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三维植被网

三维植被网护坡技术综合土工网和植被护坡的优点，可有效地解决岩质边坡、高陡边坡防护问题.
三维植被网概况
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应用实例表明，三维植被网护坡对边坡的稳定极为有利，防护效果非常好。

近年来出现的三维植被网护坡技术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。




三维植被网三维植被网护坡的基本原理
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三维植被网三维植被网护坡的概念

三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。根据边坡地形地貌、土质和区域气候的特点，在边坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合与间距种植多种植物。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。


三维植被网示意图




三维植被网三维植被网的护坡机理

植被的抗侵蚀作用是通过它的三个主要构成部分来实现的：一是植物的生长层（包括花被、叶鞘、叶片、茎），通过自身致密的覆盖防止边坡表层土壤直接遭受雨水的冲蚀，降低暴雨径流的冲刷能量和地表径流速度，从而减少土壤的流失；二是腐质层（包括落叶层与根茎交界面），为边坡表层土壤提供了一个保护层；三是根系层，这一部分对坡面的地表土壤加筋锚固，提供机械稳定作用。一般情况下，在植物生长初期，由于单株植物形成的根系只是松散地纠结在一起，没有长卧的根系，易与土层分离，起不到保护作用。而三维网的应用正是从增强以上三方面的作用效果来实现更的浅层保护。一是在一定的厚度范围内，增加其保护性能和机械稳定性能；二是由于三维网的存在，植物的庞大根系与三维网的网筋连接在一起，形成一个板块结构（相当于边坡表层土壤加筋），从而增加防护层的抗张强度和抗剪强度，限制在冲蚀情况下引起的“逐渐破坏”（侵蚀作用会对单株植物直接造成破坏，随时间推移，受损面积加大）现象的扩展，终限制边坡浅表层滑动和隆起的发生。




三维植被网三维植被网护坡的作用

三维植被网护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6m/s，为一般草皮的2倍多。土工网的存在，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。




三维植被网快速防护措施

⑴当工期与植被培植期发生矛盾，在工程刚竣工即进入暴雨季节时，需采取“加筋草皮”对工程进行快速防护，以便竣工后即可得到全面覆盖的防冲刷植被。“加筋草皮”采用三维植被网在草坪种植场或工地附近的空地上预先培植好草皮，成坪后即可整卷或分块卷起，然后铺设至需防护的边坡上。

⑵在难以治理的干旱地区，可使用土壤凝结剂，把选择好的适合的草籽，经过特殊处理后，与土壤凝结剂拌和喷洒（也可以先播草籽，而后再施用土壤凝结剂）。经土壤凝结剂处理后的坡面，草籽和土壤不会因风吹雨淋而流失，同时凝结剂又降低了土壤中水分的蒸发，在一定程度上了草籽的水分供应，大大提高草籽的成活率。




三维植被网施工工艺
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三维植被网边坡处理

将边坡上杂石碎物清理干净，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺。




三维植被网铺设三维网

⑴铺设 将三维植被网沿坡面由上至下铺于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合。

⑵预埋 三维网铺于坡顶时需延伸40～80cm，埋于土中并压实。

⑶锚固 将三维网自下而上用ф6mm以上的U型钢筋将三维网固定，U型钢筋长约15～30cm，宽约8mm，U型钢筋间距约1.5～2.5m，中间用8﹟U型铁钉或竹钉进行辅助固定。

⑷覆土 三维植被网铺设完毕，将泥土均匀覆盖于三维植被网上，将网包覆盖住，直至不出现空包，确保三维植被网上泥土厚度不小于12mm。然后将肥料、生长素、粘固剂按一定比例混合均匀，施洒于表层。肥料为氮:磷:钾=15:15:15或氮:磷:钾=10：8：7的复合肥及含N有机质，肥量约为30～50g/㎡。




三维植被网喷播

覆土回填完毕，进行液压喷播，即将草籽(按每平方25克左右喷播)和促使其生长的附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水按一定比例混合搅拌，形成均匀混合液，通过液压喷播机均匀喷洒于坡面上。




三维植被网覆盖

喷播植草施工完成之后，在边坡表面覆盖无纺布，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长。若温度太高，则无需覆盖，以免病虫害的发生。




三维植被网养护管理

喷草施工完成之后，必需定期进行养护，直到草坪成坪。待草坪长至5cm左右时，即可揭开无纺布。




三维植被网特点
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在草皮没有长成之前可使路堤免遭风雨的侵蚀。

