生态防治技术在膨胀土滑坡与工程边坡防治工程中的 工艺技术研究

摘要：本文阐述了生态防治技术在膨胀土滑坡与工程边坡防治工程中的施工工艺研究，选取韧性生态防护单元工艺技术和锚固性排水土工格构单元工艺技术，通过对膨胀土坡表、浅和深层的水分进行控制，同时对边坡土体进行加固，起到预防边坡裂隙发育、防治膨胀土滑坡灾害且生态友好的效果。

关键词：生态防治 膨胀土 工艺

引言：近几年,水利枢纽、公路、铁路、矿山等基础设施建设的迅猛发展,促进了我国经济的空前增长,提高了国民的物质文化水平,同时也付出了惨重的环境代价。这些基础设施建设破坏了原有植被及原生植物群落,造成了大量次生边坡,导致了一系列的环境问题,如水土流失、滑坡、泥石流、气候变化、生物链破坏等,引起了社会各界的重视,先后兴起了许多的防护措施，如传统的硬性支护,有挡土墙护坡、浆砌石等封闭护坡技术措施。随着人们环境可持续发展意识的增强,生态科学的发展和工程实践应用经验的积累,这类传统的灰色护坡措施由于破坏了自然生态和谐逐渐被否定,边坡的稳定性概念已经不仅仅是传统意义上的力学稳定,而且还包括边坡生态系统的稳定。

本工艺研究依托于某市政工程项目，主要研究“表-浅-深”一体化生态防治工艺技术，相比起传统的C20砼骨架＋土工膜＋铺草皮的治理方式，通过对膨胀土坡表、浅和深层的水分进行控制，同时对边坡土体进行加固，起到预防边坡裂隙发育、防治膨胀土滑坡灾害且生态友好的效果。

1、主要工艺原理

锚固性排水土工格构单元由具有排水和稳固作用的U型排水格构和具有滑坡抗滑支护功能的微型锚桩构成，韧性生态防护单元由粗粒层(砂、砾石)、细粒层(粉土或粘土)和生态层构成，对膨胀土坡表、浅和深层的水分进行控制，对边坡土体进行加固，从而提高边坡整体稳定性。

2、工艺流程及工艺技术要点

2.1工艺流程

设置永久截排水沟→坡面处理→锚固性排水土工格构单元工艺与养护→韧性生态防护单元工艺→格构底部纵向排水渠及两侧急流槽工艺→检验与验收

2.2锚固性排水土工格构单元工艺与养护

①放线挖槽：在坡面测设出框架梁的位置线，然后进行格构沟槽施作，按照格构尺寸及模板厚度挖出梁肋轮廓。

②埋管立模：U型格构单边长2121mm，宽度360mm，高度580mm，入土深度250mm，呈菱形布置，角度为90°，U型格构侧板宽度80mm,高度330mm，底部和中部开排水口。U型格构底部排水口采用直径20mmPVC排水管,中部排水口采用直径30mmPVC排水管，排水管嵌入格构内部，长度为80mm，PVC排水管管口用土工布包裹，防止砾石和土粒堵塞，排水管如图布设于格构下半部，单边布设5根，交汇处布设一根。格构底部与纵向排水渠连接的地方，需要在排水渠连接处预留U型格构的排水通道,从而将U型格构排出的水分导入排水渠。模板采用定制钢模，拼装前表面刷脱模剂，用脚手架钢杆支撑固定模板，模板底部与基础紧密接。

③砼浇筑：U型格构采用C25混凝土现浇，浇筑前应检查格构截面尺寸、布置方式等，浇筑格构砼必须自上而下连续作业，分层浇筑，边浇筑边振捣，不得出现砼滑动现象，砼浇至槽壁顶面时，应修整、抹平，顶面用光抹压光。

