铁道工程绿色通道建设(三).doc

铁道工程绿色通道建设（三）铁路工程绿色通道建设（三）一一三联生态防护在半干旱区冻融条件下的应用三联生态防护是一项集安全防护与生态修复为一体的坡面防护技术，由物理防护、抗蚀防护和植被生态修复防护三重措施联合（“三联”）共同完成边坡防护与生态重建工作其具有稳定性强、景观性好、适用性广等特点，目前此技术己经进入全谢推广应用阶段，其示范工程已横跨全国多个气候带、生态区划，针对多种极端气候及生态条件进行了大量工程检验本文仅就三联生态防护工程在干旱、冻融、低温条件下的应用进行简单介绍三联生态防护示意图一、项目介绍内蒙古境内某生态防护工程，施工总面积22.57万平方米，施工工期为2013年4月23日至2016年10月12日该项0特点为现场坡面多为风积沙边坡以及高大陡的岩质边坡1、自然环境项目所在地属典型的蒙古高原大陆性气候，四季气候变化明显，年温差大，日温差也大其特点：春季干燥多风，冷暖变化剧烈；夏季短暂、炎热、少雨；秋季降温迅速，常有籍冻；冬季漫长、严寒、少雪年平均气温：北低南高，北部大青山区仅2C左右，南部为6.7QC最冷月气温-12.7〜-16.1C;最热月平均气温17-22.9C平均年较差为34.4-35.7C,平均日较差为13.5-13.7C。

极端最高气温38.5C,最低-41.5C无霜期：北部山区为75天，低山丘陵区110天，南部平原区为113-134天円照时间：年均1600小时降水量：年平均降水量为335.2-534.6毫米，且主要集中在7-8月其地域分布是西南最少，年均降水量仅350毫米；平原区在400毫米左右;大青山区在430-500毫米；最多是大青山乡一前响村，年均降水达到534.6毫米；其次是井乡，年均降水量为489.3毫米；最少是在南坪乡、黑城乡、新营镇一带，年均降水量仅为335.2-362.8毫米而蒸发量却是降雨量的4倍2、地质条件本项目主线呈南北走向，起点位于呼和浩特市，终点位于内蒙古自治区与山西省交界处明外长城山西省杀虎口村工程主要受两大地貌单元影响，B卩：北部大青山和东南部蛮汉山为山地地形，南部及西南部为土默川平原地形地势由北东向南两逐渐倾斜海拔最高点在大青山金銮殿顶部，高度为2280米，最低点在托克托县中滩乡，高度为986米，市区海拔高度为1040米项目区跨越多个地质单元：(1) 大青山山前倾斜平原山前倾斜平原分布于大青山南麓，哈素海，小黑村，太平庄以北地区，长约90km，宽约10km由大青山南麓各沟口形成的洪积锥裙、冲洪积扇裙河冲洪积一湖积扇前带构成。

山前倾斜平原北高南低，坡度较大，尤以山麓地带最为明显山前倾斜平原由第四系全新统河上更新统冲洪岩块、 砂卵石、砂砾石、砂河亚粘土组成，岩性在垂直河水平方向上变化较人、 颗粒直径，由山前向南逐渐变细，在其南缘出现粉砂，粘砂土夹泥炭层的沉积2) 大黑河冲积湖平原大黑河冲积湖平原分布在山前倾斜平原以南，托克托县大北窑子，男崞县营，二道凹，黄合少一线以北，哈素海退水渠以东到蛮汉山山前东西长85公里，南北宽20〜40km,是土默特平原的主题地形平缓，微向西南倾斜，地面平均坡降微1〜4%海拔990〜1100m由人黑河、什拉乌素河摆动之上更新统一全新冲积层和湖积层组成岩性为砂、砂砾石、粘砂土、亚粘土与淤泥互层，地表主要为粘土质粉砂冲积平原上残留有北东〜南西向的黑河故道大黑河冲湖积平原地形平坦，水土资源丰富，地下水埋藏浅，开采地下水灌溉农田具有优越的条件在哈素海以南、土左旗西南部及托克托县地区，地处第四纪湖盆地中心，沉积物粒度较细，含水层富水性差，水质也差3) 黄河冲积湖平原在呼和浩特境内黄河冲积湖平原，分布于哈素海退水渠以西，南至黄河北岸的高低河漫滩黄河冲积湖平原是由现代黄河冲积平原和近代黄河冲积平原构成。

