摘 要：巖石邊坡綠化是一門新興的邊緣學(xué)科，涉及面廣。厚層基材噴射綠化法在江西高速公路運(yùn)用尚屬首次，本文結(jié)合昌泰高速公路邊坡的防護(hù)綠化，介紹該種方法的技術(shù)組成、護(hù)坡原理和施工工藝。
關(guān)鍵詞：道路工程；石質(zhì)邊坡；基材噴射；防護(hù)綠化；應(yīng)用
0 前言
隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的提高，特別是近年來，我國高度認(rèn)識到生態(tài)環(huán)境的破壞、日趨嚴(yán)重和頻繁的自然災(zāi)害帶來的災(zāi)難。洪澇、旱災(zāi)、土地沙漠化、風(fēng)塵暴、溫度效應(yīng)、水質(zhì)變化等一切來源于植被減少、森林的破壞，尤其是高速公路的建設(shè)對生態(tài)系統(tǒng)的破壞有工程規(guī)模大、影響不可逆、持續(xù)時(shí)間長、影響范圍大等特點(diǎn)，且由于廊道效應(yīng)、接近效應(yīng)、城鎮(zhèn)化效益、小氣候效應(yīng)等造成生態(tài)環(huán)境的影響和破壞，引起了高速公路建設(shè)者們的高度重視。其中邊坡綠化在整個(gè)高速公路生態(tài)保護(hù)中起著重要的作用。邊坡綠化方法主要有鋼筋水泥框架法、客土植生帶法、纖維綠化法、生態(tài)多孔混凝土綠化法、厚層基材噴射法等；其中客土植生帶法、纖維綠化法、生態(tài)多孔混凝土綠化法、基材噴射法可用于石質(zhì)邊坡的綠化。
厚層基材噴射綠化法是邊坡綠化的一種重要方法。該方法最初由日本提出，國內(nèi)最早運(yùn)用在四川成南高速公路中，在江西尚屬首次。該技術(shù)由植被生長技術(shù)、植被維持技術(shù)和植被組合技術(shù)三部分組成。它可結(jié)合錨桿（或錨索）、防護(hù)網(wǎng)（土工網(wǎng)、鐵絲網(wǎng)、纖維網(wǎng)，在高陡邊坡結(jié)合砼或輕鋼格子梁、鋼繩）、混合植被對巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)綠化，形成與周圍生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的永久性生態(tài)護(hù)坡工程，快速恢復(fù)邊坡的生態(tài)景觀。
江西贛粵高速公路昌泰段k132+435～k132+800段的邊坡由于工期緊，邊坡開挖完成后防護(hù)工程尚未施工，垂直挑抬片石材料施工難度大。為方便施工同時(shí)也為推廣運(yùn)用生態(tài)護(hù)坡新技術(shù)，經(jīng)業(yè)主同意該邊坡變更采用厚層基材噴射防護(hù)綠化技術(shù)。該路段邊坡最大高差41.8m，坡面總面積12420m2；表層0-3米為殘坡積硬可塑低液限粘土，下為砂巖、含礫砂巖產(chǎn)狀267° <35°，巖層走向與路線交角30°,屬小角度相交，在邊坡左側(cè)形成順層坡。邊坡設(shè)計(jì)坡比第一級為1:0.75,第二級為1:1,第三級為1:1.25，第四級為1:1。本地區(qū)屬中亞熱帶低山丘陵季風(fēng)氣候，冷熱差異大，雨量充沛，但是豐而不衡。年平均氣溫17.6～18.3℃,年最低氣溫-11.7～-5.2℃，年最高氣溫40.2～40.9℃，年平均降雨量1458～1577毫米。
1 設(shè)計(jì)
