反包式单向土工格栅生态护坡施工技术的应用

钟卓延 程 毅 薛 锴 曾荣乐 彭 果 朱博艺 顾美湘

（1广州环投从化环保能源有限公司；2中国建筑第五工程局有限公司；3广州大学）

0 绪论

近年来，随着社会的快速发展，基础建设规模逐渐壮大，导致土地资源逐渐减少。目前能够用于电力厂建设的土地资源较少，可用的资源主要位于山丘坡地，该类工程通常采用边坡支护施工。目前，已有不少学者对边坡施工技术进行研究分析。祝和意与马晓华[1]结合加筋土工程进行施工工艺研究，提出了相应的加筋土施工控制方法及措施；吕松华与李德平[2]总结了土工格栅加筋挡土墙的施工工艺，分析了施工重点；严少发[3]结合高速公路加筋土挡墙工程项目，介绍了加筋土的关键施工技术；陈华[4]采用有限元方法进行土工格栅加筋土挡墙受力机理的研究，并提出了土工格栅加筋土施工技术的改进方法；张愿来[5]结合工程实践，对公路工程中加筋土挡墙的施工技术进行分析总结；杜晋忠[6]通过对加筋土施工技术的研究，提出了相应的改进措施并提高了加筋土路基的施工质量。

结合上述研究，广州市第七资源热力电厂二期工程及配套设施项目提出了反包式单向土工格栅生态护坡施工技术，并采用分布式光纤进行土工格栅的受力变形监测，保证了边坡的施工质量。

1 工程概况

广州市第七资源热力电厂二期工程及配套设施项目位于广州市从化区鳌头镇潭口村，分三个地块，第一地块是餐厨综合处理区、炉渣综合利用厂房及发展预留用地，红线内面积约为5.08万m2，第二地块是主厂房和生产楼，红线内面积约为12.32万m2，第三地块是污水处理站，红线内面积约为0.93万m2。场地现状为村委会林地，场地有新潭路可以到达，交通较便利。场地原地貌单元属丘陵，微地貌单元主要由低丘、丘间洼地、冲沟组成，植被茂密，地形起伏较大，场地整体坡度20°～35°，现状高程为64.0～128.0m。根据建设规划方案，场平后的规划高程约75.0～85.0m，场平后挖方边坡主要位于主厂房东侧、生产楼东侧与南侧，挖方边坡最高约53m；填方边坡主要位于主厂房南侧、生产楼西侧的丘间洼地、冲沟地段，以及炉渣综合利用厂房西侧，填方边坡最高约23m。见图1。

图1 反包式单向土工格栅生态护坡示意图

2 反包式单向土工格栅生态护坡施工技术的研究与应用

2.1 施工工艺流程

基槽开挖→铺设土工格栅→格栅张拉→格栅临时锚固→光纤铺设→土工袋装填垒砌→大面积分层回填并碾压→单向土工格栅搭接与反包。

2.2 基槽开挖

本工程中采用挖掘机进行基槽的开挖施工，同时施工人员进行配合开挖。结合加筋土土工格栅的铺设长度控制基槽开挖施工的宽度，将基槽内的软土开挖至设计标高，同时按照设计要求施工排水沟与集水坑，确保基槽施工工作面的干作业环境。具体开挖施工如图2所示。

图2 基底开挖施工图

2.3 铺设土工格栅

基槽开挖完成后，进行基底的平整施工，并开展二次测量定位，于坡线开始处每15m位置以及边坡转角位置安装坡度尺与皮数杆，从而控制土工格栅反包高度、土工袋堆砌高度以及边坡坡度。于坡面预留土工袋堆放位置，作为坡面反包，预留范围3.5m，边坡填料压实平整后，将土工格栅铺设于坡面上方，同时保证土工格栅不重叠、不卷曲，铺设平整，避免回填及压实过程中土工格栅受到扰动甚至破坏。见图3。

