三维植被固土网垫在护坡中的应用

郭 海，郭明亮

（1.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021；2.吉林省水利水电工程局，吉林 长春 130012）

1 工程概况

伊通河长春市城市防洪工程小河沿子河段综合治理工程税务学院段位于长春市净月潭旅游经济开发区，小河沿子河是长春市城市防洪体系中的一个重要组成部分。小河沿子河段综合治理工程税务院段河道治理后全长773 m，河道桩号为0+572～1+345。两岸采用三维土工垫护坡形式，三维土工网垫型号采用EM3（规格2 m×0.012 m，即幅宽×网高）。

2 三维植被固土网垫技术指标及特点

1）性能参数，见表 1。

表1 性能参数表

2）特点。用于植草固土用的一种三维结构的似丝瓜网络样的网垫，质地疏松、柔韧，留有90%的空间可充填土壤、沙砾和细石，植物根系可以穿过其间，舒适、整齐、均衡的生长，长成后的草皮使网垫、草皮、泥土表面牢固地结合在一起，由于植物根系可深入地表以下30～40 cm，形成了一层坚固的绿色复合保护层

3 三维植被固土网垫施工方法

3.1 三维植被固土网垫流程

材料抽检——铺设面整平——测量放样——人工铺设——喷播——覆盖——养护管理。

3.2 施工方法

坡面清理采用人工作业。首先根据测量放样确定坡顶及坡脚线，在坡顶及坡脚每隔10 m钉钢筋桩（或木桩），在桩上划出设计高程线并挂线，人工按线挖出设计坡面槽，人工设计坡面槽为控制进行削坡，削坡时自坡上向坡下清推。

坡面清理经验收合格后，即可进行三维网垫的铺设。三维网垫铺设采用人工铺设，铺设时自坡上向坡下由下游依次向上游侧进行。三维网垫护坡施工具体操作过程如下：

1）清理坡面，覆以5～7 cm厚的土壤，并辅以喷药以抑制野草生长。

2）将三维植被网垫沿坡面自上而下铺设，并用竹钉固定使其紧贴坡面，坡顶采用埋压沟，坡脚三维网埋于填土内。二幅三维植被网之间重叠10～15 cm，三维网周边应有5～10 cm的卷边，并用竹钉压边。

3）具有一定抗拉强度的三维网垫铺设后，为确保回填土的密实度，用人工方式分三步自坡顶向下充填土壤和肥料：一是网筛回填干土并拍实，二是喷水沉降（防止“空鼓”现象），三是泥浆回填。

4）采用液压喷播机将混有种籽、肥料、土壤改性剂、保水剂和水的混合物均匀喷洒在坡面上，喷播后视情况撒少许土，以覆盖网包为宜。

5）覆盖无纺布。一是防止雨水冲刷，阻滞种子在发芽生根期内移动；二是部分阻止水分蒸发，起保温保湿作用，注意不露边口，轻柔操作，保持布面完好。

6）洒水养护。分前、中、后期对植草进行养护。前期60 d以喷水为主，经常保持土壤湿润，以促进种子发芽、生根和快速生长；中期靠自然雨水养护，若遇干旱每月喷1～2次水；后期养护每月喷水2次，洒水时间应在早晨和日落期间，不得在中午酷热时浇水。并施追肥，促苗转青，并防止病虫害发生。

3.3 施工质量控制

1）清坡时应从上至下分层依次进行，严禁自下而上，并应保证边坡稳定。

2）清坡应按图纸进行，必须严格按设计断面所要求的高程、坡度进行清理，机械开挖时需要有一定的余量，由人工进行清理，超挖应符合规范规定的范围。

3）放样测量必须按监理工程师提供的平面控制点和高程控制点进行，定线放样必须采用符合精度要求的仪器，测量人员应随时复检其放样的准确性。

4）清理出的土料，应按监理工程师指定的地点堆放。

5）清理完的坡面，经监理工程师检验合格后，方可进行下道工序施工。

6）三维网垫铺设前要进行检测，经检测合格后方可使用。有扯裂、蠕变、老化的三维网垫均不得使用。

7）三维网铺设时，自坡上向坡下由下游开始依次向上游侧进行。

8）三维网长边宜顺坝铺设，并避免张拉受力，折叠、打皱等情况发生。

9）三维网铺设完毕，尽快铺设上层料。避免长时间暴露在外，以防老化和破损。

10）三维网垫草皮护坡尽可能选择良好的植草期。一般情况下，暖季型草宜在春末至初夏种植，冷季型草宜在夏末种植，不应在入伏或入冬后种草。

4 三维网垫主要功能及作用

1）在草皮没有长成之前，可以保护土地表面免遭风雨的侵蚀。

2）可以牢固地保持草籽均匀地分布在坡面上，免受风吹雨冲而流失。

3）黑色网垫能大量吸收热能，增加地湿、促进种籽发芽，延长植物生长期。

4）由于表面粗糙，使风、水流在网垫表面产生无数涡流，因而产生消能作用，促使其携带物沉积网垫中。

5）植物生长起来后形成的复合保护层，可经受高水位、大流速的冲刷（2 d内可经受3～4 m/s，4～5 h 内可经受 5～6 m/s）。

6）可替代混凝土、沥青、块石等永久性的坡面防护材料，用于公路、铁路、河 道、堤坝、山坡等坡面保护。

7）可大幅度降低工程造价，是C15混凝土和干砌块石护坡造价的1/7，浆砌块 石造价的1/8。

8）在沙土地表面铺设后，可防止沙丘的移动，能极大提高地表粗糙度，增加 地表沉积物，改变地表理化性能，改善局部地区生态环境。

5 施工中遇到的问题及解决办法

三维网护坡施工中通常会遇到草籽的播种及对覆盖土的加压等问题，由于三维网垫是新型土工合成材料，既要保护好网垫表面不受破坏又要对覆盖土进行加压，以保证草籽更好的发芽。针对施工中遇到的上述问题，采用木质夯实工具进行适当的夯实，用人工由下至上铺土、整平、夯实，以保障三维网表面整体性不受破坏，确保此道工序的正常施工。

6 三维网垫使用后的效果及评价

三维网护坡技术综合土工网和植被护坡的使用后，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。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。

三维网坡技术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6 m/s，为一般草皮的2倍多。三维网的存在，对减少边坡土壤的水分蒸发，增加入渗量有良好的作用。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。

7 三维网垫的发展前景

三维土工网垫是一种新型土木工程材料，属于国家高新技术产品目录中新型材料技术领域重复各材料中的增强体材料，可有效地解决岩质边坡、高陡边坡防护问题。三维土工网垫可以保护坡面不受风、雨、洪水的侵蚀，初期有利于植被生长，后期可增强植物根系抵抗水土流失的能力。能够有效的遏制暴雨对边坡的侵蚀发生的水土流失，造成生态环境恶化。而且绿色植被能吸收机动车尾气，并可以美化景观，保护环境、绿化公路、铁路沿线。三维土工网垫是一种三维结构的适用于水土保持的新型土工合成材料，可有效的防止水土流失，增加绿化面积，改善生态环境。