路堑石质边坡土工格室植草防护

路堑石质边坡土工格室植草防护
1前言
随着我国经济建设的蓬勃兴起，我省的基础设施建设特别是高速公路建设得到了迅猛的发展。

在建设的过程中不可避免地会开掘出大量的岩土边坡，选择适当的边坡防护方案就显得尤为重要。

在以往的建设过程中大多采用护面墙、喷浆、喷混、锚喷等纯圬工结构进行边坡防护，虽然其初期稳固和抗侵蚀效果较好，但随着时间地推移，岩石的风化、砼的老化、钢筋的锈蚀使其效果越来越差，同时其对自然生态整体环境的破坏以及在降低噪音、光污染、缓解视觉疲劳等诸多方面的缺点都与当前注重生态环境保护、坚持可持续发展的现代工程理念相去甚远，目前我省在岩土边坡防护方面均倾向于自然植被生态防护与工程防护相结合的方案。

在上瑞国道主干线邵（阳）怀（化）高速公路的建设中自然植被生态防护被广泛采用，其中利用土工格室植草防护处治路堑石质边坡已取得了一定的成效。

2工程概况
邵怀高速公路系上瑞国道主干线湖南境内的一段，全长155.58km，全程双向四车道高速公路设计，途经雪峰山天险，桥隧结构物众多，高填深切频繁，是我省第一条真正意义上的山区高速公路，同时也是交通部重点工程环境保护的试点项目。

第24合同段地处雪峰山腹地，全长6.01km，属山岭重丘区，沿线地貌以剥蚀残丘、阶地及丘陵为主，路线所经地段海拔高程最高为232.77m，最低为160.21m，沿线高填深
切路段较多，加之横跨320国道施工，具有一定的施工难度。

K140500~K142300段地形起伏较大，冲沟发育、交通不便，地层岩性均属第四系全新统，其上部为稍密状碎石土覆盖层，下伏暗紫红色砾岩，内夹泥质砂岩，局部为砂岩，路堑边坡坡比为1：0.75，原设计边坡防护方案为浆砌片石护面墙，后经总监办、监理处、施工现场踏勘，决定改用土工格室植草防护的方案进行生态防护。

3设计示意
具体设计要求见图1、图2。

4防护机理
根据本段路堑边坡的地质结构，土质岩性以及本地区的水文气候条件分析，该路堑边坡主要将产生以下两种破坏：①表层碎石土受雨水侵蚀产生冲刷，②下伏砾岩强风化层易产生风化剥落。

针对上述情况采用土工格室植草防护在施工期利用锚杆、锚锭和土工格室的相互作用整体受力使种植客土固定存留于边坡表面，待喷播的草籽、灌木种子成活后将主要依靠植被抵御坡面破坏：①植被的茎叶可产生降雨截留、消弱溅蚀和抑制地表径流的水文效应，同时其草本类植物根系盘结于破面浅层土中形成根-土复合材料产生类似如加筋的力学效应，从而防止格室内客土及边坡表面发生浅层滑动；②木本类植物的垂直根系可扎入深层，通过主根和侧根与周边岩体的摩擦作用产生类似于全长粘结型锚杆的锚固效应，其水平根系通过岩层表面的细微裂隙深入深层产生支撑的力学效应，通过木本植物垂直及水平根系所产生的综合力
学效应防止边坡发生深层滑动。

其坡面防护机理如图3。

5土工格室的选择
土工格室质量的优劣将直接影响施工过程以及完工后的防护效果，是本工程的关键，应严格把关。

土工格室是20世纪80年代国外开发的一种新型土工合成材料，以前主要用于软基处理、路基加筋等。

土工格室主要由PE、PP等高分子聚合物经造袜工序形成片材，通过专用焊接机高强力焊接而形成的一种三维网状结构物，储存运输时可合拢缩叠，使用时再伸张展开。

选购时应注意选择大厂家，质量好的产品，特别应注意其剥离强度（≥250N/5cm）、焊点质量、单元连接方式三个主要指标。

本工程选用的土工格室为河北沧州东塑集团华通工程材料公司的产品，其格室高度为100mm，焊接间距为330mm，片材厚度为1.3mm，剥离强度＞250N/5cm，焊点平顺美观，单元连接方式为螺栓式。

