基于铁路路基边坡生态袋与植生袋防护技术应用
时间：2021-01-30 10:04:07 来源：达达文档网 本文已影响 人 
姚轩
摘要：铁路路基边坡防护一直是铁路环保绿化设计的重点工作。尤其是对于地质条件复杂的地区，边坡防护不仅要考虑到地质净水压力、冷冻溶解、刚性结构缝隙、沉降等问题和隐患，而且要兼顾周边生态，能够在长时间周期内发挥出防护作用。本文主要针对生态袋与植生袋防护特点，分析两种防护技术各自应用特点以及施工要点。
关键词：铁路路基;边坡;防护;生态袋;植生袋;应用
近年来，新技术、新材料的出现促进了人类向资源节约型社会的转变，为铁路路基边坡护坡工程的建设提供了良好的契机。铁路路基相对于其他工程地基而言，其边坡具有线路长，所处环境条件复杂的特点。同时，作为我国重要的交通运输设施，铁路路基边坡防护关系到火车运行的安全，因此需要根据工程地基实际，结合生态环境学、材料力学、水利、生物学、植物学等多个学科要求，采用稳固、可靠、无污染的防护方式。生态袋和植生袋防护两种技术均已广泛应用在边坡护理工程中。两种边坡防护措施都有绿化护坡的功能，但又有较大区别。
1 生态袋与植生袋的材料区别
对于铁路边坡防护工程，其作用周期长达数年甚至数十年，因此要求防护效果必须结合边坡土形成稳定的固土层。而植物的根系不仅能够达到透水保土的良好效果，而且整体性强，对环境友好。尤其是在不利于植物生长的岩土边坡形成植被，需要生态袋或植生袋具有一定的理化特性。
生态袋大多由聚丙烯或聚醋纤维为原材料制成，强度高，耐久性强。通过对袋体尺寸、单位质量、等效孔径、力学性能、透水性能和抗紫外线能力等指标性能的严格筛选，具有优异的物理及化学性能，而且生态袋无毒、不助燃，对植物友善，透水保土，有利于植被生长，植物根茎能自由穿透袋体。同时，作为户外使用材料，其材质能够抵抗紫外线的侵蚀，并不受土壤中的化学物质影响而变质，使用寿命长。
植生袋又被称绿网袋或绿化袋。不同于生态袋，植生袋的外层一般由聚乙烯或聚醋纤维网和内层的无纺布、无纺土工布构成，植物根茎能自由穿透袋体向下生长。现在应用较多的植生袋分五层，最外及最内层为尼龙纤维网，次外层为加厚的无纺布，中层为植物种子、长效复合肥、生物菌肥等混合料，次内层为能在短期内自动分解的无纺棉纤维布。可根据绿化场地的不同而生产各种不同物种不同规格的植生带，同时也可将不同物种均匀的混播，从而可建植出抗病蟲害，抗逆性更好，乔、灌、草共生的原生态群落。植生袋强度低，3至5年后会逐渐被自然风化降解，因此只用于常规的客土。由“植生袋+连接扣+植被种植”通过正三角稳固堆叠方式构成3D水土保持护坡植生绿化系统，再加上后期发达根系穿透生态袋扎入边坡泥土而使得边坡更加稳固。
2 生态袋和植生袋的应用特点
目前铁路边坡生态袋堆砌在边坡土上，并由联结扣实现整体的连接，不仅可以防止边坡土体直接受雨水冲刷，而且能够提高边坡的稳定性，建成后期，随着植物根茎的生长发育，根系向下延伸，穿透生态袋，直接扎入路基边坡岩土体中，实现植物边坡固土。可见，生态袋边坡防护兼具防护和客土绿化的功能。
植生袋保土渗水的功能减小了边坡静水压力，也保证了水分在土壤中的正常交流，提供了植被赖以生存的介质，使得边坡的绿化效果更加明显、更加有效。在水土保持护坡绿化系统中植物及其根系可以很好地穿透植生袋生长，根系在土壤中盘根错节产生强大的牵引力，从而达到生态绿化与固坡的目的。植生袋堆叠方式所形成的护坡由于自然沉降，坡顶受到火车、汽车等垂直压力而沉降。或是坡体静水压力都会使得坡体受到一个强大的水平剪切力的作用，从而使得边坡的稳定性受到影响。所以在3D水土保持护坡植生绿化系统中工程扣必须承受水平方向的剪切力，工程扣上面的六个刺尖就可以很好的承受这一剪切力，再加上植生袋袋具有透水不透土的过滤功能，从而减小了边坡的静水压力，也使得此剪切力有效减小。用植生袋建植防护的边坡，发芽快、出苗齐，形成草坪速度快，同时还具有保水和避免灌溉及大雨冲积种子的优点。
