绿化混凝土在铁路边坡防护中的应用.pdf

绿化 混凝土在铁路边坡防护 中的应用 ： 赵静怡 51 文章编号： 1 6 7 27 4 7 9 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 0 5 1 0 3 绿化混凝土在铁路边坡 防护 中的应用 赵静怡 ( 中铁工程设计咨询集团有限公司， 北京1 0 0 0 5 5 ) S u mma r y o f Gr e e n i n g Co n c r e t e Ap p l i c a t i o n t o Ra i l wa y S u b g r a d e S l o p e Pr o t e c t i o n Z HAO J i n g y i 摘要绿化混凝土作为一种新型混凝土材料 ， 将混凝土的防护功能和植物的生态功能完美结合 ， 能够在满足工程防护结构稳 固的同时， 达到保护 自然环境、 改善生态条件 、 美化周 围景观的效果 ， 符合 国 家和地方发展 生态环境保护建设 的政策要求。结合相关文件规定 ， 介 绍了绿化混凝土的概念和特点 ， 阐 述了绿化混凝土应用于铁路路基边坡防护 中的实施要 点和技术优势。 关键词 绿 化 混凝 土 边坡 防护铁 路 中图分类号： T U 5 2 8 ； U 4 1 6 1 4 文献标识码：B 1 概述 近年来 ， 为 了加强绿色生态环境建设 ， 促进 国民经 济和社会可持续发展 ， 同时响应 国务院推进全 国绿色 通道建设的要求 ， 国家铁路局颁布 了一系列关 于指导 铁路工程绿色通道设计 、 施工的规定和标准。其中， 原 铁道部建设管理司和原铁道部工程设计鉴定中心联合 发布的“ 建技 2 0 0 8 2 7号 关于进一步做好铁路绿色 通道建设工作的通知 ” 中明确要 求 ： 路基边坡坡面防 护和加固， 应优先选用绿色植物 防护或绿色植 物防护 与工程防护相结合的措施 ， 不得采用全坡面圬工防护。 依照上述文件精神， 以往铁路路基边坡防护中较 为常用的以砖 、 石 、 混凝土为主要材料建造的单纯工程 措施 ， 侧重于保证边坡稳定 、 抵抗暴雨冲刷、 防止水 土 收稿 日期 ： 2 0 1 40 1 2 8 第一作者简介 ： 赵静怡( 1 9 8 1 一 ) ， 女 ， 2 0 0 7年毕业于兰 州交通大学 环境 工程专业 ， 工学硕士 ， 工程师。 0 00 0 0 00 0 00 0 0一。0 0一o eo e0 00 0 。0 00 0一 5 程勉冲 山区高速公路勘察设计浅析 J 铁道勘察， 2 0 1 1 ( 1 ) ： 9 49 7 流失等防护功能 ， 基本无绿化可言 ， 而且景观效果欠 佳 ， 不符合新形势的要求 ； 而很多 目前 已有的绿色植物 边坡 防护措施 ， 往往不 同程度地存在边坡稳定强度较 差 、 抗暴雨冲刷能力较弱、 植物难 以扎根以致成活率较 低、 种植养护要求及 日常管理费用较高等各种问题。 以下将要论述 的绿化混凝土是以水泥、 单粒级碎石 、 掺 合料等为原料 ， 制备出的满足 2 5 3 0 孔隙率和设 计强度要求的无砂大孔隙混凝土； 在用复合改 良性营 养材料进行处理后 ， 于其面层种植植物 ， 植物在绿化混 凝土孔隙内发芽 、 生长， 植物根系能完全深入混凝土之 中， 最终和混凝土及其底部的原生土壤结合成为一个 整体。绿化混凝土作 为一种新型混凝 土材料 ， 应用于 铁路路基边坡防护 中， 将能够同时满足路基边坡结构 稳固、 生态环保和景观美化的要求。 