现代黄河冲积平原，宽0.2〜3km，呈带状蜿蜒于黄河北岸由粉砂，粘砂土组成高河漫滩平原高出水妞1.4〜2m,海拔高度988〜1000m近代黄河冲积湖平原分布于现代黄河冲积湖平原以北，由上更新统一全新统冲积，湖积的粉砂、细砂、粘砂土、砂粘土互层组成地形平坦开阔，微向东南倾斜，地面残存蛇曲状黄河故 道，地面坡降1〜2%海拔高度990〜1100m黄河冲洪积平原，水土资 源丰富，有利于发展农业，但受平原交接洼地的影响，地表排水不畅，致使农田盐渍化、沼泽化不断扩大路线经过山前平原和冲击平原等地质单元，区内出露岩性主要有松散的河流阶地堆积物及覆盖层底部为泥岩等相对隔水的地段河流阶地堆积的黄土状土、砾卵石土、坡积碎石土结构松散，无胶结，人工开挖边坡时，在开挖范围内形成高陡临空面，易使坡体失稳黄河冲击湖平原主要为颗粒较粗的风积黄土和风积沙质地较疏松，无粘性上部为浅黄色、灰黄色、灰白色粉砂状土，含大量云母片和少量钙质结核层岩性疏松多孔，透水性强，厚度各不相同，一般20〜30米左右，最大可达150米下部少见，为浅褐色，粉土状，其底为砾石层，厚1〜2米成因属冲积风积沙的粉粘粒含量很少,表面活性很低，松散、无 聚性,具有明显的非塑性，其颗粒属于细沙,沙粒组成为天然不良级配。

对于 级配极差，无粘结性的风积沙来说，成型困难,而且成型后的抗剪性能也较差由于结构松散、抗剪性差锚杆、锚索等加固结构无法受力，对该类坡面的防护为工程中的最大难点二、工程特点1、冻融由于项目地所处于高寒冻融地区，在高寒季节，土质边坡的土层会冻结产生体积膨胀，在温暖季节，土层融化会使土层变软产生沉陷，从而产生冻融滑塌问题；岩质边坡在这种冻融地区，会因岩石裂隙中的水冻成冰而两壁产生巨大的压力，当气温回升时，冰融化后两壁的压力 骤减，两壁遂向中央推回，在反覆的冻结和融化过程中，岩石的裂隙不断 扩大、增多，从而造成边坡滑塌针对以上问题在施工中采取了如下措施:冻融现象(1) 调整基材配比：优化有机纤维与粘结材料配合比2) 弹性锚固体系：根据边坡质地情况采用不同材质锚杆4•不同规格的三维锚网组成弹性结构体，稳固坡而3) 植被群落体系：通过草、灌、乔结合的植被群落茂密发达的根系，固结坡面2、风积沙坡由于风积沙的粉粘粒含量很少，表面活性很低,松散、无聚性，明显的非 塑性，其颗粒属于细沙，沙粒组成为天然不良级配成型后的抗剪性能也较差、非亲水性等众多不利地质条件，针对以上问题在施工中采取了如下措施：风积沙边坡风积沙边坡1)强化锚固体系：增加锚杆抗剪力，采用特殊锚固结构增加坡面稳定性。