6植被群落设计
植被群落的选择直接关系到防护效果的优劣以及坡面小环境与四周大环境的协调效果，是所有植被防护设计的重点，应仔细调查慎重对待。

根据植物群落演替理论，典型的陆生植物群落的演替模式一般为地衣群落阶段→苔藓群落阶段→草本群落阶段→木本群落阶段，由于已经为高等植物的生长发育创造了良好的环境，因此不需要再经过地衣群落阶段和苔藓群落阶段的矿化成土过程，演替过程直接从草本群落阶段开始，同时考虑到边坡稳固以及当地自然气候条件等因素，经调查周
边自然植被种群后确定按草灌型植物群落设计，其具体设计为：
7施工方法
土工格室植草护坡施工工序为：平整坡面→排水设施施工→土工格室施工→回填客土→喷播施工→盖无纺布→前期养护
a)平整坡面
坡面平整关系到土工格室植草护坡工程的成败，坡面凹凸不平时铺设土工格室格易产生应力集中使格室焊点开裂、造成格室垮塌；同时亦会造成局部格室与坡面以间空隙过大给客土回填带来极大的难度。

因此边坡在施工时应严格控制平整顺直，特别是石质地段的爆破光面效果，同时进行人工修坡，清除坡面浮石、危石直至设计要求。

b)排水设施施工
边坡排水系统的设置是否合理和完善直接影响到坡面植被的生长环境，对于长大边坡，其坡顶、坡脚及平台均需设置排水沟，并根据坡面水流量的大小考虑是否设置坡面排水沟，一般坡面排水沟横向间距为40～50cm。

c)土工格室施工
i.在坡面上按设计的锚杆位置放样，采用钻杆进行钻孔，成孔后将按设计要求弯制好并防锈处理完毕的锚杆打入孔内；
ii.锚杆设置完毕后，应马上开始悬挂土工格室。

悬挂时应注意各单元间连接时应尽量对齐并钮紧连接螺栓，同时应使土工格室尽量张开贴紧坡面；
iii.土工格室悬挂完毕后即可按要求设置砼锚锭块，施工时应保证锚锭块振捣密实。

d)回填客土
土工格室固定好后即可向格室内填充客土。

客土应尽量选择种植土，路基施工时清除的表土是理想的土源，严禁使用搀杂石块、砂砾的土源。

充填前可适当湿润土体使之成团有利于施工。

充填时可自下而上逐层进行，施工不便时可设置扶梯多人传递块。

充填时应使每个格室中的客土密实、饱满，并高出格室表面1～2cm。

充填时应特别注意施工安全，攀爬作业必须使用安全绳。

e)喷播施工
客土回填完毕后应抓紧进行喷播施工。

按设计比例配合草种、木纤维、保水剂、黏合剂、肥料、染色剂及水的混合物料，并通过喷播机均匀喷射于坡面。

f)盖无纺布
为使草种免受雨水冲刷，并实现保温保湿，应加盖无纺布，促进草种的发芽生长。

无纺布覆盖时应按40*40cm的间距设置固定竹钉，因山区风大，应派人监控注意及时补钉竹钉，补盖无纺布。

g)前期养护
i.洒水养护：用高压喷雾器使养护水成雾状均匀的湿润坡面，注意控制好喷头与坡面的距离和移动速度，保证无高压流水冲击坡面形成径流。

养护期限视坡面植被生长状况而定。

ii.追肥：应根据植物生长需要及时追肥。

iii.及时补播：草种发芽后，应及时对稀疏无草区进行补播。

8注意事项
a)土工格室植草护坡适应于坡率不陡于1：0.75、每级边坡高度不超过10m的泥岩、灰岩、砂岩、砾岩等岩质路堑边坡。

b)一般应选择在春季进行施工，应尽量避免在暴雨季节施工。

c)各工序间应紧密衔接，避免成型坡面长时间暴露产生破坏以及客土受雨水冲刷。

d)注意选购质量可靠的土工格室产品。

e)施工时应注意施工安全。

f)根据实际情况可在坡脚设置挡土墙等支挡结构物。

9结束语
生态防护是近年来高速公路建设中提出的一个新课题，其在环境保护、保证可持续发展方面的意义十分深远，是今后工程防护的发展方向，同时也是工程界积极响应国家环境保护号召大力建设绿色通道的迫切需要。

本文提到的土工格室植草护坡只是其中的一种形式，其在邵怀高速公路第24合同段K139500~K142300石质路堑段的应用已得到了初步的肯定，其功效尚需进一步论证。