高陡岩石边坡上的应用.docx
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1、岩土工程师专业辅导:高陡岩石边坡上的应用讨论(1) 1 2022年5月2日 来源:网络综合 考试保过【网络综合-岩土工程师考试指南】:1、刖舌在水利、大路、铁路、矿山等建筑工程建设中,常常有大量的开挖,开挖破坏了原有植被, 造成大量的暴露土坡和岩石边坡,导致严峻的水土流失和生态环境失衡。如水土流失、滑坡、 泥石流、局部小气候的恶化、光声污染及生物链的破坏等。这些工程所形成的边坡靠自然界 自身的力气恢复生态平衡往往需要较长时间。土质边坡通过人工防护和绿化可以在较短时间 内实现生态恢复,但岩石边坡很难恢复原有植被。随着我们我国经济实力的增加和人们环保 意识的提高,对生态环境的爱护与讨论越来越重视。
2、我国颁布的?水土保持法?对植被环境爱 护也有了明文规定。环境绿化在发达我国比较重视,如美国、法国、加拿大、澳大利亚等处处绿色成茵。边坡绿 化日本起步比较早,在工程建设中他们的主导思想是建设与绿化同步进行。边坡绿化常用的 方法有钢筋水泥框格法、植生卷铺盖法、客土植生带法、纤维绿化法、生态多孔混凝土绿化 法、厚层基材喷射绿化法等。其中客土植生带法、纤维绿化法、生态多孔混凝土绿化法、厚 层基材喷射绿化法可用于岩石边坡绿化。但是客土植生带法、纤维绿化法和厚层基材喷射绿 化法共同弱点是强度很低不能担当边坡防护作用,并且客土植生带法只能用于缓边坡,纤维 绿化法和厚层基材喷射绿化法存在保水性能差、不耐旱等缺
3、点。生态多孔混凝土绿化法强度 比较高防护作用好,但也存在两个几问题;为植物供应给分力量差且成本过高,其护坡工程 费用大约在20000-30000日元/m2。目前,国内在边坡防护与绿化方面的讨论还比较少,多 限于仿照和引进国外的边坡防护绿化方法,如国内常用的客土植生带法、生态多孔混凝土绿 化法、纤维绿化法等技术。这些技术在日本由于地理位置、气候条件相当优越,很适应植物 的生长,所以在日本是比较胜利的。我们我国内陆大部分地区基本上属于干旱气候,讨论开 发一种适合我们我国国情,对岩石边坡地既有肯定强度和抗雨水冲刷力量达到防护作用又长 期适应植物生长达到绿化目的的环保新技术是工程技术人员当前的紧要任务
4、。本文对三峡高 校专利技术“植被混凝土边坡防护绿化技术”在高陡岩石边坡上的应用进行了讨论。2、工程实例概况高坝洲水利枢纽大坝右肩至下游王家冲段高陡岩石边坡,与下游航道平行,与升船机毗邻。 坡底长260m,坡最高处达80m,倾角70-80 ,面积14000m2,岩石为灰岩,灰岩夹薄层 不发育,边坡走向40 , NW倾向,岩面为开挖新岩石。高陡岩石边坡每12 m分一个码道。 该地区属亚热带气候,年平均降雨量1200mm,最热月平均气温7月是28.8,最低月平均气 温1月是3.0.如图1所示。3、植被混凝土边坡防护绿化技术简介植被混凝土护坡绿化技术是采纳特定的混凝土配方和种子配方,对岩石边坡进行防护
5、和绿化 的新技术。它是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学和环境生 态等学科于一体的综合环保技术。植被混凝土是依据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、 绿化要求等来确定水泥、土、腐植质、保水剂、混凝土添加剂(三峡高校专利技术)及混合 植绿种子的组成比例。混合植绿种子是采纳冷季型草种和暖季型草种依据生物生长特性混合 优选而成的。植被混凝土边坡防护绿化技术详细做法是:先在岩体上铺上铁丝或塑料网,并 用锚钉和锚杆固定。将植被混凝土原料经搅拌后由常规喷锚设施喷射到岩石坡面,形成近1.1 边坡植被的退化由于道路、水电等基建工程边坡面积大、战线长,人工养护比较困难,再加上投入的资 金有
