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铁路路基防护施工技术

  
评论: 更新日期:2014年09月03日

        3. 绿色植被护坡的机理分析
        3.1  绿色植被对边坡坡面的冲刷防护
        (1) 植被对降雨的截留作用
        对于植物郁闭度良好的路基边坡来说,植物茂密的枝叶连成一片就像给边坡打了一把巨伞,一部分降雨在到达坡面之前就被植被的茂密茎叶截留并暂时储存在其中,或经过植物茎叶滑动到边坡以下,从而减少了降落到边坡地表的雨量。实践表明,对于郁闭度良好的阔叶植物林来说,植物树冠可以截留降水的10%,林下灌木、草本植物、苔藓、地衣被层等能够截留降水的20%~30%,另外植物的腐枝败叶可以吸收自身重量4倍的水,同等的降水情况下,植被良好的地表雨水量仅相当于空地的1/40。植物通过截留作用降低了到达坡面的有效雨量,从而减弱了雨水对坡面的侵蚀。
        (2) 植被对雨水溅蚀的抑制作用
        降雨时雨滴从高空落下,因其有一定的重量和加速度,下落时便产生一定的打击力量,裸露的表土在这种力量的打击作用下,土壤结构遭到破坏,发生分离、破裂并溅起,土颗粒能被溅到60cm高,160cm远的地方并在落地时向下滚动,造成水土流失。铁路路基边坡表面的土体材料一般较差,主要由较松散的砂土(如山皮土)和线路清筛清出的污土组成,其更容易受到雨水的溅蚀作用,造成表土结构的破坏,形成鸡爪沟,严重威胁边坡的安全。边坡植物的枝叶能拦截高速下落的雨滴,通过茎叶的缓冲作用,大大降低雨滴的速度,并使大雨滴分散成小雨滴甚至雨雾,从而大大降低了雨滴的能量,减小了雨滴对边坡表面土壤的冲击动能,可以明显的减弱甚至消除雨滴的溅蚀作用。
        (3) 植被对地表径流的抑制作用
        地表径流集中是坡面土体冲蚀的主要动力,土体冲蚀的强弱取决于径流的大小和流速。草本植物的分蘖多,丛状生长,能够有效的分散、减弱径流,而且可以阻截径流,改变径流的形态,降低径流的流速,使径流在草丛间迂回流动,并提高了雨水入渗率。径流减小,流速减缓,冲刷能量降低,从而对土体的冲蚀大大减弱,减少了水土流失。
        3.2  绿色植被对边坡坡面的冲刷防护
        (1) 植被对降雨的截留作用
        浅根类植物根系在边坡表土层中盘结缠绕,形成厚约30 cm的加筋复合体保护层,盘结于土中植物根系与土粒组成三维网状结构体。根系的加筋作用一方面表现为增加了土层的“粘聚力”,另一方面表现为对土粒的网兜包裹效应。“粘聚力”的增加在一定程度上阻止了坡面水流的剪切力破坏和表土层张裂缝的形成。网兜效应减弱了水流对土粒的解离作用。此外,植物根系在土中生长,为微生物的生长提供了必要的生存环境,微生物可分泌出一种多糖化合物的粘液质凝胶,这种多糖化合物分子将土壤颗粒有效地粘聚起来,减弱了坡面水流对土层的解离侵蚀作用。
        (2) 深根系的锚固作用
        木本植物的垂直根系的主根粗壮,深深扎入土层3 m~5 m。垂直深根穿过边坡的软弱层或滑动面,以锚固与桩侧阻的方式对边坡起到加固作用,其作用类似于锚杆或抗滑桩。
        3.3  植物根系的蒸腾排水效应
        绿色植被通过光合作用与蒸腾作用,对孔隙水施加张力,大部分植物在到达凋萎点之前,能够对孔隙水施加1 MPa~2 MPa的张力,植物根系源源不断地吸取土壤中的水分并通过蒸腾作用排到大气中,使得土壤中的水分减少,孔隙水压力降低,甚至为负值。孔隙水压力的降低增强了土体的抗剪强度,大大加强了边坡的稳定性。此外,植物的根系具有向水源丰富的部位生长的特性,这种向水性,特别是深根植物的向水性,还具有智能化、动态排水与加固效果。从这个角度来讲,植物深根在阻止边坡的渐进破坏方面还具有一定的预防意义。[3]
        4. 结语
        铁路路基工程在铁路工程中所占比例较大,是铁路安全运输的最基本保障。近年来,铁路不断提速,运量不断加大,对铁路路基施工及防护提出了更高的要求。因此,按照铁路路基施工规范科学地组织施工,可有效减少铁路路基各种病害,确保铁路快速、安全运营,使铁路这条国民经济的大动脉更好地发挥经济效益和社会效益。
       
       
       
        参考文献:
        [1] 赵国光.浅谈铁路路基边坡绿色防护技术[J].工程建设与管理,148-149.
        [2] 谭远发.铁路路基边坡绿色防护技术的发展和应用[J].路基工程,2001(2):1-3.
        [3] 勾中华.浅谈铁路边坡绿色植被的护坡机理[J].山西建筑,2009(35):351-351.
       

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