2绿化 混凝土的概念 绿化混凝土是生态混凝土 的一种。生态混凝土 ， 8 阮继 红 铁 路小 桥 涵 设计 质 量 通病 探 析 J 铁 道标 准设 计 2 0 1 1 ( 4 ) ： 5 5 5 8 6 刘春明 铁路选 线应综 合考 虑 的主要 问题 J 铁道 勘察 ， 2 0 0 7 9 成威 浅谈小桥涵勘测设计 的有关 问题 J 交通科技 ， 2 0 0 2 ( 5 ) ( 2 ) ： 6 9 7 2 7 王燕 山岭重丘区小桥涵设置 J 河南交通科技， 2 0 0 0 ( 6 ) l 92 1 2 52 6 1 0 时丽霞 通过配合秦沈线施工对桥涵勘测设计中的常见问题分析 J 铁道工程学报 ， 2 0 0 5 ( 3 ) ： 5 86 0 52 铁道勘察 2 0 1 4年第 3期 是能够适应生物生长 ， 对调节生态平衡 、 美化环境 景 观、 实现人类与自然的协调具有积极作用的混凝土材 料 ， 是通过材料研选 ， 采用特殊工艺制造出来的具有特 殊结构与表面特性 的混凝土， 能够减少环境负荷 ， 并与 周 围生态环境相互协调。生态混凝土可分为环境友好 型和生物相容型两类 。环境友好型是指在生产和使用 过程中可降低对环境负荷 的混凝土 ； 生物相容型是指 能与动物 、 植物等生物和谐共存 的混凝土 。绿化混 凝土 ， 即为生物相容型生态混凝土。 绿化混凝土是指赋有生态系统 的基本功 能， 能生 长植物 ， 可进行植被作业 ， 基本保持原有物理 、 力学性 能的无砂混凝土及其制品。它能够利用多孔混凝土孔 隙部位的透气 、 透水等性能 ， 渗透进植物生长所需 的营 养成分 ， 促使植物根 系成长发育 ； 种植上小草、 低矮灌 木等植物后 ， 可用于河道 、 公路 、 铁路等工程的边坡绿 色防护 ， 同时美化环境 。相较于传统混凝 土 ， 绿化 混凝土具有更高的强度和耐久性 ， 可以同时满足边坡 防护结构的力学性能 、 使用功能以及使用年限的要求 ； 并且可与 自然环境更加协调 ， 减轻对地球生态环境的 负荷 ， 实现非再生型资源的循环利用 。 3绿化混凝土边坡 防护 的实施要点 绿化混凝土边坡防护的实施主要有预制构件和现 场浇筑两种方式 ， 选择实施方式的基本原则为 ： 在坡 面较为平缓 、 坡长较为一致的地段 ， 宜采用现场浇筑方 式 ， 可大大缩短施工工期 ， 并节约施工场地 ； 在坡面 起伏较大 、 坡长较不规则 的地段 ， 宜采用预 制构件方 式 ， 这种方式需要专门的预制施工场地 ， 且 由于增加 了 预制养护期 ， 所以施工工期相应较长 。 绿化混凝土边坡 防护 的施工步骤基本包括 ： 坡面 修整 、 种植土贮备 、 无纺布铺设 、 绿化混凝 土构件铺设 或现浇 、 复合 改性 材料填 充 、 客土 回填 、 植 物种植 及 养护。 3 1 坡 面修整 与种植 土贮备 坡面修整应结合种植土贮备同步进行 。先将准备 采用绿化混凝土防护 的边坡地表 的土块打碎 ， 使其成 为均匀的可种植土 ； 不能打碎的土块 、 石块 、 树根 、 树桩 及其他废物垃圾等应予清运 ， 保持边坡地表的平整。 对于天然表土覆盖较厚的路 段 ， 坡面修整过程 中 富余的表层可耕作土， 可统一堆积备用； 坡面无天然表 土或天然表土厚度小 于设计规定的厚度 时， 应加铺可 耕种的表土， 所形成表土的总厚度应符合所选植物的 种植要求 。当地无可利用土壤时 ， 要额外贮备客土， 需 贮备的种植土总量按下式计算 v o , =( 0 3 h +6 )S 式 中 种植土体积 m ； 绿化混凝土厚度 m； 6 表面覆土厚度 m； 5 可种植护砌面积 m 。 