可以保持草籽均匀的分布在坡面上，免受风吹雨淋而散失。

网垫能大量吸收热能、增强地温、促进草籽发芽、延长植物的生长期。

植物生长起来形成的复合保护层可经受高水位、大流速的水流冲刷。

可代替混凝土、沥青、块石等坡面材料，主要用于公路、铁路、河道、堤坝等坡面保护。[1]膨润防水毯是一种用于人工湖泊水景、垃圾填埋场、地下车库、楼顶花园、水池、油库及化学品堆场等防渗漏的土工合成材料，它是由高膨胀性的钠基膨润土填充在特制的复合土工布和无纺布之间，用针刺法制成的膨润土防渗垫可形成许多小的纤维空间，是膨润土颗粒不能像一个方向流动，遇水时在垫内形成均匀高密度的胶状防水层，有效的防止水的渗漏
GCL是一种介于GCL（现场厚压实粘土防渗衬垫）和高分子材料----土工膜之间的一种防渗衬垫。主要应用于环境工程中的废弃物填埋场、地下水库、地下基础设施建设等工程中，解决密封、隔离、防渗漏问题，效果好，抗破坏性强。
膨润土防水毯按生产工艺可分为：针刺法钠基膨润土防水毯、针刺覆膜法钠基膨润土防水毯以及胶粘法钠基膨润土防水毯。 　针刺覆膜法钠基膨润土防水毯，是在针刺钠基膨润土防水毯的非织造土工布的外表面上复合一层高密度聚乙烯土工膜。 　胶粘法钠基膨润土防水毯，是用胶粘剂把膨润土颗粒粘结到高密度聚乙烯板上，压缩生产的一种钠基膨润土
原理