原設(shè)計(jì)防護(hù)類型為A型和D型漿砌片石骨架護(hù)坡。A型為人字型骨架，主要適用于穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡，骨架內(nèi)必須先掛土工網(wǎng)，再在網(wǎng)上回填土，最后噴草籽綠化。D型為疊式拱骨架，主要應(yīng)用于軟石邊坡。變更設(shè)計(jì)有以下三種：1、采用鐵絲網(wǎng)結(jié)合錨桿、植生袋及噴射含草種的有機(jī)基材的方法。2、采用高強(qiáng)土工網(wǎng)結(jié)合錨桿、噴射有機(jī)基材及鋪植生帶的的防護(hù)綠化技術(shù)。3、利用椰纖維植被護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行防護(hù)綠化。
參建各方結(jié)合該段邊坡的實(shí)際情況，綜合考慮施工難度和施工成本，最終選定了第三種變更設(shè)計(jì)方案。第三種方案與前兩種方案比較存在以下幾個(gè)優(yōu)勢：（1）方案三的施工成本較低，并且使用的基材配方在東南沿海一帶應(yīng)用較成功，在江西地區(qū)配比不必進(jìn)行大的調(diào)整。（2）施工工藝較簡單，能有效的保證工期。（3）方案一二中采用的粘和濟(jì)為水泥，而三中所采用的粘合劑是一種可降解的線性功能性高分子聚合物。分子量超過1500萬，生物穩(wěn)定性較強(qiáng)，可任意比溶于水，分解物對植物和土壤無害。是通過溶解后利用膠質(zhì)分子上所帶的負(fù)電吸附土壤顆粒形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)來起粘合作用。這樣可消除采用水泥堿性對植物生長的影響。
下面簡單介紹下利用椰纖維植被護(hù)坡技術(shù)的綠化結(jié)構(gòu)組成、護(hù)坡原理以及施工工藝。
1.1基材噴播綠化結(jié)構(gòu)組成
1.1.1錨桿錨桿采用φ18的螺紋鋼，長錨桿和短錨桿呈梅花型布置，長錨桿長1.5m，短錨桿長0.8m，間距1m。
1.1.2防護(hù)網(wǎng) 防護(hù)網(wǎng)采用14#號鍍鋅鐵絲網(wǎng)，制成雙扭形式，網(wǎng)洞8cm×8cm，用鍍鋅綁絲或砼墊塊固定鐵絲網(wǎng)。
1.1.3有機(jī)基材有機(jī)基材主要成份是：活性黏性種植土、椰粉磚、玻璃纖維、粘合劑和保水劑。基材噴射厚度10cm，基材中的粘性紅土、椰粉磚、營養(yǎng)土的比例為8:1:1(體積比)。每方基材中外加材料含量：玻璃纖維0.9kg，稻草纖維10kg，粘合劑150g，復(fù)合肥10kg。
1.1.4椰纖維網(wǎng)在噴完基材后鋪一層椰纖維網(wǎng)。椰纖維網(wǎng)主要作用是前期穩(wěn)定基材，同時(shí)在一段時(shí)間后其自身可以分解成為有機(jī)物，為植被提供養(yǎng)分。
1.1.5草草的培育采用液壓噴播草種，草種選用高羊茅、狗牙根和百喜草，每平方米種子用量30g，配比5:3:2。同時(shí)在坡頂處應(yīng)適當(dāng)增加種子用量，在坡腳處加入部分灌木種子，以形成立體綠化。
1.1.6排水設(shè)施平臺內(nèi)側(cè)與上級坡面做成“V”字型排水溝，10cm砂漿抹面；在坡面適當(dāng)位置設(shè)急流槽。
上述中的材料配比為本坡面的設(shè)計(jì)配比,具體施工應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
1.2護(hù)坡原理
1.2.1基材和巖石坡面的結(jié)合原理（1）、基材中的玻璃纖維在基材噴射到坡面時(shí)，其中纖維的一頭絞在坡面鐵絲網(wǎng)上，另一頭粘在基材中；而黏土則粘在巖石和鐵絲網(wǎng)及椰纖維網(wǎng)上。（2）、表層椰纖維網(wǎng)能有效的防止暴雨沖刷，保證基材和種子不被沖刷。根據(jù)在一般土質(zhì)邊坡的測試，原來土質(zhì)邊坡能抵擋1.0米/秒的水流速度，而加一層椰纖維網(wǎng)后能抵擋的水流速度是3.0米/秒。（3）當(dāng)鐵絲網(wǎng)和椰纖維網(wǎng)在基材中銹蝕后，它的連接筋的作用消失，但草本植物的根系網(wǎng)已將坡面上草、基材和巖石緊緊相連。