3 在铁路路基边坡防护工程中的应用
目前，铁路边坡防护的设计上都已经采取土工格栅补强的方案。在工程完工初期，边坡的稳定性较好，但随着道路的长期使用，路基以及边坡受到的损耗和破坏，使得其承载力会慢慢减小，不利因素增多。植物根系具有的强大的固土能力，所以植生袋和生态袋护坡的最终目标是达到植生绿化，并飞简单的绿化功能，更重要的是在以后根系扎进土里之后具有固土护坡，达到长久护坡的巨大作用。
生态袋和植生袋防护主要用于采用不适宜植物生长的岩土填筑的路堤边坡或不适宜植物生长的路堑边坡，生态袋强度高、耐久性好、袋体之间采用联结扣连接，可单独使用，也可与框架梁、孔窗式护墙等防护组合使用。对于不同的施工场合，对生态袋孔径大小的要求也不同。如果生态袋的孔径过大或过小，都会影响施工效果。在生态袋边坡绿化施工中，除了要了解场地的地质构造，还要对生态袋等主要材料做出相应的要求。
植生袋强度低，袋体之间无连接，整体性差，通常与骨架、框架梁、孔窗式护墙等防护组合使用。生态袋是三角形摩擦锁紧结构，整体受力，具有科学的稳定性，冲击力对能量的吸收和缓冲作用，抗震性能是传统边坡无法比拟的。通过发达的植被根系和边坡体，将结构面整合成一个均匀的整体，使人工边坡与原有的天然边坡不会分离、塌陷等现象。
4 施工及养护
铁路路基防护质量一方面在于精细施工，一方面在于后期的科学养护，两者缺一不可。
施工前，应首先对铁路路基边坡进行预处理，做好地基处理，如清除杂物、抬高切口、降低填方，以便于今后施工的植物袋边坡整洁美观。坡脚淤泥必须清除，坡面平整，无碎石、树根等杂物。边坡防护应符合设计要求。边坡应根据边坡高度设计水平排水沟或砾石盲沟。当有回填土方工程时，回填标准应符合堤防工程的有关要求，并必须分层夯筑，以保证工程质量，防止不均匀沉降。本工程地基土、回填土密实度不得低于14.5MPa。路基边坡顶部设置截水沟，边坡护岸面设置侧排水沟或盲沟。植生袋在铺设前还要将作业面用水浇透，每铺设一块，固定后再浇水，保持土质的湿润。
在施工中一定要轻拿轻放，以保证种子附着的完好。干燥的母土通常是运到现场后再进行装袋，装完的袋子应及时垛到施工面上，此环节注意袋中土质的干燥。若铁路路基是在山体或坡度较大的坡面上，则施工时要首先从下往上进行，间隔一定距离放置直径3-4厘米的PVC管，长度从基面延展到袋体墙外即可。以防止铁路基面的排水出现堵塞，进而造成塌方。对于垂直叠摞的植生袋，每叠加一定高度时，还应在基面上增加固定桩，并用绳将整层的植生袋绑紧、分别固定在固定桩上，防止墙体倒塌。
在施工完成后，随即进行养护管理，并结合施工地区的气候特点制定养护方案，在植物种子处于萌发与植物幼苗阶段，应注重保持湿度和平衡养分。在植被成坪后加强对植物抗逆性的锻炼，逐渐减少浇水、施肥次数，促进深根性的灌木生长。
5 总结
柔性环保材料的生态袋或植生袋代替传统的钢铁、水泥、石材等硬材料不仅促进了环境的改善，而且解决了传统的铁路路基边坡治理所遇到的诸多问题，例如：工程服役周期长，路基易损部位多、沉降崩溃隐患大，膨胀土地区冷冻溶解、刚性结构无法解决、不吸收噪音、视觉疲劳等，一定意义上实现了零污染、可持续的防护效果。这两种防护技术已经成为铁路路基防护重要的施工方法，在具体的施工和养护工作中，我们应该严格按照施工准则，因地制宜，确保工程质量。
参考文献：
[1] 方绪顺.生态袋挡墙护岸结构设计及其力学性能变化[J].水利水运工程学报，2014（04）.
[2] 侯伟.铁路路基边坡生态袋与植生袋防护技术应用探讨[J].建筑技术开发，2017（17）.
（作者单位：中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院）