6、限,边坡绿化工程完成后,边坡植物一般都处于自生自养状态,遇到干旱、病虫等自然 灾难,极易退化、死亡。人工种植草种品种单一、生长较弱,随着时间的推移和养分水分 供应的变化,边坡上都会消失不同程度的植被退化现象,甚至会前功尽弃,这是一个特别严 峻的问题。若植被退化得不到解决,不仅会造成重复建设、资金铺张,不能起到边坡绿化防 护作用,还可能会引起新的水土流失和坡面破坏。1.2 干旱对坡面植物的威逼开挖后的岩石边坡,岩石层厚,整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间 的增长,秋冬季干旱,夏伏季酷热,土体养分渐渐消耗、流失,土壤肥力不断降低,对植物 生长构成威逼。能否解决好边坡呈现的缺土、缺水
7、、缺肥的状态以及边坡植被面临的干、 热威逼,将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。1.3 缺乏统一的工程绿化标准边坡特殊是高陡边坡、垃圾场、废弃矿山等生境条件很差,其生态防护采纳一般的绿化 方法很难奏效,需要结合工程措施为植物的生长发育制造出较为适合的基本环境条件。但在 详细施工过程中我们留意到,同样的工艺在不同地区、不同季节,或由不同的施工队伍进行 施工,效果差异很大,说明在对各类边坡、废弃矿山等生态环境恢复和工程绿化工作中还缺 乏统一、科学的技术标准,单靠阅历进行施工,阻碍了我们我国生态环境恢复技术的健康进 展。因此,我们在对更多边坡、废弃矿山等进行生态环境治理的同时:还需要对植物种子
8、配方、 基质配方等进行讨论,提高技术和管理内涵,促进生态环境恢复产业与技术的快速进展。3 边坡生态防护工程的可持续性问题要建立科学的、统一的、永久稳定的边坡生态防护技术和管理体系,可持续性是必需讨 论和解决的问题。3.1 提高边坡生态防护的资金投入在大路、铁路设计与建设中,一般都将生态功能的设计与投资作为帮助,投资较低,导致 边坡生态防护工程标准不高。应充分留意到由于边坡破坏对主体工程造成的巨大损失,提高 和加大大路、铁路、水电等基础设施边坡建设的投入,真正把边坡生态防护作为主体工程 的必要部分纳入整体工程建设当中去。3.2 边坡植被退化的防治措施防治边坡植被退化的重要措施就是乔灌草相结合,采
9、纳乡土植物种,尽量模拟出当地的 植物群落结构。实际上国外早就开头流行以乔灌木为主的绿化方式。自然 植被一般都是草 木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采纳草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施 工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔 灌草立体生态防护体系,达到恢复自然植被的目的。3.3 植物种子配比与最终群落形态不同性质的坡面对植被群落的要求不同,植物种子的配比也不同。应充分考虑当地自生优 势群落的结构特点进行种子配比,讨论确定播种及喷播时的植物配比与最终形成的植物群 落之间的动态关系,以保证和促进植物群落的健康演替。3.4 乐观引进和开发新的边坡生态
10、防护技术边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续进展和环境科学技术的挑战,边 坡生态防护技术涉及到工程力学、岩土力学、地质水文学、土壤肥料学、生物学、园 艺学、景观生态学等学科,必需不断在这些理论领域有所突破,乐观引进开发新材料、新 工艺及配套施工机械设施,充分汲取新的科研成果、先进技术和工程施工阅历,留意国际和 行业间的技术沟通与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程 成败的重要环节。4 结语目前在边坡防护绿化工程中,客土喷播、液压喷播、喷混植生等防护施工技术比较典型 和适用;滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等浇灌技术,在边坡绿化养护中能够 有效地节省水
