件。其路基防護形式有：灌草護坡、人字形骨架護坡、錨桿（索）框架梁防護、漿砌片石等。為構建綠色環保型鐵路，標段內坡燕（坡燒）處村民聚集區，人流量大，景觀要求高，在DK157+600-DK157+918左側，長318m；DK157+600-DK157+894右側，長294m，路堤邊坡采用三維柔性生態護坡。

2 作用原理

三維柔性生態護坡系統采用“三角內摩擦緊鎖結構+三維排水+植被根系”構建的復合穩定的生態邊坡，是由具備特殊功能及特定技術參數的組件構成，而非新型環保材料的簡單堆砌。組件主要包括：生態袋、扎口帶、縫袋線及滿足多向排水功能與強度要求的三維排水聯結扣等。

3 材料要求

（1）生態袋

①以聚丙烯為主要原料，具有抗紫外線、抗酸堿鹽、抗微生物侵蝕、透水不滲土等功能。

②采用無紡針刺工藝經單面燒制制成，袋體材料不含對環境有危害性影響的聯苯胺等23種禁用的可分解芳香胺成分。

③對植物非常友善，植物根莖能自由穿透袋體快速成長。

④路堤邊坡坡率為1：1.5，袋體尺寸為580mm×330mm×150mm。

（2）生態袋的扎口帶必須具有抗紫外線與單向自鎖結構功能。

（3）三維排水聯結扣

①其雙向凹槽和垂直孔洞組合成相互交錯的非線性凸肋結構，與科學合理分布的倒鉤棘爪形成內摩擦緊鎖結構，以滿足結構穩定的要求。

②棘爪總數不少于12個，高度不小于25mm，按力學要求科學合理分布，任意兩個棘爪均不在同一剪切破壞軌跡上，最大限度的發揮每個棘爪的力學作用。

③滿足植物生長和排水的垂直孔洞不少于32個，每個孔洞直徑大于15mm，孔洞透水面積不小于聯結扣總面積的45%，以滿足多向排濾水及植物根系生長的要求。

（4）三維生態袋中需填充混合有機肥或復合肥的種植土以及混合草種。

4 施工工序

①邊坡修整→②L型混凝土基礎、排水槽施工，并在基礎嵌入底層三維排水聯結扣→③人工開挖臺階并碼砌第一層填充好的生態袋→④生態袋上人工拍實→⑤在第一層三維生態袋上安放三維聯結扣→⑥重復③～⑤步驟至設計高程面→⑦鑲邊及擋水緣施工→⑧生態邊坡表面覆土→⑨栽植灌木、液壓噴播植草→⑩養護。

4.1 邊坡修整

路堤成型后，采用機械輔以人工按照設計坡率1：1.5掛線刷坡，使坡面平整，邊坡刷完后報監理工程師檢查，合格后進行后續施工。

4.2 L型混凝土基礎、排水槽施工施工

4.2.1 L型混凝土基礎施工

測量放線，長段整體拉通線，并撒白灰標記。采用小型挖機開挖，輔以人工清理出L型基礎位置。地基承載力≥150kPa，L形基礎采用C25混凝土現場立模澆筑施工，沿線路每隔10～15m設置一道沉降縫，并用瀝青麻筋填塞。

4.2.2 排水槽施工施工

路堤坡面沿線路方向每隔15～20m設置一道排水槽，排水槽與路堤排水溝之間設置連接的排水槽，避免邊坡集中水流沖刷坡腳。排水槽采用嵌槽法施工。

4.3 生態袋碼砌施工

4.3.1 準備工作

合理選擇種植土，一般為地表壤土，土壤粘砂適中，酸堿適度（pH值6～7），有機質含量＞1.5%。無雜質、無病菌、無蟲卵及大于30mm的石塊、棍棒、垃圾等。為提高土的肥效保證綠化效果，在種植土中拌合農家肥（需發酵過的），可以摻入適當的復合肥，以保證種植土的長期肥效，降低后期養護費用。