图3 加筋材料铺设

2.4 格栅张拉

为了测得单向土工格栅的拉力值，使其张拉值量化，本方法采用电子拉力计、双钩紧线器等工具进行单向土工格栅的张拉测试，具体方法为：

⑴采用张拉耙将单向土工格栅末端的横向肋筋钩拉固定，如图4所示；

图4 土工格栅张拉

⑵通过绳索将电子拉力计与张拉耙连接，同时连接紧线器；

⑶将紧线器后端固定，张拉单向土工格栅，通过电子拉力计读取单向土工格栅的张拉数值。

2.5 格栅临时锚固

本方法中采用直径为8mm的钢筋作为单向土工格栅临时固定的工具，将钢筋加工为长度300mm的U形固定件，对张拉完成后的单项土工格栅按照0.7m的纵横间距进行临时固定，待单项土工格栅整体锚固完成后，拆除张拉工具。见图5。

图5 格栅临时锚固

2.6 分布式光纤传感器的布置

分布式光纤传感技术近年来广泛应用于土木工程领域，该技术具有分布式测量、精度高、灵敏度高、耐久性好、施工方便等优点。为了监测土工格栅的变形情况，本工程采用分布式光纤进行土工格栅的变形监测。将分布式光纤沿土工格栅进行纵向布置，并采用环氧树脂胶水粘接，保证分布式光纤与土工格栅完整粘合，在土工格栅进行土工袋反包后，将分布式光纤引出待监测，并将光纤接头进行保护。见图6。

图6 分布式光纤传感器布置

2.7 土工袋装填垒砌

⑴土工格栅摊铺后采用伴有草籽装满耕植土的麻袋固定，土工格栅反包麻袋后，通过连接棒将上下两层土工格栅连接，其中，土工格栅反包长度为2.5m。

⑵在土工袋堆砌前，需保证回填材料满足设计要求，基槽需平整。每一幅格栅反包高度内设四层麻袋，总高度控制在400mm内。麻袋封口朝向坡背侧，上下层麻袋交错布置。土工袋垒砌到位后，采用木质拍板对土工袋上平面与外侧面进行拍实平整，利于格栅反包紧贴袋装土侧面和保证线型、规则度和美观性。见图7。

图7 土工袋装填

2.8 大面积分层回填土碾压

⑴填方材料为砂质粘性土，要求其≥20°、C≥25kPa，含水率控制在最优含水率的-2%～+2%范围内，同时，保证回填材料中不包含植物残渣、砖石碎片等垃圾及杂物。

⑵卸料机具在使用过程中，应与土工袋保持2m左右间距，且只能在回填一定厚度填料的单向土工格栅上方作业；同时，其行走方向与土工格栅的横筋垂直，避免因回填厚度不足而扰动下方的土工格栅，从而影响土工格栅的强度与质量。填筑前采用大型击实仪进行全样击实试验，从而得到回填材料的最大干密度和最优含水量。回填土填筑时要求分层铺土，分层碾压，保证每层虚铺的土层在压实后厚度小于0.3cm，后续采用重型机械进行大面积碾压，逐层提高高度，保证压实度大于95%。见图8。

图8 大面积分层回填土碾压

⑶对于湿度较高的回填土，需进行含水率控制，通常采取翻晒降低含水率；而对于较为干燥的回填土则采用喷洒水的方式提高含水率，保证回填土的质量。

⑷加筋土挡墙内须设置两道碎石排水层，厚度350mm，排水层中部设φ110PVC泄水管，管壁钻孔φ5@100，外包土工布，水平间距4.0m，出露坡面50mm。

2.9 单向土工格栅搭接与反包

在土工袋堆叠完成后，将单向土工格栅下层预留的反包搭接部分向上翻转反包，形成“C”型包裹，反包的单向土工格栅末端部分与上层土工格栅通过连接棒进行搭接。连接棒搭接时，必须交替穿过上下幅格栅每根肋条。如此反复施工至整体边坡施工完成。见图9。

图9 土工格栅反包

3 结论

本项目通过该技术的应用，加快了施工进度，缩短了工期；成型后的边坡结构稳定，坡面绿化率实现100%，边坡整体造型美观，保证了施工质量，取得了良好的经济社会效益。