1.2.2有機(jī)基材（1）、有機(jī)基材具有很強(qiáng)的抗旱性，并且有很強(qiáng)的粘性，從而保證與巖石坡面可以結(jié)合良好，對坡面進(jìn)行防護(hù)。（2）、基材的強(qiáng)度,基質(zhì)的內(nèi)聚力保證基質(zhì)的自身的整體穩(wěn)定性與鐵絲網(wǎng)結(jié)合共同形成一層牢固的防護(hù)層。(3)、基材良好的保水、吸水能力，能為植被提供前期生長所需的養(yǎng)分。
1.2.3錨桿和鐵絲網(wǎng)長錨桿對坡面有加固作用，保證坡面穩(wěn)定；短錨桿可認(rèn)為只起掛網(wǎng)作用。鐵絲網(wǎng)提供了一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對基材的整體穩(wěn)定性和植被淺根加筋作用的發(fā)揮起了重要作用。
1.2.4植被防護(hù) (1)、植被的力學(xué)效應(yīng)：植物的深根錨固作用和淺根的加筋作用。(2)、植被的水文效應(yīng)：降低坡體孔隙水壓力，降雨截流，削弱濺蝕，控制土顆粒流失。
1.2. 5椰粉磚 椰粉磚起保水，減少基材的單位重量，增大基材的內(nèi)摩擦角，從而減少坡面基材的下滑力，使綠化基材穩(wěn)定在巖面上。同時(shí)防止基材板結(jié)，有利于植物生長，在基材中是一種疏松劑。它也是一種有機(jī)質(zhì)，降解后能緩慢提供肥料。
2 施工工藝
下面結(jié)合本邊坡簡要介紹椰纖維植物護(hù)坡技術(shù)的施工和施工要點(diǎn)。
2.1坡面清理 主要是清理片石、碎石、污淤泥和雜物，用紅粘土對一些孔洞進(jìn)行補(bǔ)洞，敲除掉一些凸出的巖石，刷清坡面。若坡面有滲水嚴(yán)重應(yīng)先進(jìn)行處理，防止基材長期泡水。
2.2錨桿施工 由于長錨桿兼有固定邊坡和掛網(wǎng)的雙重作用，因此在布置長錨桿時(shí)應(yīng)根據(jù)坡面的具體情況，在預(yù)先不能清除的危石處及節(jié)理裂隙較發(fā)育處應(yīng)當(dāng)加密長錨桿的數(shù)量，而在坡面平整、巖體穩(wěn)定處可用短錨桿代替長錨桿，間距可適當(dāng)調(diào)整。
2.3掛鐵絲網(wǎng) 固網(wǎng)時(shí)兩網(wǎng)連接以平衡連接為宜，不必重疊，用綁絲扎牢，同時(shí)使鐵絲網(wǎng)距坡面5～7cm。
2.4基材噴射
2.4.1土料過篩 混合基材中粘性紅土應(yīng)進(jìn)行過篩，篩網(wǎng)直徑為1.5cm，把土壤中雜物和石塊篩去，大塊土打碎過篩。含水量不宜過大，一般應(yīng)小于20%，如含水量大應(yīng)進(jìn)行晾曬，具體視噴射機(jī)要求為宜。
2.4.2土和物料的混合 先將椰粉磚提前1～2天用水浸泡膨脹后待用。土和物料的配比應(yīng)根據(jù)土的粘性，坡面情況和采光情況等綜合考慮進(jìn)行調(diào)整�；旌狭系陌韬涂衫萌斯せ驒C(jī)械混拌合。如土壤較干，可加入適量水，拌合后標(biāo)準(zhǔn)為用手抓混合料能成團(tuán)，松開掉地能散開為度，物料隨拌隨噴，不宜放置太久。
2.4.3高壓噴基材 將混合好的基材，用干噴機(jī)噴射到巖石上，厚度平均10cm，在鐵絲網(wǎng)外噴射基質(zhì)厚度保持在2cm～3cm，不可超過5cm。噴頭距巖面距離應(yīng)有1.5米左右垂直噴射。噴射時(shí)水壓要適當(dāng)，同時(shí)要根據(jù)噴出的混合料的情況適當(dāng)調(diào)動水閥控制水量。基材的施工質(zhì)量應(yīng)通過基材的厚度、基材的收縮裂縫、基材的流失情況、基材的�；�、基材的酸堿度、基材的剝離狀況進(jìn)行綜合評價(jià)。
2.5液壓噴播草種