3 2无纺布铺设 在绿化混凝土与原生土壤之 间铺设 的无纺布， 为 营养层在上 、 反滤层在下的双层营养型无纺布 ， 既具有 反滤作用 ， 又可为植物生长长期提供养料。 铺设时 ， 应避免无纺布折叠 、 打皱 、 破损等 ， 同时还 应避免泥土或杂物淤堵无纺布 ， 以免影响渗透效果 ； 布 幅间可采用搭接或缝接 ( 采用专用设备缝合 ) 的方式 连接， 接缝宽度不小于 5 e m； 无纺 布应 得到有效 的遮 光保护 ， 铺设 工程 中应避免被 阳光 长时 间照射 ， 以防 老化 。 营养型无纺布铺好后 ， 宜使用 u形钉将其固定在 被保护边坡的土面上 ， 防止其滑移 、 错位 。 3 3 绿化 混凝土构件铺 设或现场 浇筑 ( 1 ) 绿化混凝土构件铺设 绿化混凝 土构件于施工前在专用的构件成形机内 预先浇筑成形。 绿化混凝土预制构件的铺设应平整 、 稳定 ， 缝隙应 紧密、 规则； 相邻两块构件边沿基本无错位， 间隙不宜 大于 4 m m； 相邻构件问外沿相对高差不宜大于 3 m m。 整体护砌面铺设后 四周空缺处 ， 应采用相应几何形状 的半块形绿化混凝土构件或无砂混凝土进行补充 。遇 到坡面局部地表不平整的情况时 ， 可于铺设构件前 ， 在 营养型无纺布表面用种植土找平或夯平。 ( 2 ) 绿化混凝土现场浇筑 在预制或现浇的混凝土框格 内， 预先铺设一层小 粒径碎石 ， 以承接滴落的液态泥浆 ， 防止淤堵无纺布。 按设计 的施工配合 比配制绿化混凝土原料 ， 用工 程车或传送带运输到混凝土框格 内， 按设计厚度进行 浇筑。浇筑作业时间不宜过长 ， 以避免绿化混凝土表 面风干。浇筑时不可采用大功率振捣器进行振捣 ， 应 采用微型振捣器 ( 电动抹具 ) 压平或人工拍实无砂混 凝土表面 ， 并与周边紧密结合 。 3 4 复合改性材料填充 需进行植被作业 的绿化混凝土孔隙内必须填充复 合改性材料， 复合改性材料具有如下功能： 不破坏维 持混凝土稳定性、 耐久性的碱性环境； 将混凝土析出 的盐碱性物质转化为植物可吸收 的营养元 素 ， 避免植 物产生盐碱 中毒现象。 绿化混凝 土在铁路边坡防护 中的应用 ： 赵静怡 53 复合改性材料通常先在工厂制成母 料 ， 然后在施 工现场按设计配 比与当地可耕 土及草炭土充分混合 后 ， 填充人绿化混凝土的孔隙内， 填充量 以孔隙基本充 满 、 无法继续填人为度。 3 5客 土回填 回填可耕作客土能够提高绿化混凝土的植物发芽 率 ， 同时防热晒， 阻止复合改性材料 中的氮肥逸出。回 填土不可过厚 ， 以使植物根系能够顺利深入到绿化混 凝土之下的原生天然土壤之中。回填后可在土表适量 洒水 ， 以保持土壤的含水率。 3 6 植物种植及养护 在绿化混凝土上种植植物的方法以及植物生长初 期的养护方式与普通土壤基本相 同， 对于所选择的植 物品种也并无特殊要求 ， 只需 以耐热、 耐贫瘠 、 匍匐 型 为最佳 。 由于营养型无纺布上携带的缓释肥料和绿化混凝 土中填充的复合改性材料均能够长时间为植物生长提 供养分 ， 故通常不需或很少需要对植物进行追肥 ， 在植 物的根系充分深入至绿化混凝土之下的原生天然土壤 中之后 ， 一般不需特殊养护。 4绿化混凝土边坡 防护 的技术优势 ( 1 ) 绿化混凝土能够增加护砌材料表面的透水透 气性 ， 提高湿热交换能力 ， 降低护砌材料表面温度 ， 减 轻城市热岛效应 。 ( 2 ) 绿化混凝土边坡防护 比传统 的混凝土边坡防 护 ， 每立方减少 了约 2 5 的混凝土用量 ， 也就相应 地 减少 了生 产 混凝 土所 需 的水 泥用 量 和二 氧化 碳 排 放量。 ( 3 ) 绿化混凝土内填充的盐碱改 良剂和复合长效 缓释营养材料 ， 不仅改变了传统混凝土析出物质 的次 生盐碱化危害 ， 还可将析出物质转化为植物生长所需 的养料 ， 为植物生长提供必要条件。 ( 4 ) 传统混凝 土边坡 防护表 面无法绿化 ， 而绿化 混凝土边坡防护表面 的绿化覆盖率为 9 5 一1 0 0 ， 植物通过光合作用吸收二氧化碳， 排出氧气， 直接为修 复生态环境做出贡献。 ( 5 ) 仅通过绿化混凝土本身已可达到边坡防护所 需稳 固强度 ， 在绿化混凝土上种植 的植物与混凝 土之 间相互依存 ， 又使锚固强度进一步得到提升。 ( 6 ) 绿化混凝 土可实现现场浇筑 ， 施 工操作简单 方便。 ( 7 ) 绿化混凝土对植物品种 的要求不 高， 只要为 当地的可野生生长的物种即可 ， 并无特殊要求。 ( 8 ) 绿化混凝土 的维护成本较低 ， 充填 材料 中的 改 良剂和营养型无纺布上携带的缓 释肥料 ， 提供 了植 物生长所需 的适生环境 ， 在植物进入正常生长周期之 后 ， 即可如同本地可种植土壤一样 ， 无需或较少需要额 外 的人工养护 ， 减少了人力和物力的投入 ， 并且适合铁 路线路较长且养护人员较少的需求。 5结论 综上所述 ， 绿化混凝土将混凝土 的防护功 能和植 物的生态功能完美结合 ， 是既能满足硬质边坡 防护强 度要求又能实现绿色生态环保 的一项全新的混凝土技 术 ， 与其他形式的铁路边坡防护相 比， 在施工难易度和 绿化效果上都有其独具的优势 。将绿化混凝土应用于 铁路路基边坡防护 ， 可以在保持边坡稳固 、 抵抗暴雨冲 刷、 防止水土流失的同时 ， 美化周围景观、 保护 自然环 境、 改善生态条件， 非常符合当下国家及各地方大力发 展生态环保 、 节能减排工程建设的方针政策。 目前 ， 绿 化混凝土技术 已成功应用 于水利 、 园林等领域 的生态 防护工程 ， 希望在不久的将来 ， 该项技术也能够在铁路 工程领域得到更广阔的应用和发展 。 参考文献 1 G B 5 0 2 8 6 -2 0 1 3 堤防工程设计规范 S 2 胡瑞珍， 田秀淑， 任书霞 生态混凝土的研究及应用 J 石家庄铁 道学 院学报 ， 2 0 0 6， 1 9 ( 3 ) 3 李湘 洲 走 向 可持 续 发 展 的生 态混 凝 土 技 术 J 中 国建 材 ， 2 0 1 3 ( 1 ) 4 李德 柱 华 北地 区铁路 路基 边坡 防护工 程探 讨 J 铁 道 勘察 ， 2 0 0 6 ( 6 ) 5 冯俊 德 岩 石边坡 工 程植 被演 替规 律研 究 J 铁 道勘 察 ， 2 0 0 7 ( 3 ) 6 弓刻 ， 冉雪 梅， 杨正 国 ， 等 洛湛铁路 花岗岩路 基边坡绿 色防护 的 试验研究 J 铁道勘察 ， 2 0 0 7 ( 3) 7 陈明宇 绿色混凝土 的发展与应用 J 山西建筑 ， 2 0 1 3 ， 3 9 ( 2 7 ) 8 陶学康 ， 王俊 发展绿色混凝土促进可持续发展 J 施工技术 ， 2 0 0 8 ， 3 7 ( 3 ) 9 李国强 植 被护坡技术在路基工程 中的应用 J 山西 建筑 ， 2 0 0 7， 3 3 ( 2 4 ) 1 O 李静 路 基 工程 施 工 阶 段环 境 保 护 问题 浅析 J 科 技 信 息 ， 2 01 3( 1 1)