土木工程(工业与民用建筑)专业范文

1生态柔性防护在高速公路边坡工程中的应用专业：土木工程（工业与民用建筑）学号：xxxx姓名：xxxx指导教师：xxx摘要：随着我国高速公路发展的日渐加快，高速公路边坡防护的问题越来越重要，成为公路建设重要的组成部分。边坡防护主要指生态防护和工程防护。传统的边坡防护方法有种草防护，植树防护，封面、护面墙防护，浆砌片石防护，抹面、捶面防护，喷射混凝土防护和锚杆铁丝网防护等等。随着生态建设和环境保护越来越热门，边坡的生态防护近年来十分流行。柔性防护三维植被网防护是一种新型的防护措施，跟传统的防护方法相比具有工艺简单，操作方便、施工速度快，节能环保等特点。本文就各种防护方法在边坡防护中的应用做了阐述，从实施可持续发展的着眼点出发，重点介绍柔性三维植被网防护的作用原理，防护特点，施工程序与施工工艺并引进了工程实例。最后还提出了一些合理建议。关键词：边坡防护；生态防护；柔性三维植被网防护21绪论1.1高速公路边坡现状简述长期以来，边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门应用，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。与此同时，防护技术在理论方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。1.2高速公路边坡常见病害以及常见防护形式目前，路基边坡的质量通病，大多是边坡破坏和坍塌。路基边坡破坏主要边坡坡面及坡脚的冲刷。边坡坍塌一般分为三类：滑动型、流动型、落石型坍塌。这三类情况可单独存在，也可同时在一种情况中出现。下面几幅图片就显示了高速公路边坡破坏造成的严重后果，因此加强边坡防护已经成为了首要任务。3图1-1高速公路盘龙收费站出口边坡坍塌图1-2湖州高速公路边坡坍塌2.边坡防护2.1边坡生态防护边坡生态防护主要是保护路基边坡表面，免受雨水冲刷，降低温差及温度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变过程，从而保护路基边坡的整体稳定性，能恢复被破坏的生态环境，降低噪音，减少光污染，保障行车安全，促进有机污染物的降解，净化空气，调节小气候。2.1.1边坡种草防护（1）适用范围种草防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路提与路4堑边坡，用以防止表面水土流失，固结表土，增强路基的稳定性。经常浸水或长期浸水的路堤边坡，种草不宜生长，不宜采用此种防护。边坡上己扎根的种草防护，可容许缓流水短时冲刷。由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。选用草籽应注意当地的土壤和气候条件，通常应以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有匍匐茎的多年生草种为宜，常用的月白茅草、毛鸭嘴、鱼肩草、果圆、雀稗、鼠尾草和小冠。最好采用几种草籽混合播种，使之生成一个良好的覆盖层。种植时草籽宜掺砂或与土粒拌和，使之播种均匀，播种时间以气候温暖、温度较大的季节为宜。（2）种植方式根据施工方法不同，有以下几种方式:(a)种子撒播法：适用于边坡土质较软，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及边坡缓于1：1的情况。(b)喷播法：适用于砾间有砂的砾质土，或厚度在25mm以下的砂质土，厚度在23mm以下的粘性土、亚粘土土坡，或当厚度在25mm以上的硬质土时，在常降暴雨地区，则与铺席工程并用。(c)客土喷播法：客土喷播技术是一种改善边坡植生环境，促进植物生长，从而在普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡上实现立体绿化、恢复自然植被的新技术。客土喷播法具有广泛的适应性，土质或岩质边坡都适用。(d)点穴、挖沟法：点穴法是在边坡上用钻具挖掘直径5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米约8～12个，将固体肥料等防入，用土、砂等将洞埋住后，再种种子。挖沟法是在边坡大致按水平间隔50cm左右，挖掘10～15cm深的沟，放入肥料后，撒播种子。（3）种草防护的缺点此种方法的缺点是由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。5图2-1高速公路边坡种草防护2.1.2铺草皮防护（1）铺草皮防护简介是将活的草皮按一定的形式铺设并固定于拟防护的路基坡面，草皮成活形成植物覆盖层，达到保护路基坡面的一种路基防护措施。路基坡面上铺草防护，其作用与种草防护相同，前者使用时要求当地有足供挖取使用的草皮地段，但在边坡高陡和坡面冲刷较严重的地方，铺草皮较种草防护收效快。块状草皮的尺寸，一般为20cm×25cm、25cm×40cm及30cm×50cm几种；带状草皮一般宽25cm，长200～300cm；草皮厚度根据草根的深度而定，一般为6～10cm，干旱和炎热地方区可增加到15cm.挖草皮时，草皮两端斜切(横切面为平行四边形），铺草皮的方法有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮、卵(片）石方格草皮。草皮应选用根系发达、茎矮叶茅草、假俭草等，干枯、腐朽及喜水草种不宜采用，泥沼地区的草皮禁用；铺草皮前应将边坡表面挖松整平，如有地下水露头，应做好排水设施；铺草皮前应在春季或初夏，干燥地区在雨季进行，不宜在冬季寒冷天气施工；路堑边坡铺草皮，应铺过路堑顶部1m或铺至截水沟边。