④养护拆模：砼浇筑完毕后，应及时覆盖养护，保持砼表面湿润，强度达到设计值50%时，即可拆模。

工艺技术要点

①格构实施前须进行沟槽开挖，沟槽开挖须严格按照要求进行，开挖深度为格构底板深度。

②格构实施时须注意侧板预留排水管道的孔洞，格构侧板具体施作

支模砼浇筑形式施作，在浇筑时预留排水管道位置。

③U型格构内排水渠底部采用U型弧面设计，防止雨水倒灌进入韧性生态防护结构内，排水渠内填220mm厚碎石；

④格构底部与纵向排水渠连接的地方，需要在排水渠连接处预留U型格构的排水通道，从而将U型格构排出的水分导入排水渠；

2.3韧性生态防护单元工艺

①坡面平整：回填施工前，应采用人工或机械方法平整、密实坡面；粗粒层回填作业时，应按坡面平行控制回填标高，需要时可分层回填，并保证当前层厚度及均匀性。

②土工布铺设：在粗粒层表面人工滚铺滤水型土工布时，须保证土工布布面平整，并适当留有变形余量；

③细粒层回填：应按坡面平行控制回填标高，必要时可分层回填，并保证当前层厚度均匀，采用人工压实，并保证厚度均匀。压实度应不低于80%。

④植被层施工：按照设计要求，选用黏土、肥料及腐殖质土的混合土回填形成植被层，随后均匀撒播草灌种籽，或移植带状或块状带泥草皮；应适时进行洒水、施肥等养护管理至植被成活。

工艺技术要点

①韧性生态防护单元由50mm 碎石层、200mm粉质黏土层及80mm植被层自下而上构成。

②韧性生态防护层中粗粒层须沿坡面方向平铺，尽量保持粗粒层顶部与坡面平行，粗粒层采用碎石材料，碎石粒径为2-10mm，尽量选用分选性较差的碎石。

③碎石层铺设完毕需进行简单压实，而后在其上布设一层土工布，土工布规格为200g/m2。土工布的作用为隔离细粒层与粗粒层，因此需确保土工布完全覆盖碎石层。同时，为保证排水管道不会被堵塞，土工布应衬垫在格构内壁上。

④细粒层回填主要采用细粒土与砂浆纤维充分拌合，砂浆纤维起到加强筋作用，纤维乱向分布，相互搭接对细粒土形成网络缠绕，能有效克服土体滑移，阻碍裂缝的产生；

⑤植被层原则上需要采用培植土，若工程实际无法满足要求，则应确保植被层土壤适宜植物生长，植被种植后需进行一段周期的养护，直到植被可自行适应天气气候情况生长。植被种类可采用香根草或其他乡土植物。

2.4格构底部纵向排水渠及两侧急流槽工艺

由坡顶永久截水沟、两侧急流槽、格构及底部纵向排水渠组成联合排水系统，使得边坡整体稳定性更强。

①坡顶永久截水沟：设置在坡顶线外5m位置，宜采用“V”型，基础及墙身采用C25砼，用于截断坡顶雨水冲入坡面防护，两侧与急流槽相连。

②急流槽设置于格构两侧，主要排除边坡坡面、平台的地表汇水，并通过纵向排水渠和坡面设置的急流槽引排至路基边沟，急流槽可兼作踏步，便于养护人员上下，以及对边坡进行检查和维修。

③纵向排水渠设置边坡坡脚处，格构底部与纵向排水渠连接的地方，需要在排水渠连接处预留U型格构的排水通道，将U型格构内的水分导入排水渠。

联合排水系统能够有效的控制地表水和地下水的流动，避免水分在边坡内部集聚，能大大的降低边坡的水压，减少土壤饱和度，提高边坡的稳定性。能够有效的控制地表水和地下水的流动，避免水分在边坡内部集聚

3、监测

防治工程施工与使用过程中的坡体稳定、土体性状、防护结构受力与变形等进行系统的监测工作。施作期监测网点应可作为长期监测使用。

监测项目及测点布置位置如下：

注意事项

①坡顶位移观测，应在每一典型滑坡段的支护结构顶部设不少于3个监测点，观测位移量、移动速度和移动方向。

② 韧性生态防护单元细粒层内应安装土壤湿度传感器，监测细粒层的水分变化。同一工程中，监测点不应少于2个。

③ 锚固性排水土工格构单元应安装应变计，监测格构的变形。同一工程中，监测的排水格构单元不应少于2个，且同一单元内安装的应变计数量不应少于2个。

4、总结

采用“表-浅-深”一体化生态防治工艺技术进行边坡治理，通过对膨胀土坡表、浅和深层的水分进行控制，同时对边坡土体进行加固，起到预防边坡裂隙发育、防治膨胀土滑坡灾害且生态友好的效果。对于同类型膨胀土边坡与工程边坡防治工程有一定的参考价值。

参考文献

[1] 膨胀土边坡失稳特征及其防治技术标准化[J]. 徐永福;程岩;唐宏华.中南大学学报(自然科学版),2022(01)

[2] 不同毛细阻滞覆盖层处治膨胀土边坡的渗流及稳定性研究[J]. 陈冠一;肖杰;陈强;杨和平;常锦;邹维列;陈汪洋.中南大学学报(自然科学版),2022(01)