膨润土的矿物学名称为蒙脱石，天然的膨润土按化学成分主要分为钠基和钙基两大类。膨润土具有遇水膨胀的特性，一般钙基膨润土膨胀时，其膨胀仅为自身体积的3倍左右，而钠基膨润土遇水时吸附自身重量五倍的水，体积膨胀到原来的15-17倍以上，将钠基膨润土锁在两层土工合成材料中间，起保护和加固的作用，使GCL具有一定的整体抗剪强度。
防水特点
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密实性
钠基膨润土在水压状态下形成高密度横隔膜，厚度约3mm时，它的透水性为&×10ˉ11m/sec以下，相当于100倍的30cm厚度粘土的密实度，具有很强的自保水性能。
具有的防水性能
因为钠基膨润土系天然无机材料，即使经过很长时间或周围环境发生变化，也不会发生老化或腐蚀现象,因此防水性能持久。
施工简便 工期短
和其他防水材料比较，施工相对比较简单，不需要加热和粘贴。只需用膨润土粉末和钉子、垫圈等进行连接和固定。施工后不需要特别的检查，如果发现防水缺陷也容易维修。GCL是现有防水材料中施工工期短的。
不受气温影响
在寒冷气候条件下也不会脆断。
一体化
防水材料和对象的一体化：钠基膨润土遇水时，具有20—28倍的膨胀能力，即使混凝土结构物发生震动和沉降，GCL内的膨润土也能修补2mm以内混凝土表面的裂纹。
绿色环保
膨润土为天然无机材料，对人体无害，对环境没有特别的影响，具有良好的环保性能。
产品特点
性能价格比高，用途非常广泛。产品幅度可达6米，大大提高了施工效率。
适用范围及应用条件：适用于市政（垃圾填埋）、水利、环保、人工湖及建筑地下防水、防渗工程。
在传统防水材料无法施工的负温下（-20℃）仍可施工；在潮湿的基层（无明水）上也可施工；在雨雪天气下不能施工；不适合强酸、强碱性溶液防渗；由于膨润土系无机材料，故其耐久性好于有机防水材料。
膨润土防水毯的施工方法
1、膨润土防水毯材料自重较大,宜采用铲机配合防水毯吊装工具搬运、铺设。
2、膨润土防水毯材料的连接采用搭接的方式。
3、膨润土防水毯在大于10%的坡度上铺设时应尽量减少沿坡长方向的搭接数量，坡上的膨润土垫超过坡脚线1500mm以上。D、我们将严格按照递交给监理工程师的膨润土防水毯铺设设计图来铺设，除非得业主或监理要求。
4、用于铺放膨润土防水毯的任何设备不能在已铺设好土工合成材料上面行驶。安装膨润土防水毯时，户外空气温度不能低于0℃或40℃。
5、所有外露的膨润土防水毯边缘立刻用沙袋或者其他重物压紧，以防止膨润土防水毯被风吹或被拉出周边锚固沟。膨润土防水毯不能在大风的天气情况下展开，以防止被风吹起。
6、膨润土防水毯的铺设方式膨润土防水毯与下面地基直接接触，排除褶皱。任何褶皱、折叠或拱起都可能会造成土层其他的土工材料发生同样的情况，为了避免褶皱、折叠和拱起，我们将会根据技术说明的要求通过对膨润土防水毯的重新铺放或者切割和修补来消除这些问题。
7、膨润土防水毯的设备要得以监理工程师的批准才能使用，不允许使用没有保护的剃刀或者“快速刀”。I、可能损伤到膨润土毯的施工设备不能直接作用在膨润土毯上。可行的铺设方法是推土向后行驶，将吊前推土机前端的膨润土毯铺开。如果土机在地基土上留下了车印，应在铺设工作继续前恢复原状。
8、铺设膨润土毯时尽量减少膨润土毯在地基上的拖拉，以免引起膨润土毯与地面接触面的损坏。如有需要，可以地面上加放一层临时的土工织物，以减少膨润土毯在铺设过程中因磨擦引起的损坏。
9、膨润土毯的铺设和搭接应当与斜坡倾斜的方向平行，如果坡度大于4：
膨润土防水毯的施工要求
1、膨润土防水毯施工前应检查基层,基层应夯实平整、无坑洼积水，无石子树根及其他尖锐物。
2、膨润土防水毯在搬运和施工过程中要尽量避免震动和冲击，避免毯体有较大的弯曲度，好一次到位。
3、在GCL安装、验收以后，要尽快进行回填工作，如果是配合HDPE土工膜使用的工的程应及时对土工膜铺装焊接，以防被雨淋湿或弄破。
防水机理为：膨润土防水毯所选用的钠基粒子膨润土遇水可膨胀24倍以上，使其形成均匀的黏性高且滤失量低的胶体系统，在两层土工布限制作用下，使膨润土从无序变为有序的膨胀，持续的吸水膨胀结果是让膨润土层自身达到密实，从而具有防水作用。
膨润土复合防水垫（GCL）施工注意事项
1、膨润土复合防水垫（GCL）的储运应防水、防潮、防强烈阳光爆晒。储存时地面应采取架空方法垫起，运至现场的膨润土复合防水垫（GCL）应在当日用完。
2、在进行下道工序或相邻工程施工时，应对已完成工序的膨润土复合防水垫（GCL）妥善保护，不得有任何人为损坏。
3、应尽量避免穿钉鞋、高跟鞋在膨润土复合防水垫（GCL）上踩踏； 　车辆等机械不得碾压膨润土复合防水垫（GCL）。
