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    土工三維植被網護坡的原理及應用

      來源:http://www.baacart.com   編輯:夢想三維植被網   發布日期:2022-01-05T10:47:29   瀏覽量:

    土工三維植被網護坡的原理及應用
    摘  要 土工三維植被網是一種立體網結構,植被、網墊和土壤三者相互纏繞交織形成一種牢固的復合力學嵌鎖體系,從而有效地防止了表面土層的滑移,使邊坡具有較大的的穩定性,是一種永久性的邊坡防護方式。有效地解決巖質邊坡、高邊坡的防護問題,提高邊坡的整體和局部的穩定性,同時降低造價,防止水土流失,改善生態環境。
    關鍵詞 三維植被網;基本原理;施工應用;經濟效益;改善生態環境
    1 前言
    土工三維植被網是一種三維結構的適用于水土保持的新型土工合成材料,可有效地防止水土流失,增加綠化面積,改善生態環境,并可有效地解決邊坡防護問題,應用結果表明,三維植被網對坡面的穩定極為有利,防護效果好。
    2 土工三維植被網護坡的基本原理
    2.1土工三維植被網的結構
    土工三維植被網是以熱塑性樹脂為原料,由單層或多層熱塑性樹脂凹凸網和高強度雙向拉伸網經熱熔后粘結而成的一種立體網結構。采用科學配方,經擠出、拉伸等工序精制而成,它無腐蝕性,化學性穩定,對土壤、微生物呈惰性。面層凹凸不平,材質疏松柔軟,留有90%以上的空間可充填土壤及沙粒。底層為一個高模量基礎層,采用雙向拉伸技術,具有延伸率低、強度高的特性,足以防止植被網變形,起著防止坡體下滑的作用。膨松的網包,通過填入土壤,種上草籽,幫助固土,三維的結構能更好地與土壤結合。
    2.2土工三維植被網護坡的機理
    根據邊坡地形地貌、土質和區域氣候的特點,在邊坡覆蓋一層土工三維植被網包并按一定的組合和間距種植草和其他植物。由于三維植被網包的固土作用,能降低雨滴的沖擊能量,并且通過網包能夠阻擋坡面面層的土體流失,增強土體抵御雨水的沖刷。網包的充填物(土顆粒、營養土及草籽等)能很好的固定,植物的根系可從整個土工網墊中舒適均衡地穿過,深入地下長達0.5~2m之深,這樣植被、網墊和土壤三者相互纏繞交織形成一種牢固的復合力學嵌鎖體系,這種復合體系具有較好的柔性,當邊坡出現沉降時可隨之沉降,不會造成架空,增加土體的抗剪強度,減少孔隙水壓力,從而有效地防止了表面土層的滑移,使邊坡具有較大的的穩定性,在邊坡的防護中有效地保護坡面不受風雨、洪水的侵蝕,是一種永久性的邊坡防護方式。
    2.3土工三維植被網護坡的特點
    由于三維植被網融合了土工網和植物護坡的優點,相當于又復合護坡的作用。三維植物網有助于植物的均勻生長,植物的根系很容易在坡面土層中生長固定。另外,三維植被網能作成草毯進行異地移植,能解決需要快速防護工程的植被要求。當工期與植被培植期發生矛盾,加筋草皮可采用三維植被網在草坪種植場或工地附近的空地預先培植,成坪后按需卷起,然后鋪設到需要的邊坡上。
    2.4土工三維植被網護坡的作用
    1)固土作用十分明顯,試驗證明:在草皮未形成時,但坡面斜角為45度時,三維土工網墊的固土阻滯率高達97.5%,當斜面為60度時,其阻滯率也高達84%,即使坡面斜角為鉛直時,阻滯率仍可高達60%。也就是說,本不應該或不可能存留土的鉛直坡面上,由于網墊的存在,仍保留阻滯住60%的土,因此,三維土工網墊具有極好的固土作用,遠遠勝于平面網,是平面網的更新換代產品。
    2)在草皮沒長成之前,網墊可以保護坡面免遭風雨侵蝕。
    3)草籽撒上以后,網墊可以牢固地保護草籽免受風吹雨沖而散失,并使之均勻地分布在坡面上。
    4)草皮長成后,和網墊及土壤三者形成一種牢固的復合力學嵌鎖體系,可防止暴雨及狂風的沖襲,并可經受高水位、大流量的沖擊,代替混凝土、漿砌片石等作為永久性的護坡層。
    5)由于網墊表面粗糙不平,使風、水流在網墊表面產生無數小渦流,能起到消能作用,促進其攜帶物沉積在網墊中。
    6)采用高分子材料PE及抗紫外線助劑加工而成,化學穩定性可靠,耐腐蝕,能在整個交通及水利工程設計年限里充分發揮作用。
    7)綠色植被能吸收機動車尾氣,降低噪聲,引導司機視線,解除司機視覺疲勞,并可以綠化公路、鐵路及河道沿線,美化景觀,保護環境。