（2）工艺流程铺植草皮可分为5个环节：(a)平整地块——经过水平测定，拉纵横线，以保证不出现积水现象；6(b)回填土壤——铺植地块土壤必须肥沃疏松，不得有石块、树根、杂草宿根宿芽；(c)起草皮——随铺随起，头天浇水湿润草坪；(d)铺植——将新鲜草皮及时满铺地面，最好在阴雨天前进行。铺后立即浇透定根水，待半干后打实，使草与土壤充分接触；(e)养护——日常管理主要是拔草、浇水、施肥、防治病虫害、修剪等。2.1.3植树防护（1）植树防护介绍在路基边坡上合理地植树，对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用，使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡。但对盐渍土、经常浸水及经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。优点：可以加强路基的稳定性，可以降低流速、防止和减少水流对路基的冲刷，可以防风、防沙、防雪，可以美化路容、调节气候，并可获得部分木材，增加收益。（2）注意事项(a)植树最好选在1：1.5或更缓的边坡上。(b)树种宜选用在当地土壤与气候条件下能迅速生长、根系发达、枝叶茂密的树种。用于冲刷防护的树种宜选用成长很快的杨柳类，或不怕水淹的灌木类，常用的有紫穗槐及夹竹桃等。(c)植树后在树木未成长前，应防止流速大于3m/s的水流侵害。当植树地带可能受到流水冲击作用时，应在前方设置障碍物，加以保护。(d)采用植树方法防护路基，应使树木及早成林，才能起到防护作用。2.1.4柔性防护三维植被网防护（1）柔性防护三维植被网防护应用现状随着人们对环保的要求越来越高，在公路工程建设中，边坡防护设计大量采用生物防护。基本实现全路段绿化，不但绿化美化了公路，还有效的降低了工程7造价，取得了良好的绿化效果。（2）柔性三维植被网结构三维植被网是以热塑性树脂为原料，采用科学配方，经挤出、拉伸等工序精制而成。它无腐蚀性，化学性稳定，对大气、土壤、微生物呈惰性。三维植被网的底层为一个高模量基础层，采用双向拉伸技术，其强度高，足以防止植被网变形，并能有效防止水土流失。三维植被网的表层为一个起泡层，膨松的网包以便填入土壤、种上草籽帮助固土，这种三维结构能更好地与土壤相结合。在边坡防护中使用三维植被能有效地保护坡面不受风、雨、洪水的侵蚀。三维植被网的初始功能是有利于植被生长。随着植被的形成，它的主要功能是帮助草根系统增强其抵抗自然水土流失能力。图2-2柔性三位植被网（3）三维植被网护坡的机理三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统。通过植物的生长对边坡进行加固的新技术，根据边坡地形地貌、土质和区域气候的特点，在边坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合与间距种植多种植物，通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的，经过生态护坡技术处理，可在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能8力。（4）土工三维植被网特点(a)使边坡具有较大的稳定性，实施三维网植草后，草根生长与三维网形成地面网系，有效防止地表径流冲刷，而根系深入原状坡面深层，使坡面土层与三维网及草坪共同组成坡面防护体系，对坡面的稳定起到重要的作用。(b)创造一个绿意浓郁的边坡生态环境，改善高速公路的景观，符合现行环境要求。(c)工艺简单，操作方便、施工速度快。(d)工程造价低圬工砌体防护造价高、工程量大，其防护面积小，并需要长期投入大量的人力、物力和财力进行维修；而三维植被网防护则投资少、见效快、效果好，只需季节性的进行修剪工作。经验表明：三维植被网护坡的造价为浆砌片石骨架植草护坡的一半，干砌片石护坡的40%，浆砌片石护坡的三分之一。(e)三维植被网能做成草毯进行异地移植，能解决需快速防护工程的植被要求。(f)三维植被网能有助于植被的均匀生长，植被的根系很容易在坡面土层中生长固定。（5）土工三维植被网规格聚合物：聚乙烯厚度：12mm单位重量：0.43kg/m2单位拉力：3.2kn/m植被网尺寸：50m*2m（6）施工程序与施工工艺三维网植草是一种新的边坡防护方式，该方法具有工艺操作方便、施工速度快、经济可行的特点，且一般能满足高速公路边坡防护和美化的要求，其施工程序与工艺如下。(1)施工程序边坡场地处理→挂网→固定→回填土→喷播草籽→覆盖无纺布→养护管理①边坡场地处理：填方边坡9在修整后的坡面上进行场地处理，首先清除石头、杂草、垃圾等杂物然后平整坡面、使坡面流畅、并要适当人工夯实。不要出现边坡凹凸不平、松垮现象。挖方边坡在修整后的坡面上进行场地处理，对表面光滑的坡面进行刮花处理；对于土质较松软的坡面采用适当人工坑实，对于凹陷处采用人工垫土修平，不要出现坡面凹凸不平、松垮现象。②挂网：三维网(EM3)在坡顶延伸50cm埋入截水沟或土中，然后自上而下平铺到坡肩，网与网间平搭，网紧贴坡面，无褶折和悬空现象。③固定：填方边坡选用Ф6mm钢筋和8＃铁丝做成的U型钉进行固定，在坡顶、搭接处采用主锚钉固定。坡面其余部分采用辅锚钉固定。坡顶锚钉间距为70cm，坡面锚钉间距为100cm。锚钉规格：主锚钉为(Ф6mm钢筋)U型钢钉长20~30cm，宽10cm，辅锚钉为(Ф8#铁丝)U型铁钉长15~20cm，宽5cm，固定时，钉与网紧贴坡面。挖方边坡主轴钉选用Ф8mm钢筋做成的U型钢钉，辅锚钉选用Ф6mm的U型钢钉，在坡顶、搭接处采用主锚钉固定，坡面