4、在GM/GCL复合衬垫的施工中，已铺完成的GCL应在当日完成HDPE膜的施工或铺设300mm厚黏土保护层，当日不能完成HDPE膜或黏土保护层的施工，应对GCL进行覆盖，以防下雨下雪而使GCL行水化及强烈阳光对GCL的爆晒。
5、对GCL单层衬垫的防渗、防水施工工程，在施工结束并验收合格后，应迅速用比重大于2.0的土、砂子或石粒进行回填。回填时为防止GCL的损坏，回填土中不能含有粒径大于10mm以上的碎石，回填土厚度不应少于30cm。回填土应分级回填夯实，压实度不能低于85%。
膨润土防水毯的成品保护
1、膨润土防水毯铺设完毕后应及时铺设土工膜，以避免承受风雨的侵蚀；
2、膨润土防水毯铺设完毕后如不能及时铺设土工膜则应该用彩条布或薄膜覆盖，以避免承受风雨的侵蚀；3、膨润土防水毯铺设完毕后应避免车辆碾压和其他异物损坏；
4、施工完毕后的膨润土垫上不得有泥块、污物、杂物等可能损坏防渗层的异物存在。
存储、运输a、膨润土防水毯（GCL）卷在安装展开前要避免受到损坏。膨润土防水毯（GCL）卷应该堆放于经平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到卷的识别牌。
5、由不恰当的储存和操作而造成膨润土防水毯（GCL）的损坏，不允许使用于本工程上。
6、在运输过程中（包括现场从材料存储地到工作的运输），膨润土防水毯（GCL）卷应避免受到损坏。
7、受到物理损坏的膨润土防水毯（GCL）卷要修复，受损坏严重的膨润土垫（GCL）不能使用，我们将从现场搬走并进行替换。
8、任何接触到泄漏化学溶剂的膨润土（GCL）材料，根据监理工程师的判断，不允许使用于本工程上。
9、如果膨润土毯在安装过程在损坏（撕裂、刺穿等），可以从一卷新的膨润土毯上切割一块“补丁”盖在破损的地方来进行修补。补丁的四边距离破损的地方长度不能小于300mm，铺放“补丁”前应在破损周围撒一些颗粒状膨润土或膨润土浆。如有必要也可以使用一些粘合剂以防止“补丁”移位，或者在破损的地方下面垫一小块膨润土毯。
天然钠基膨润土和人工钠基膨润土的鉴别方法
鉴于工程上应用的技术指标还无法判断GCL采用的是天然钠基膨润土还是人工钠基膨润土，在还没有找到检测人工钠基膨润土老化的方法和设备前．建议用以下方法进行鉴别。
1）用试纸测膨润土水溶液的pH值，一般天然钠基膨润土的pH值为8～9，人工钠基膨润土的pH值在9～10以上。
2）在天然钠基膨润土和人工钠基膨润土中同时分别加水后，用手搓，人工钠基膨润土比天然钠基膨润土粘性感强，原因是Na2CO3附着在人工钠基膨润土表面。
3）可采用“看、尝、捏、浇、洗”的方法鉴别是天然钠基膨润土原矿还是天然钙基膨润土原矿：“看”，天然钠基膨润土绝大多数颜色较深（深灰、黑灰、蓝灰、绿灰等），而天然钙基膨润土绝大多数颜色较浅（白、灰白、浅黄、浅灰、粉红等）；“尝”，用舌舔天然钠基膨润土有苦涩味道，而天然钙基膨润土无苦涩味道；“捏”，用手拈捏天然钠基膨润土较重、有一定硬度，而天然钙基膨润土较轻、较软；“浇”，膨润土浇上稀酸，天然钠基膨润土原矿起泡明显，天然钙基膨润土原矿仅起微细小泡，而人工钠基膨润土反应强烈、气泡很多；“洗”，用中性水将土样进行不少于4次漂洗，直至水溶液的pH值为7，凡天然钠基膨润土漂后的膨胀指数/漂洗前的膨胀指数之比>80%，而人工钠基膨润土则<50%。若有条件，可将漂洗样烘干后作Ⅹ衍射，测蒙脱石的d（001），天然钠基膨润土仍显示出钠蒙脱石的特征峰值d（001）为12.5 ?，而人工钠基土则为15? （1?=l 0－10m）。
4）追踪GCL所用膨润土的来源，判断所使用的是天然钠基膨润土还是人工钠基膨润土，或者是在人工钠基膨润土中只掺加了少量的天然钠基膨润土。一般的膨润土矿，国土资源部门均有较详细的地质勘探资料，都检测过膨润土的矿物组成、化学组成、物化指标。一般天然钠基膨润土原矿的Na2O含量都1%，钙基膨润土原矿的Na2O含量都低于1%；而人工钠基膨润土的Na2O含量比天然钠基膨润土则高得多。
市售的膨润土防水毯分类
JG/T 193《钠基膨润土防水毯》标准中按生产工艺将膨润土防水毯分为三种:针刺法膨润土防水毯(GCL-NP)、针刺覆膜法膨润土防水毯(GCL-OF)和胶粘法膨润土防水毯(GCL-AH)。针刺法钠基膨润土防水毯,是由两层土工布包裹钠基膨润土颗粒针刺而成的毯状材料;针刺覆膜法钠基膨润土防水毯,是在针刺法钠基膨润土防水毯的非织造土工布外表面上复合一层高密度聚乙烯薄膜制成的;胶粘法钠基膨润土防水毯,是用胶粘剂把膨润土颗粒粘结到高密度聚乙烯板上,压缩生产而成的一种钠基膨润土防水毯。
市售的膨润土防水毯,产品规格以长度、宽度或膨润土防水毯单位面积质量区分。按照幅宽1m到6m,长度从20m到60m不等,还可以根据设计要求生产;按照膨润土防水毯单位面积质量一般分为4000g/m2、4500g/m2、5000g/m2、5500g/m2、6000g/m2等几种规格。