4.3.2 碼砌施工

（1）施工要求

除頂層生態袋沿垂直于線路方向以外，以下部分在安裝過程中沿平行于線路方向碼放，需滿足以下要求：

①生態袋必須掛通線碼砌，保證線形平順，錯落有致，避免高低起伏。

②碼放時生態袋間留出3～5cm空隙，以保證壓實后生態袋袋尾與袋頭相接，但不產生搭接，以保證碼放后的生態袋外側平順、圓滑。

③生態袋長邊扎線一側靠內碼放。

④每層生態袋碼放后，用人工夯實，控制每層生態袋厚度一致。

⑤自頂層生態袋下沿坡面垂直高度每2m設置一層0.4mm厚阻水膜，寬1m，向外坡度5%。

⑥本段路堤采用25kN/m土工格柵加固邊坡，幅寬2.5m，層距0.6m，生態袋碼砌時，三維排水聯結扣需與土工格柵連接。

（2）碼砌施工步驟

重復圖1步驟至頂，頂層生態袋長方垂直坡面放置。

圖1

4.4 鑲邊及擋水緣施工

待頂部生態袋人工拍實后，沉降穩定后，進行鑲邊及擋水緣施工。采用C25混凝土現場立模一次整體澆筑，鑲邊寬0.6m，厚0.1m，擋水緣0.1m×0.1m。鑲邊頂面設置向外流水坡度4%，擋水緣應與坡面排水槽擋水緣圓順連接，沉降縫每隔10～15m設置一道，縫寬1cm，采用瀝青麻筋填塞。

4.5 生態邊坡表面覆土

在覆土之前先對生態邊坡人工灑水，使水均勻滲入生態袋10～15cm，后采用種植土在生態邊坡表面覆蓋薄薄一層，目的是填充生態袋袋體之間的空隙，并且防止生態袋受紫外線照射而影響其工程強度和壽命。

4.6 栽植灌木、液壓噴播植草

4.6.1 栽植灌木

根據設計要求定點放線，由坡頂至坡腳順序依次栽植灌木。容器苗和土球苗要去掉不易降解的包裝，裸根苗應剪去病根和傷根，栽植時保證根系舒展，扶正好均勻回填種植土，并分層夯實。栽植坑應成圓筒形，挖好后先澆灌底水，待水全部浸透后栽植。

4.6.2 液壓噴播植草

噴播前須在坡面灑水浸潤邊坡土體（盡量成霧狀，防止水流集中沖刷邊坡土）。在攪拌罐中先加入紙漿纖維、草種、復合肥料、保水劑、色素等噴播材料，然后加水，待水加至罐的2/3時開始攪拌，邊攪拌邊緩慢加入黏合劑（切忌先加入黏合劑再加水），充分攪拌，形成均勻的溶液后，再用液壓噴播機或壓力泵將其噴播在邊坡表面上，形成一層毯狀物。

4.7 養護

4.7.1 澆水

根據實際情況，適時、適量、均勻的澆水以保證植物正常生長。在干旱少雨時，尤其注意水分的補充。

4.7.2 追肥

苗木生長期間，應及時供給、補充苗木不同生長期所需要的各種營養元素，以滿足苗木的生長需要，日間施肥宜在早晚進行。

4.7.3 補植

對施工、交通、人為、病蟲害等造成的死亡苗木，應及時請走，補載原來的種類，并力求規格和原來相近，并加強管理。

4.7.4 病蟲害防治

經常觀察坡面植物生長情況，發現病蟲害應采取相應的措施及時防治，確保植物健康生長。

5 施工控制要點

三維柔性生態護坡作為一種新型的邊坡防護形式，在施工中，深刻領會圖紙意圖，掌握施工流程，嚴格遵循圖紙技術，加強過程控制，杜絕返工，以順利通過驗收。

（1）原材料控制：從正規廠家購買，附有質量合格證書，并做抽檢試驗，合格后方可使用。

（2）裝袋控制：做到“滿、實、緊”，即裝滿、墩實、扎緊。

（3）碼砌過程控制：必須做到三維生態聯結扣數量足夠、位置正確，保證袋體連接牢固，邊坡穩定。

（4）排水措施：阻水膜、泄水管的數量、位置、流水坡度必須符合設計要求，保證護坡在暴雨時，雨水能迅速排除，邊坡穩定。

（5）綠化：施工完成后，加強草灌植物的養護，提高成活率、覆蓋率，保證植物根系對袋體、邊坡的固結。

6 結束語

三維柔性生態護坡在新建云桂高速鐵路路基中的成功應用，創造了良好的經濟、社會、生態環境效益，極大的促進了高速鐵路綠色通道建設。通過現場施工和實踐檢驗，對此新型防護類型有了更深的認識，對此施工工藝有了更深的了解，對以后類似柔性防護工程提供了經驗和借鑒。

[1]周德培，張俊云.植被護坡工程技術[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]《鐵路工程綠色通道建設指南》（鐵總建設[2013]94號）[S].

[3]《鐵路林業技術管理規則》（鐵道部鐵運[2008]208號）[S].

[4]《高速鐵路路基工程施工技術指南》（鐵建設[2010]241號）[S].