2.5.1草種選擇 草種根據(jù)本地區(qū)的氣候特點(diǎn)和植被情況選取適合本地區(qū)生長的優(yōu)質(zhì)草種。本邊坡考慮摻入了不同的、能在不同季節(jié)泛青且根系發(fā)達(dá)、葉莖低矮的混合草種—高羊茅、狗牙根和百喜草。草種的用量可用下式計(jì)算考慮：平方米播種量=平方米的設(shè)計(jì)株數(shù)/[發(fā)芽率×（1-坡度損失率）×克粒數(shù)]。
2.5.2掛椰纖維網(wǎng) 在基材噴播施工完后，將椰維網(wǎng)從坡頂往下鋪設(shè)，鋪設(shè)時(shí)盡量緊貼基材，鋪設(shè)時(shí)可用U型釘以50cm間距予以固定，個(gè)別不平的地方可多加固，對接部分應(yīng)用鐵絲折緊。
2.5.3噴播 利用噴播機(jī)將混合含有草籽、粘合劑、肥料、保水劑、綠色顏料、纖維素以及松軟的適量有機(jī)物和水等配制而成的粘性漿體噴射到邊坡上。由于噴下的草籽有明顯的顏色，所以不會遺漏、不重復(fù)。本邊坡每平方米用紙漿100g，保水劑25g，混合草種30～40g，粘合劑5g。掛椰纖維網(wǎng)和草種噴播兩種工序可以顛倒。掛完椰纖維網(wǎng)后要進(jìn)行坡頂和平臺的漿砌片石施工，將坡頂和平臺部分的鐵絲網(wǎng)和椰纖維網(wǎng)壓住。
2.6覆蓋無紡布 在椰纖維網(wǎng)外加蓋一層無紡布（每平方米15g）。無紡布能起保濕、保溫及防止種子被沖刷的作用，無紡布覆蓋時(shí)應(yīng)用U型釘固定，注意不留接縫。無紡布覆蓋后應(yīng)注意觀察種子發(fā)芽和生長情況，待草種功能葉生長穩(wěn)定后，要及時(shí)撤除無紡布。
2.7養(yǎng)護(hù)管理 養(yǎng)護(hù)50天，以噴灌水為主，經(jīng)常保持土壤濕潤，促進(jìn)種子發(fā)芽和快速生長覆蓋。
3 工程防護(hù)與綠化效果
3.1綠化效果 噴射施工完畢后6天，混合植物種子中冷季型草種優(yōu)先發(fā)芽，隨繼其他草種陸續(xù)發(fā)芽，由于采用了混合植物種子的合理搭配，植物在抗旱和抗病蟲方面表現(xiàn)出良好的性能，50天后綠草成坪，完全覆蓋巖石坡面，此后基本不必人工養(yǎng)護(hù)，可以自然生長。
3.2防護(hù)效果 待邊坡前期養(yǎng)護(hù)完畢后，植物根系已經(jīng)將基材和巖面緊緊相連，能抵抗暴雨沖刷，通車半年多來，該段邊坡未發(fā)現(xiàn)任何病害。
4 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析
從表1可以看出，在防護(hù)功能同等條件下，厚層基材噴射法與其它防護(hù)措施比較具有造價(jià)較低、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)其相對于其它防護(hù)類型的社會效益：如涵養(yǎng)水源，改善氣候，吸毒滯塵等更是無法估量。
經(jīng)濟(jì)效益比較 表1
5 結(jié)語
5.1該段邊坡在施工完畢后得到了參建各方的一致認(rèn)可，收到了預(yù)期的效果，為推廣生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在江西高速公路中的應(yīng)用起著重要作用。
5.2厚層基材噴射綠化技術(shù)同時(shí)適用于混凝土邊坡，為已建高速公路混凝土邊坡拓寬了綠化手段。
5.3基材噴射綠化尚無部頒定額和施工，建議有關(guān)部門進(jìn)行補(bǔ)充。
5.4基材防護(hù)綠化技術(shù)成功的關(guān)鍵是基材的配方，因此其配方有待進(jìn)一步研發(fā)，以便更有利于植物的長期生長。
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