土工合成材料在山區及丘陵地帶工程中的加固和生態修復應用

摘  要：山區和丘陵地帶在我國廣泛分布，我國全面進步、協調發展及一帶一路建設中均需在上述地帶展開。工程中的開挖填筑等施工對生態環境易產生不利影響。在采用支擋結構進行加固的同時也需解決綠化、景觀和生態修復等問題。土工合成材料產品和技術的發展為上述工作提供了支持。

一、山區及丘陵地帶工程中加固和生態恢復的必要性

    山區及丘陵地帶在我國廣泛分布，面積約占全國總土地面積近一半。上述區域在各項自然資源豐富的同時基礎設施薄弱，因此將是我國全面建設、協調發展中的一個重點區域；隨著一帶一路戰略的逐步實施，相當比例的工程建設需要在上述地帶實施。在山區及丘陵地帶的工程建設中不可避免的涉及開挖填筑作業，從而對既有的生態環境產生不利影響甚至破壞。因此不但需要進行支擋加固，也需要解決生態修復等問題。從而達到工程建設與景觀、綠色環保相結合的目的。

    長期以來在山區及丘陵地帶的建設中，重工程輕生態，造成了一系列水土流失、植被退化、生態環境惡化等問題。傳統的重力式、鋼筋砼等形式的支擋結構和防護形式缺乏對生態環境的保護、涵養功能。因此需要考慮采用新型材料、結構形式、防護方法進行改進。

二、土工合成材料在山丘地區加固邊坡方面的應用

    基于加筋機理的支擋結構設計是土工合成材料的基本應用之一。加筋土支擋結構在山區丘陵地帶的公路、鐵路、水利等工程中已經得到了廣泛應用并取得了明顯效益。近年來在山區丘陵地帶的機場高填方工程中陸續采用了加筋土技術。

    山區及丘陵地帶的機場高填方工程一般具有地形起伏較大、地質條件復雜、土石方材料性能差異、工程量巨大等特點，以及由此帶來的場地穩定、地基與填筑體沉降超限與差異沉降、高填方邊坡自身穩定等問題。采用加筋土支擋結構有利于實現高填方的穩定和變形不超限、節約占地、降低造價、縮短工期、確保周邊生態環境的恢復與建設等方面的要求。2017年5月1日頒布實施的《民用機場高填方工程技術規范》（MH/5035-2017），對加筋土擋墻的設計作了詳細規定。

三、土工合成材料在山丘地區的護坡與生態恢復中的應用

    長期以來，我國對環境、景觀和生態問題未予以足夠重視，從而產生了一系列生態破壞等問題。同時由于氣候、地質等自然條件的限制，我國存在較多的如荒漠化、石漠化等地區。在山區及丘陵地帶等則具體表現為自然形成或因工程建設而造成的裸露坡體，在降水、風化等外界作用下易發生崩塌、滑坡、水土流失等病害，導致生態環境進一步惡化。因此應采取相應措施進行防護治理，從而實現生態恢復、景觀美化、環境改善的效果，這也是目前我國政府所提出的“五位一體”戰略中的重要組成部分。

    土工合成材料在山區和丘陵地帶的坡體防護和生態恢復工作中具有獨特的優勢，在實現工程建設的同時能兼顧生態和環境問題。如三維土工網、平面土工網、土工格室、土工模袋、植生袋等材料在工程中已發揮了其防護和生態恢復的功能。

1、三維植被網的應用

    三維植被網可解決高陡邊坡的防護問題。在植物生長初期，由于單株植物只是松散的糾結在一起，易于土層分離，起不到保護作用。而三維網的應用正是在一定的厚度范圍內，增加其保護性能和機械穩定性能，植物的根系和三維網的網筋連接在一起，相當于邊坡表層土壤加筋，從而增加防護層的抗張強度和抗剪強度。

三維植被網

2、生態袋邊坡防護技術

    生態袋邊坡防護技術于本世紀初引進國內。廣泛應用于邊坡修復、水土保持等流域，能夠提供生態植被化邊坡和墻體的工程系統。“生態袋”第一代產品即采用抗老化、抗紫外線、無毒、不降解的土工布料針刺成網，借鑒力學穩定的三角結構原理，輔以標準連接扣等組件，形成透水不透土、對植物友善的新型軟體山坡。

生態袋

3、土工格柵包裹式加筋土擋墻結合客土噴播技術在山體修復工程中應用

    山東某地采用土工格柵包裹式加筋土擋墻結合客土噴播技術，對某處裸露的山體進行了治理，達到了工程支擋和生態修復的雙重目的，取得了良好的效果。

    該邊坡屬巖石邊坡，由于爆破使原有坡體產生裂縫、松動，經降雨、流水沖刷及風化后產生危石、滾石，出現崩塌現象。處理時利用錨桿對邊坡進行穩定加固，土工格柵反包來固定種植土與植被土。錨桿與格柵同時澆注在靠近巖面的鋼筋混凝土橫梁中來連接，使反包土體穩固堆附于巖面上，既起到支護加固作用，保證坡體的穩定，又有利于環保并美化邊坡，收到加固與綠化的良好效果。

修復前的坡面

表面做噴草籽處理

包裹式擋土墻施工

施工完成后外觀（綠化前）

綠化后的外觀

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