蜂巢格室（HDPE）在边坡防护上的应用研究

0 引言

当前，我国的护坡技术发展还处于初期阶段，护坡技术产业化刚刚起步，还存在着很多亟需解决的问题。一方面在护坡技术的研究探索方面不深、不透，应用推广力度也不够；另一方面，护坡材料的质量仍有待提高，特别传统圬工防护存在施工不便、材料浪费、病害较多等问题。

随着新型材料的发展，蜂巢格室（HDPE）得到更深更广的应用，目前该材质防护形式已在市政道路、铁路、公路得到较多应用及验证，

1 蜂巢格室（HDPE）介绍

蜂巢格室（HDPE）具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好[1]。

国内石化厂生产的蜂巢格室（HDPE），配合进口的材料聚己烯和聚辛烯，通过选择极性分子单元的合金相容剂，利用传统成熟的改性挤出造粒工艺进行加工。在加工过程中加入强度改性剂、成核剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、金属钝化剂、抑菌剂、水分阻隔剂、纳米级填充剂等组分，形成了新型的改性高分子材料[2]。蜂巢格室采用改性高分子量HDPE 为原料，绿色环保，完全可回收；完美实现了草坪、防护二合一，植草格耐压、耐磨、抗冲击、抗老化、耐腐蚀，节约投资；独特的平插式搭接，省工、快捷。

2 预制框格骨架与蜂巢格室（HDPE）应用对比

2.1预制框格骨架施工介绍

（1）预制框格骨架施工工艺流程及时间

以单侧 500m2 为一个单元计算，预制框格骨架构件生产为 2 天，从生产达到养护期时间为 8 天。安装 500m2 预制框格骨架植草防护时间为 8.5 天。

图1 预制框格骨架植草防护施工工艺流程图

（2）预制框格骨架所需施工器具及人工消耗

按常规设计，单块预制构件最大重量为 44.46kg，施工边坡高度在 6m 以上，坡度 1 ：1.5 至 1 ：1.75 之间，大量耗费人工背扛，同时存在较大安全风险。因此单个作业面需全天候配合的施工器具及人员有：卷扬机、10T 自卸吊、撬棍等，人员35 人。

（3）预制框格骨架病害

预制框格骨架属于刚性材料，在具有冻融循环地区容易产生胀裂后无法复位的问题，进而造成内部掏空引起大面积脱落现象。

图2 预制构件边坡防护冻胀案例

2.2蜂巢格室（HDPE）施工介绍

（1）施工工艺

由于此施工工艺产品为厂区施工，施工工序仅为现场施工，同样以单侧 500m2 为一个单元计算，单侧施工总时间为 5.5 天，具体详见施工流程图。

图3 植草格植草防护施工工艺流程图

（2）施工所需施工器具

蜂巢格室（HDPE）采用折叠展开方式，现场施工仅需人工展开铺于边坡即可，除运输器具外，基本无其他施工设备，仅需施工人员约5 人。

（3）蜂巢格室（HDPE）病害

根据HDPE 材料的特性，在植被覆盖率高的区域，此种材料尚未发现明显施工及维护病害。

图4 2006 年邵怀高速公路第24 合同段

2.3预制框格骨架与蜂巢格室（HDPE）施工条件对比

预制框格骨架需在人工开槽后立刻展开施工，防止雨天对槽口的破坏，夜晚受吊装安全影响无法施工，施工后进行微调时较为困难；蜂巢格室（HDPE）施工受气候环境影响较小，可全天施工（包含夜班），如遇下雨、高温、严寒等天气则不能施工。

表1 ：预制框格骨架与蜂巢格室（HDPE）施工条件对比

2.4预制框格骨架与蜂巢格室（HDPE）施工材料对比预制框格骨架采用混凝土材料，常规最大单体重量 44.46kg，长度 1m。混凝土结构具有抗压但不抗拉的特性，抗拉强度仅为抗压强度的10% 左右，因此在施工过程中容易发生断裂、掉角等想象，但材料耐久性强。蜂巢格室（HDPE）材料为新型材料，目前扛老化年限已上升至 50 年，覆土后的扛老化年限将更长，材料轻便，运输简单，具有可回收利用价值，符合公路低碳、环保设计理念，但此种材料不耐大力外压，在覆土时需有人指导，防止发生挤压变形。

表2 ：预制框格骨架与蜂巢格室（HDPE）施工材料对比

2.5预制框格骨架与 HDPE 植草格施工造价对比

预制框格骨架约为 104.31 元 /m2，HDPE 植草格造价约 40 ～ 70 元 /m2（含材料运费，含税），此外，采用 HDPE 植草格还将节省场站建设及临时征地费用。

3 结论

三维高分子聚合物（HDPE）在公路边坡防护领域展现出显著的技术优势和广阔应用前景，其核心价值体现在材料革新、生态修复与工程效益的深度融合。轻量化高强结构及环境适应性突破将其不仅适用于公路边坡防护，而且在生态敏感区防护、高陡土质边坡、矿山修复均有极高的应用拓展，未来需突破陡峭岩质边坡适配性（>45^∘ °坡度限制）及再生材料强度优化，进一步扩大应用场景。

参考文献：

[1] 孙传迪，宋飞 .酸性及碱性环境下土工格室材料受力变形特性试验研究[J/OL].武汉大学学报（工学版），1-15[2025-07-26].https：//doi.org/10.14188/j.1671-8844.2024.0323.

[2] 胡敏 .开孔土工格室的力学性能及其在高填方路基中的适用性研究 [D].华东交通大学，2023.DOI：10.27147/d.cnki.ghdju.2023.000291