    3 土工三維植被網在攔砂壩護坡施工中的應用
    黃草溝攔砂壩高程80m以下為堆石透水壩,高程80m以上為填方路堤。壩長147.014m,壩頂寬10m,最大壩高22m,壩頂高程89.71m,上、下游壩坡均為1:1.5,在80m高程處壩體兩側各設向外2%坡度2m寬干砌石馬道。黃草溝攔高程75m以下采用干砌石護坡,高程75m以上采用土工三維植被網護坡。
    下面以攔砂壩的土工三維植被網護坡施工為例,介紹一下土工三維植被網護坡的施工方法。
    3.1施工程序
    邊坡整理→覆蓋基層土料→土工三維植被網的鋪設→土工三維植被網的固定→播撒有機土料→播種草籽→覆蓋上層土→覆蓋材料→澆水養護。
    3.2邊坡清理及修整
    攔砂壩填筑施工完成后,首先清除大塊石頭、雜草、垃圾等雜物,然后對坡面進行細平整、使坡面流暢,并要適當壓實,避免邊坡出現凹凸不平、松垮的現象。
    由于攔砂壩為堆石壩,土工三維植被網護坡下部基層為50cm的碎石墊層,所以土工三維植被網鋪設前,必須在碎石墊層上覆蓋一層7.5cm以上的種植土。
    3.3土工三維植被網鋪設及固定
    土工三維植被網鋪設前,分別在攔砂壩的坡頂和坡腳開挖溝槽。鋪網時,應該按照從坡頂至坡腳的順序進行鋪設,鋪設過程中應保持網墊端正且與坡面緊貼,不允許懸空、歪斜或有皺褶,上下溝槽內應使網墊有足夠的反壓量。相鄰網墊之間需要搭接時,搭接寬度不小于10cm。當網墊需要上下連接時,應讓坡上部分壓住坡下部分10cm以上。
    土工三維植被網墊采用專用竹釘或U形釘呈梅花型固定,竹釘長約30cm,間距1.0m左右。網墊左右搭接及上下連接處竹釘需加密,大約每平方米使用6根竹釘,然后將上下溝槽回填土并壓實。
    2.4播撒土料及播種草籽
    1)采用干土施工法進行回填土,在網墊上均勻覆蓋一層細的有機土,厚度約為半個網高。
    2)人工將草籽與肥料及干的細土按1:10的比例均勻混合后,均勻地撒在網墊上,拋灑厚度約為3~5cm,邊坡靠近上面的部分應適量增加草籽用量。草籽也可以采用機械進行播種,將草籽與肥料、保水劑、粘合劑、纖維等輔助材料放入拌和機中均勻攪拌,利用專用壓力噴播機進行噴播。
    3)撒播完畢后,用掃帚輕掃一遍,以保證草籽全部落入網墊內部。
    4)再均勻覆蓋一層細土,土的厚度以稍蓋住網墊為宜,拋灑厚度約為1~2cm,輕微拍實。
    5)覆蓋土工織物或草簾,覆層應均勻且不宜過厚,以蓋住坡面為宜。覆蓋物應在草長出數公分厚除去。
    另外,還應注意:草籽應科學選擇,以適應生態學理論為依據。盡量選擇本地的物種,因其適應性遠遠優于引進物種,以暖季為主,冷暖季型草種相結合,從而使其能夠自身自養。播撒時應選在無風天氣進行,應避開高溫多雨和低溫寒冷季節,這樣才能保證草籽的發芽率。
    3.5養護
    土工三維植被網護坡施工完畢后,應該做好澆水、施肥等養護工作。
    1)澆水時,應該呈霧狀噴灑,時間選在早晨或傍晚進行,必須避開陽光強烈的時段。
    2)肥料應該根據土質和草的生長期進行科學選擇。
    3)施肥應該做到適時、適量。
    4 土工三維植被網的經濟效益
    土工三維植被網的應用結果表明,其經濟效益十分明顯,主要表現在以下兩方面。
    一方面,采用土工三維植被網護坡,可大幅度降低工程造價。其工程造價僅為3m×3m漿砌片石骨架防護方法的50%,是干砌片石全坡面防護方法的33%,是漿砌片石防護方法的25%。
    另一方面,采用土工三維植被網護坡,施工簡便,施工速度快。在坡面稍加平整后即可施工,平均每人每天可施工100m2以上,是其他幾種防護方法的十幾倍。
    5 結論
    護坡工程是現代交通及水利建設中極為重要的一個環節,處理不好,便會由于暴雨、洪水和風暴等因素造成邊坡的沖蝕或損壞,影響交通工程和水利工程的安全及使用壽命,因此,護坡工程在整個公路、鐵路及河堤等工程的作用不容忽視。
    近年來,土工合成材料越來越多地應用于交通建設和水利工程中,三維土工網墊用于護坡工程中效果明顯,造價低廉,得到了業內人士的普遍認可,以逐步取代傳統的混凝土板塊、漿砌石片或干砌石片等方法,廣泛應用于公路、鐵路及水利建設中,取得了良好的社會效益和經濟效益。


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