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三维植被网护坡优点:综合了土工网和植物护坡的优点,起到了复合护坡的作用。边坡的植被覆盖率达到30%以上时,能承受小雨的冲刷,覆盖率达80%以上时能承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时,能抵抗冲刷的径流流速达6m/s,为一般草皮的2倍多。同时,由于土工网材料为黑色的聚乙烯,具有吸热保温的作用,可促进种子发芽,有利于植物生长。
这种护坡形式虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好,但还不能完全应用到堤防迎水坡面。以后又有进一步发展,用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性,但还是难以长时问抵御较大洪水侵蚀。
植被型生态混凝土护坡植被型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架。保水材料以有机质保水剂为主,并掺入无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面,形成植被发芽空问,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分和防止草生长初期混凝土表面过热。很多植被草都能在植被型生态混凝土上很好生长,实验过程中,紫羊毛、无芒雀麦表现出优异的耐寒性能。
施工工艺①边坡场地处理:
a、填方边坡
在修整后的坡面上进行场地处理,首先石头、杂草、垃圾等杂物然后平整坡面、使坡面流畅、并要适当人工夯实。不要出现边坡凹凸不平、松垮现象。
b、挖方边坡
在修整后的坡面上进行场地处理,对表面光滑的坡面进行刮花处理;对于土质较松软的坡面采用适当人工坑实,对于凹陷处采用人工垫土修平,不要出现坡面凹凸不平、松垮现象。
②挂网:
三维网(EM3)在坡顶延伸50cm埋入截水沟或土中,然后自上而下平铺到坡肩,网与网间平搭,网紧贴坡面,无褶折和悬空现象。
近年来出现的三维植被网护坡技术不仅显著提高了边坡的整体和局部稳定性,而且还有利于边坡植被的生长,同时工程造价也较低,符合边坡工程的发展方向,在我国水土保持中有很大的应用价值。*
③固定:
a、填方边坡
选用Ф6mm钢筋和8#铁丝做成的U型钉进行固定,在坡顶、搭接处采用主锚钉固定。坡面其余部分采用辅锚钉固定。坡顶锚钉间距为70cm,坡面锚钉间距为100cm。锚钉规格:主锚钉为(Ф6mm钢筋) U型钢钉长20~30cm,宽10cm,辅锚钉为(Ф8#铁丝) U型铁钉长15~20cm,宽5cm,固定时,钉与网紧贴坡面。
b、挖方边坡
主轴钉选用Ф8mm钢筋做成的U型钢钉,辅锚钉选用Ф6mm的U型钢钉,在坡顶、搭接处采用主锚钉固定,坡面其余部分采用辅锚钉固定。坡顶锚钉间距50cm,坡面锚钉间距100cm。锚钉规格:主锚钉为(Ф8mm钢筋)U型钢钉长20~30mm,宽10cm;辅锚钉为(Ф6mm钢筋)U型钢钉长15~20mm,宽5cm。固定时,网要拉紧,钉与网紧贴坡面。
优点:既实现了混凝土护坡,又能在坡上种植花草,美化环境,使硬化和绿化完美结合。
具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。由于草根的“锚固”作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成一体,更加提高了堤防边坡的稳定性,经实测,对边距45em的六角形绿化混凝土孔构件,原重量30kg,长草生根后拔起力达到160kg。
多孔混凝土孔隙率高达40%以上,表面等效孔径2cm~3cm,孔隙自构件顶表面可蜿蜒通至地面,在堤防护坡工程中,受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏。
多孔混凝土具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。
植被型生态混凝土构件厚度与单块几何尺寸,可以按照《堤防工程设计规范》(GB50286—98)有关规定计算。由于草根的“锚固”作用,将会使上述计算结果更加趋于。
三维植被网护坡的概念
三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料,在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统,通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。根据边坡地形地貌、土质和区域气候的特点,在边坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合与间距种植多种植物。通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的,经过生态护坡技术处理,可在坡面形成茂密的植被覆盖,在表土层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀,增加土体的抗剪强度,减小孔隙水压力和土体自重力,从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。
三维植被网的护坡机理
植被的抗侵蚀作用是通过它的三个主要构成部分来实现的:一是植物的生长层(包括花被、叶鞘、叶片、茎),通过自身致密的覆盖防止边坡表层土壤直接遭受雨水的冲蚀,降低暴雨径流的冲刷能量和地表径流速度,从而减少土壤的流失;二是腐质层(包括落叶层与根茎交界面),为边坡表层土壤提供了一个保护层;三是根系层,这一部分对坡面的地表土壤加筋锚固,提供机械稳定作用。一般情况下,在植物生长初期,由于单株植物形成的根系只是松散地纠结在一起,没有长卧的根系,易与土层分离,起不到保护作用。而三维网的应用正是从增强以上三方面的作用效果来实现更彻底的浅层保护。一是在一定的厚度范围内,增加其保护性能和机械稳定性能;二是由于三维网的存在,植物的庞大根系与三维网的网筋连接在一起,形成一个板块结构(相当于边坡表层土壤加筋),从而增加防护层的抗张强度和抗剪强度,限制在冲蚀情况下引起的“逐渐破坏”(侵蚀作用会对单株植物直接造成破坏,随时间推移,受损面积加大)现象的扩展, 终限制边坡浅表层滑动和隆起的发生。
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