2) 调整基质配比:增加有机纤维基材、保水剂、团粒剂、微生物菌剂的使用量3) 优化种子配比：增加沙生植物、直根系发达、抗旱耐瘠薄的灌木用量3、高、大、陡岩质坡面该项目有很大一部分坡面为典型的高、大、陡岩石坡面，最大边坡高 度95米，坡率在1:0.75-1:1之间边坡风化程度很高，岩体破碎严重施工 难度很大针对以上问题在施工采取了如下措施：岩质边坡岩质边坡(1) 强化锚同体系：使用岩质坡妞专用锚同结构，增加锚固结构的抗拉拔系数，并适当增加锚杆密度2) 调整基质:强化土壤涵养水的能力，増加基材的喷播厚度3) 优化种子配比：针对岩石坡面的特点，匹配研制坡面专用植物群落系统，增加须根系发达、抗旱耐瘠薄的灌木用量三、现场施工情况1、基材、微生物产品路域基材路域基材微生物产品使用路域LYBRJZCP系列基材，提供植物群落演替必须的营养成分，增强土壤活性，改善土壤土质，使土壤团粒结构、孔隙度、呼吸强度等土质条件有利于植物根系生长，并增强边坡的抗冲刷能力，同时在基材中加入三联生态防护技术的核心微生物产品，提高土壤酶活力，不断提供促进植物生长的速效氮和有机质等，实现边坡植被群落的自养护，并增强边坡稳定性和冲刷能力。

锚同锚固采用镀锌三维网及锚杆等对坡面进行物理防护，加强坡面稳定性3、喷附喷附喷附 喷附喷附通过喷播机将基质层、种子层、微生物层喷附到坡面，为植物生长提供良好的土壤生境条件4、养护防晒网浇灌为防止幼苗灼伤，喷附后的坡面挂防晒网及无纺布进行前期养护，待幼苗生产成熟后摘网，在养护初期进行人为浇灌，二级及以下坡面以下采用水车浇灌、三级及以上边坡采用喷灌浇灌待坡面植物生长成熟后可实现植物自养护四、工程效果1、 生态恢复效果恢复与重建植物根系生长发育层，恢复后的植物根系生长发育层的养分含量可以维持植被系统在数年之内自我更新的需求随着植物群落生长发育，植物根系不断深入边坡土壤深层，植物根系和与其共生的各种土壤动物、土壤微生物的共同作用，使生物群落的物质循环进入良性发育过程，从而达到终生免养护的防护效果恢复与重建边坡植被系统，群落具有较好的植物多样性和自我营养性，第一年以草木群落为主，第二年草本与灌木混生，第三年以后转为以灌木为主，伴生有若干草本，群落达到稳定状态，植被覆盖率达到或超过当地同等立地条件下的自然植被覆盖水平2、 边坡防护效果植被形成前，喷播基质含有粘结剂和渗透剂，经高压喷附后的浆状基质与保护网浇筑在一起，在坡面形成具有一定厚度和强度的网材基质保护层，可以抵御一般降雨的侵蚀。

植被形成后，发达的根系与镶嵌在坡面的网材基质保护层结合，形成有机的立体防护结构，同时，茂密的植物茎叶遮盖在网材基质保护层上，形成了对坡妞的第二重防护；可以抵御大雨乃至暴雨的冲刷，防止边坡水土流失成熟坡面上的植物群落基本稳定，坡面植物以灌木为主，深、浅根系结合土体形成“根土复合体”，形成对坡面立体防护3、实景效果(1) 土质边坡原始坡面施工五周后效果施工两年后效果(2)岩质边坡原始坡面施工两周后效果施工两年后效果五、其他案例简摘1、湖南省境内某边坡生态防护工程原始坡面施工两个月后效果施工五年后效果2、山西省境内某边坡生态防护工程原始坡面施工当年效果施工六年后效果3、陕西省境内某边坡生态防护工程原始坡面施工两年后效果4、云南省境内某边坡生态防护工程原始坡面施工当年效果目前三联生态防护足迹已遍布全国多个省市自治区，横跨全国下旱地区、半干旱地区、半湿润地区、湿润地区，应用在岩质边坡、土质边坡等不同边坡类型中，截至冃前已累积完成百余项边坡生态防护项冃经过时间与自然的考验，三联生态防护己成为成熟的边坡生态防护技术三联生态防护将继续秉承把创面生态修复做成百年生态工程的理念，专注生态修复，在铁路工程绿色通道建设中发挥重耍作用。

作者信息：国家环境保护创面生态修复工程技术中心徐奥、栗学銘路域生态工程有限公司高明清、姜欣。