摘 要：針對山區丘陵地帶地質災害頻發、環境惡化、水土流失、植被退化等問題，對比分析了傳統的重力式等形式的支擋結構和防護措施的優缺點。結合土工合成材料性能，提出土工合成材料在山區丘陵地帶的加固及生態修復技術的應用前景和方向。
關鍵詞：地質災害，邊坡加固，生態修復，土工合成材料
我國特殊的氣候條件和地質環境，大規模降水、地震及人類活動等導致洪澇災害、滑坡、泥石流等地質災害和邊坡垮塌事件頻發、路基沉降及地面塌陷等工程病害難以治理，給工程實踐帶來巨大困難。因此針對以上問題，本文提出以加筋土技術為主要設計理念，聯合多類別土工合成材料共同使用的方法對工程實踐進行加固和生態修復。
土工合成材料是指工程建設中與土、巖石或其他材料接觸的聚合物材料，包括土工織物、土工膜、土工復合材料、土工特種材料。其經濟高效，施工簡單、造型美觀，具有反濾、排水、防滲、加筋和防護等多種功能。土工膜可以減小或阻止水的滲透和流水侵蝕，在水利工程中主要用于大壩與渠道防滲、河道與渠道防護，例如南水北調工程。多孔型土工網提供排水路徑用于大壩的排水，土工織物由纖維編織而成，其過濾作用有效阻止土顆粒的流失。土工格柵具有極高的抗拉強度能有效減少軟土地基的沉降，防止軟土地基和路堤的整體破壞。通過加筋還可以修建更陡一些的邊坡以及修復已破壞的邊坡。土工網墊的存在可以有效保護草籽和邊坡土不被侵蝕，防止水土流失，還可作為風蝕防護層保護以粉砂細砂填筑的邊坡。
據科學考證，數千年前人們就在土中加入蘆葦來建造房屋，用木排修筑道路。漢書中也記載著長城的修筑材料中含有砂、礫 石、紅柳和蘆葦。在水利工程中，荷蘭人曾使用大量的柳枝來加固堤壩，防止沖刷。隨著金屬材料的大量使用，天然的筋材逐漸被金屬所代替，20 世紀初，美國利用金屬構件分層加固了一座土壩的下游邊坡。到 20 世紀 60 年代，法國著名的工程師亨利·維達爾在試驗研究中發現，混入有機纖維材料的土體，強度明顯改善，提出了較為系統的加筋土理論。加筋擋土墻是一種柔性支擋結構，由墻面板、基礎、拉筋和填料組成，具有一定的適應變形的能力，對地基承載力要求低，適用于軟土地基，多用于支擋填土工程。具有施工便捷，工期短，價格低廉，便于制作等優點。主要依靠拉筋與土體之間的摩擦作用、粘結力來平衡土體對墻面板的壓力。與重力式擋墻相比，自重小，經濟效率高。自20世紀70年代引入我國起，已將該技術廣泛的運用到公路、鐵路、林業、城建、水利等方面。加筋技術用于邊坡工程中，墻面板可以用土工網墊與植被來代替，不僅起到了防護坡面、防止拉筋間填土被側向擠出的作用，還可以綠化環境，改善空氣質量。
山區丘陵地帶的工程建設中，邊坡治理最為重要，尤其是在地質地貌情況復雜多變的山區，邊坡失穩破壞是誘發其他地質災害的關鍵因素，變形破壞是一個由量變到質變的過程，總是由緩慢的、局部的變形逐步發展演化成快速的、整體的破壞。邊坡是滑坡災害發生的主體，施工開挖對土體造成擾動，改變了原位土體的應力狀態，且應力場穩定具有滯后性，因此必須做好邊坡的勘察工作，如邊坡的調查測繪、邊坡巖土試驗、監測等。此外，防護技術一般采取工程防護與植物防護兩者結合，加固處理方法采取排水措施、刷方減重，且設置擋土墻。施工開挖和占用道路沿線也使部分區域地表裸露，該地區抵御侵蝕的能力被削弱，水土流失嚴重，不利于其自然環境的修復。針對上述情況，植被護坡技術就顯得尤為重要。植被護坡技術主要采取液壓噴播技術、三維網噴播植草技術、客土噴播技術等。
4.1 傳統措施
漿砌塊石、混凝土砌塊等傳統護坡技術，自重大、剛度大、柔性差，容易產生大的脆性斷裂，對于變形的適應能力低下，一方面，大量雨水沖刷坡面，造成土顆粒大量流失，掏蝕坡體，不利于邊坡穩定; 另一方面，大量石料的使用和開采會對山區的環境造成破壞，并且混凝土色調單一，視覺效果差。
4.2 土工格柵
土工格柵加筋土墊層廣泛應用于工程的加固和防護，格柵與土的界面作用，減小周圍土體的應力和位移。筋土之間的摩阻力和筋材對土體的被動阻力能有效提高軟土地基的承載力，調節地基不均勻沉降。具體的實施過程如下: 按照已有的基準點進行放線、釘樁，將邊樁外引到用地紅線樁處固定。之后用水準儀測量計算填挖交界線，注意釘樁撒線標記，設樁固定。清除表層的不良土壤，在填筑及碾壓之前半填半挖，運用振動壓路機進行碾壓，對于交界面應碾壓超過 2 遍，在交界面碾壓成型后，清理干凈格柵的鋪設面。清理完成后，均勻平整鋪設土工格柵。完成之后48 h 內及時回填填料并壓實。
4.3 三維土工網墊
三維土工網墊是一種三維結構的用于植草固土的網墊，其材質疏松柔韌，耐久性好且具有較大的容土空間。可充填土壤、沙 礫、細石和植物根系，長成后的草皮和網墊、土壤牢固的結合在一起，形成嵌鎖體系，用于保持水土、坡面防護。對于已破壞的邊坡，植物根系具有良好的固土作用，粗糙的網面，使風和水流產生渦流，產生消能作用，促使攜帶物沉積于網墊中。應用土工網墊植被護坡時，坡面應平整，應避免在高溫、大雨或寒冷季節施工且在坡頂、坡趾和坡中間進行固定。
4.4 分析
土工格柵與三維土工網墊及其他合成材料使用依實際工程要求進行搭配，一方面邊坡土體被加筋式擋土墻所加固，三維土工網墊鋪設于斜坡表面植以草種用于防護，另一方面在土體內部布置塑料排水帶進行排水、土工織物進行反濾，具有及時減小降雨時的孔隙水壓力、減少土顆粒流失的功能。上述措施在一定程度上給工程建設提供方便，但是對于地質環境惡劣，建筑物要求極高、不能滿足重要工程的要求時應采取安全性更高的大型邊坡支擋結構。加筋土擋墻雖然能適應一定的變形，但是對于地震烈度極大的地區其抵御能力差，還需要進一步設計和研究。
本文通過分析我國山區及丘陵地帶的地形氣候等條件，對邊坡加固和生態修復方法進行了簡單總結，整理了土工格柵與三維土工網墊的特點及優勢，可供相關研究應用參考。