11、资源,提高成活率,促进草灌植物生长;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根 菌、农菌及各种微生物肥料的应用,能够促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机 能和抗逆性等等。这些新技术、新产品在实践过程中,还有很多问题和工艺需要讨论和改 进,使其成本更低、操作更简洁、效果更好。随着边坡生态防护技术讨论的不断深化,各 项新技术新工艺的应用将日趋成熟和完善。参考文献:1周德培,张俊云1植被护坡工程技术Ml北京:人民交通出版社,200312白史且1高速大路绿化工程技术M:北京:中国农业出版社,200513刘书套1高速大路环境爱护与绿化Ml北京:人民交通出版社,200114赵明阶,何光春,王多垠1边坡工程处
12、治技术Ml北京:人民交通出版社,200315 日山寺喜成,安保昭,吉田宽1恢复自然环境绿化工程概论Ml罗 晶,张学培, 译1北京:中国科学技术出版社,199716赵廷宁1工程绿化学Dl北京:北京林业高校,200617杨京平,卢剑波1生态恢复工程技术Ml北京:化学工业出版社,200218黄求顺,张四平,胡岱文1边坡工程Ml重庆:重庆高校出版社,200319 张栋 ,王炳龙1香根草应用于铁路边坡防护的力学讨论J 1水土保持通报,2006 ,26 (6) :94-96110 顾小华,丁国栋,刘 胜,等1 一种新型的高速大路边坡生态防护技术J 1水土保持 讨论,2006 ,13 :106 -107 ,
13、180111 李浩,刑立侠,胡安兵1生态边坡防护技术在宁杭高速的应用J 1中国大路,2004(18) :38-391摘自一一豆丁网10cm厚度的植被混凝土。喷射完毕后,掩盖一层无纺布防晒保墙,水泥使植被混凝土形成 具有肯定强度的防护层。经过一段时间洒水养护,青草就会掩盖坡面,揭去无纺布,茂密的 青草自然生长。植被混凝土护坡绿化技术可以一劳永逸地解决岩坡防护与绿化问题。故此, 我们又称工程绿化技术4、植被混凝土边坡防护绿化技术在高坝洲的应用4.1 高坝洲工程植被混凝土的配比高坝洲工程植被混凝土由水泥、土、腐植质、长效肥、保水剂、混凝土添加剂及混合植绿种 子7种组成。水泥是形成强度达到工程防护目的
14、的固结材料,一般采纳425#大坝水泥; 是营造植物长期生长供应给分储存养分的基础材料,一般采纳壤土或沙壤土(含砂量不超过 5%);腐植质是优先为植物供应给分和产生植物根系生长空间的基础材料,一般采纳酒糟、 锯末、秸干纤维等;长效肥是为植物生长供应长期效力的复合肥,一般采纳尿素、生物肥、 化学复合肥;保水剂是水分丰裕时汲取水分,天气干燥时为植物供应水分,一般采纳粒度 100目的保水剂;混凝土添加剂是三峡高校绿野环保工程有限公司专利产品,主要功能营造植 物生长环境;混合植绿种子采纳冷季型草种和暖季型草种,混合依据生物生长特性优选配制。 依据其他边坡防护绿化工程的阅历和通过高坝洲现场生产性试验,高坝
15、洲工程植被混凝土配 比用量如表1所示。表1高坝洲工程植被混凝土配比用量kg水泥土腐植质长效肥我们又称工程绿化技术4、植被混凝土边坡防护绿化技术在高坝洲的应用4.2 高坝洲工程植被混凝土的配比高坝洲工程植被混凝土由水泥、土、腐植质、长效肥、保水剂、混凝土添加剂及混合植绿种 子7种组成。水泥是形成强度达到工程防护目的的固结材料,一般采纳425#大坝水泥;土 是营造植物长期生长供应给分储存养分的基础材料,一般采纳壤土或沙壤土(含砂量不超过 5%);腐植质是优先为植物供应给分和产生植物根系生长空间的基础材料,一般采纳酒糟、 锯末、秸干纤维等;长效肥是为植物生长供应长期效力的复合肥,一般采纳尿素、生物肥
