TBS技术在通丹高速公路边坡防护中的应用

作者:潘春为 来源:互联网 2012-11-29 16:03:06 0人评论 1191次浏览 分类:边坡支护

摘 要:通化到丹东高速公路在路基边坡防护中采用了TBS防护技术。本文介绍了TBS防护的基本构造、作用机理以及施工要点,为今后类似的边坡防护施工提供参考。

关键词:TBS技术 路基边坡 防护

1 工程概况

本项目位于吉林省南部,由中、低山、丘陵、沼泽地貌组成,典型的中刻切剥蚀中、低山地形。沿线所经地区沟谷发育,路线多在沟谷中展布,河谷台地多为旱田及水田,山地多为天然次生林及人工林。路堑开挖后边坡岩面坚硬,但较破碎。为保持路堑边坡稳定,在边坡防护中采用了TBS护坡技术。

2 TBS技术简介

植被护坡是指“用活的植物,单独用植物或植物与土木工程措施或生命的植物材料相结合,以减轻工程坡面的不稳定性和侵蚀”。TBS技术是使用经改进的混凝土喷射机将拌和均匀的厚层基材混合物按设计厚度喷射到岩石坡面上,集岩土工程学、植物学、土壤学、肥料学、高分子化学和环境生态学等多学科于一体的综合工程技术。

TBS技术通过植被根系的力学加固和地上生物量的水文效应达到护坡和改善生态环境的目的。其基本构造为工具式锚钉或锚杆、复合材料网、厚层基材三大部分组成,其中厚层基材是本项技术的核心。厚层基材由绿化基材(简称GBM)、纤维、植壤土三部分组成。绿化基材(GBM)是植被种子生长发育,根系发展的基体,由有机质、生物菌肥、粗细纤维、PH值调整剂、全价缓释肥、保水剂、消毒剂、植壤土和水组成,作用是保证植被长期生长所需的养分平衡和水分平衡。

3 TBS技术的作用机理

3.1加筋稳定边坡机理

边坡开挖时受到破坏,其表面有很多的缝隙。喷射到边坡上的植物生长后在土体浅层中形成盘根错节的根系连接体,形成土和根系所组成的复合材料,类似于具有加筋材料的加筋土,使表层土的凝聚力大幅度增加,边坡表层土的整体抗滑性也有大幅度的提高。另一方面,生长成坪后的植被,其较深的根系可以进入表层土以下的岩石缝隙,起到桩与锚杆的作用,固定坡体。

3.2植被护坡防止雨水冲蚀

降雨造成坡面的冲蚀是诱发边坡失稳的重要因素之一。通过植物吸收与蒸腾作用,可降低土体的孔隙水压力,提高土体的抗剪强度。如果没有植物,下落的雨滴将直接打击坡面,使土体颗粒分离飞溅。由于柔性植被的存在,能拦截高速下落的雨滴,减小雨滴的能量,防止土粒飞溅,减弱雨水对于坡面的冲蚀。植被同时抑制了地表径流速度,从而控制土粒流失。土体流失量随植被覆盖率的增加而锐减。据有关文献资料:30度的边坡在200mm/h的人工降雨强度下,草坪覆盖度为100%、91%、60%、31%时,土壤的侵蚀度相应为0%、11%、40%、100%。

3.3植被系统防止岩石风化

植物发达、密集的根系在土壤中穿插、挤压、分割及网络作用和根系分泌物分解产生的胶结作用,有助于防止边坡的风化。根茎腐解过程中,为土壤微生物增加了各种养料,因而导致了各类土壤微生物的大量繁殖,有助于边坡生态环境的恢复,有利于防止岩石边坡的风化。

4 施工要点

4.1边坡防护植物的选择

TBS植被边坡防护的主体是植物,植物选择的好坏直接关系到边坡防护的成败和效果。一般而言,边坡防护的植物应满足一下要求:适应当地气候,抗寒性强;根系发达、扩展性强;耐瘠薄、耐粗放管理;种子来源丰富,发芽力强,容易更新;绿期长,多年生。

可用于边坡防护的植物资源很多,多数情况下是选择草本植物。草本植物的优点:方法简便,费用低廉;早起生长快,对防止初期的土壤侵蚀效果较好;作为生态系统恢复的起点,有利于初期表土层的形成。但是草本植物与灌木相比,草本植物根系较浅,抗拉强度较小,固坡护坡效果较差;易衰退,且衰退后二次植被很困难。灌木植物作为护坡植物的优点:根系固持力强,比草本植物覆盖的坡面稳定性强,不易发生坡面崩塌,而且,灌木不仅根系粗长,具有韧性,对土壤的固持力将逐年增强;容易与自然景观相协调;灌木覆盖的坡面不易滑落;灌木群落为主的自然景观,可将工程构造物融入其中。灌木作为护坡植物的主要缺点是成本较高;早起生长慢,植被覆盖度低,对防止早期的土壤侵蚀效果不佳。因此,我们可以通过草本植物与灌木植物混播,将两者的优势互补,达到快速持久护坡的效果,同时具有良好的景观效果。

4.2喷射基材的选择

基材的选择必须具备的条件:必须适宜所选植物种子的生长;含植物生长所需的养分与水分,并能在一定时间内保证养分与水分的供给;基材必须有一定的强度,能保持自身的稳定;基材要有一定的空隙,便于植物根系的生长;基材的pH值须保持在植物最适合生长发育的范围内;尽量做到就地取材,以减少护坡费用。

4.3施工工艺

TBS植被护坡技术施工工艺流程:坡面处理     镀锌铁丝网铺设及固定    喷射基材混合物    养护管理。

(1)坡面处理时,对于个别坡面凹陷处,可用植生袋填,保证坡面平整。

(2)铺设铁丝网时,对于个别不平顺的破灭,为保证铁丝贴服坡面,可适当增打锚杆。

(3)植物种植完成后,视植物品种情况选用吸水性强、保水性好的无纺布进行覆盖保温,防止冲刷。在整体上成苗株数不足的情况下,在确认原因的基础上进行有效地补栽、追播,形成预期的灌木群落。

5 小结

TBS技术实现了工程边坡防护与恢复植被的有机结合,对边坡开挖后快速恢复植被,保护生态环境,建设绿色通道具有明显的环境效益和社会效益。山区由于地形的限制,高边坡随处可见,在边坡生态防护中TBS技术必将成为一种重要的边坡防护方法。


参考文献:

[1]张俊云,李绍才.岩石边坡植被护坡技术.路基工程,2000年第5期

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