16、、 化学复合肥;保水剂是水分丰裕时汲取水分,天气干燥时为植物供应水分,一般采纳粒度 100目的保水剂;混凝土添加剂是三峡高校绿野环保工程有限公司专利产品,主要功能营造植 物生长环境;混合植绿种子采纳冷季型草种和暖季型草种,混合依据生物生长特性优选配制。 依据其他边坡防护绿化工程的阅历和通过高坝洲现场生产性试验,高坝洲工程植被混凝土配 比用量如表1所示。表1高坝洲工程植被混凝土配比用量kg水泥土腐植质长效肥保水剂混凝土添加剂混合植绿种子15.00 120.00 10.00 0.100 0.15 10.00 0.07高坝洲边坡防护绿化工程的实践江车站岩石路堑厚层基材喷射植被爱护坡施工技术讨论中国国
17、际专家沟通网 李文华摘要讨论横江车站岩石路堑厚层基材喷射边坡植被防护机理、方法、作用和施工工艺。关键词岩石边坡 喷射植被防护 施工工艺在新建铁路工程中,防止水土流失、爱护绿色环境的生态工程,越来越被人们所重视。我公 司在新建内(江)昆(明)铁路横江车站岩石路堑边坡实施的厚层基材喷射植被护坡就是一 项生态试验段。这项新技术的开发和讨论,为我们实施生态工程供应可借鉴的依据。1工程概况横江车站位于四川省宜宾县横江镇境内的新建内昆铁路线上,岩石路堑厚层基材喷射植被护 坡试验段设地站台对面的岩石边坡上,边坡岩层为水平层理的泥岩夹砂岩,无地下水。在边 坡坡面中部取100米长作为试验段,试验段坡面垂直高度4
18、-16米,坡率1: 1,四周设M5 浆砌片石镶边,坡顶设浆砌片石截水沟,坡脚设一米浆砌片石平台,下面是4-14米路堑挡 土墙。护坡面积1485平方米。2植被防护岩石边坡稳定机理讨论岩石边坡的稳定性可依据岩石的岩性及其产状特性来确定,不同的岩石边坡采纳不同的加固 方法。对于背斜且节理不发育的坚硬的稳定型石质边坡,可用30CM长的锚钉将坡面铁丝固 定即可;而对于向斜且节理发育的不稳定型的岩石边坡,应依据实际状况设置不同长度、不 同间距的锚杆(或锚索)将其固定,锚杆头再与护坡铁丝网连接,使其形成一个边坡加固体 系。横江车站的岩石边坡厚层基材喷射植被防护稳定边坡的主要措施是采纳了直径为16mm、长 2
19、m、间距为2义2米的锚杆锚固,锚杆头与坡面铁丝网连接,为了增加坡面铁丝网与岩石坡 面的密贴程度,在锚杆间增加直径为12mm. 30cm长的锚钉将铁丝网紧紧地固定在坡面上。3绿化基材的主要成分及其作用讨论通过试验讨论发觉:绿化基材的主要成分应含有活性黏性种植土、有机肥料、木质纤维、锯 木面、粗颗粒河沙和外加剂等。种植土和有机肥料是供植生长的土壤和养料,是植物生长的基础物质;木质钎维是绿化基材 与坡面铁丝网前期边接物质,待草本植物的根系入岩石缝隙后,其连接作用失效;锯木面在 基材中可保水,减轻基材的单位重量,增大基材的内摩擦角,从而减小坡面基材的下滑力。 锯木面与木质钎维共同作用,使绿化基材稳定在
20、岩石坡面上;粗颗粒河能防止绿化基材板结 有利于植被生长,它的绿化基材中是一种疏松剂。为使绿化基材在岩石坡面上保持水土,降低水分的蒸发量,在拌制和喷射基材时还应加入适 量的化学稳定剂和团粒剂。4护坡基材与岩石坡面结合机理稳定的岩石边坡坡面铁丝网靠锚钉固定在坡面上,不稳定的岩石边坡靠锚杆(或锚索)稳定 坡面后再与坡面铁丝网连为一个整体。坡面铁丝网就是绿化基材与岩石边坡前期相结合的不 行缺少的材料。4.3 坡面铁丝网采纳8号铁丝编制成网眼为3-5cm的正方形。网眼过大会增加铁丝单位面积的负荷,使铁丝 网变形,对距离铁丝网较远的基材起不到固定作用,在基材重力作用下还会产生局部溜坍; 网眼过小,其基材在
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