基于臺階植生法的公路擋土墻生態(tài)防護

吳穎峰

(浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院路橋?qū)W院，浙江杭州 311112)

隨著生態(tài)公路的提出，公路邊坡的防護形式已由傳統(tǒng)的工程防護向生態(tài)防護發(fā)展。生態(tài)工程護坡是利用活性植物與工程材料的組合，在坡面上構(gòu)建一個具有生長能力的功能系統(tǒng)，增加邊坡穩(wěn)定以達到護坡目的。這項技術(shù)在國內(nèi)出現(xiàn)的時間不長，處理的方法卻比較多，如三維植被網(wǎng)、濕法噴播［1］、客土噴播［2］、植生袋［3］等。此類方法使用效果各有優(yōu)缺點，總體而言，適用于各類原生土、石邊坡，但在公路擋土墻的外表直接進行植物種植存在很大的困難。本文敘述了一種用于公路擋土墻生態(tài)防護的新型的臺階植生法。

1 防護機理

在原有邊坡生態(tài)防護基礎(chǔ)上進行技術(shù)改進，以形成新型的邊坡生態(tài)防護法。在陡峭的擋土墻坡面上，使用SNS柔性防護網(wǎng)主動系統(tǒng)固定綠化基礎(chǔ)材料［4-5］，造出臺階狀的穩(wěn)定又平坦的生長基盤(土壤)，并進行因地制宜的綠化，這就是臺階植生法。

1.1 植生袋

植生袋直接按臺階狀疊放在擋土墻墻胸表面，再用SNS柔性防護網(wǎng)主動系統(tǒng)固定。由于墻胸坡度較陡，隨著種植的植被長大，以及在長期降水影響下，植生袋體易下滑，不利于生態(tài)防護的穩(wěn)定，因此，采取了臺階法施工，植生體按臺階狀疊放處理，這有利于綠化體的穩(wěn)定。植生袋分五層，最外及最內(nèi)層為尼龍纖維網(wǎng)，次外層為加厚的無紡布，中層為綠化基材、纖維、種植土等基材混合物，次內(nèi)層為能在短期內(nèi)自動分解的無紡棉纖維布。

1.2 SNS柔性防護網(wǎng)主動系統(tǒng)

該系統(tǒng)是通過錨桿和支撐繩固定，將鋼繩網(wǎng)覆蓋在有潛在崩塌災(zāi)害的坡面上，阻止崩塌發(fā)生和限制其活動范圍，防止落石危害。

它的工作機理是通過固定在錨桿或支撐繩上并施以一定預(yù)張拉的鋼繩網(wǎng)，抑制細小顆粒撒落或土體流失，對整個邊坡形成連續(xù)支撐，其預(yù)張拉作用使系統(tǒng)緊貼坡面并產(chǎn)生了局部巖體及土體移動或細微位移后將其裹縛于原位附近的預(yù)應(yīng)力，從而實現(xiàn)其主動防護的功能。由于其柔性特征能使系統(tǒng)將局部巖土體中下滑力向四周均勻傳遞，充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的防護能力，因此使系統(tǒng)承受力提高。

采用錨桿為自進式中空注漿錨桿，能起到加固擋土墻與固定防護網(wǎng)的作用。錨桿采用的厚壁無縫鋼管材料，表面螺紋成形工藝以及相應(yīng)的配件，是一種集鉆進、注漿、錨固功能為一體的錨桿。錨桿鉆至設(shè)計深度后，無需拔出，錨桿的深度可根據(jù)鉆進情況任意加長或縮短。其中空可作為注漿通道，從錨桿中空孔注入至桿體端頭后，再從桿體與孔壁間隙回返至錨孔外端，從而保證黏結(jié)材料充滿錨孔。在止?jié){塞的作用下，可實現(xiàn)封閉壓力注漿，使?jié){液向墻體空隙和裂縫中擴散，與錨孔中漿液固化后形成樹狀體系，進一步提高錨固作用及加固墻體。

將植被的防護與SNS主動系統(tǒng)相結(jié)合，可形成一種有效的柔性防護系統(tǒng)。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

本項目位于浙江49省道青田縣西門大橋北端。擋土墻高約25 m，為干砌塊石重力式擋土墻，其邊坡坡率為1∶0.3～1∶0.5，并在局部坡面已有自然生成的植被。但仍有大部分砌石外露，且植被生長凌亂，對已有自然生成植被的坡面，在不破壞原植被生長的前提下進行人工修整。對裸露的砌石擋土墻坡面，采用臺階植生法進行綠化，設(shè)計情況見圖1。

圖1 臺階植生法代表性斷面(單位:cm)

2.2 施工與養(yǎng)護管理

2.2.1 SNS柔性防護網(wǎng)主動系統(tǒng)施工

基材混合物由綠化基材、纖維、種植土等按一定比例混合而成，其體積配合比一般采用綠化基材:纖維:種植土=1∶2∶2。綠化基材由有機質(zhì)、肥料、保水劑、穩(wěn)定劑、團粒劑、酸度調(diào)節(jié)劑、消毒劑等按一定比例混合而成，具體配合比須根據(jù)巖體堅實度、巖體類型、氣候狀況和原料質(zhì)量進行組配。所用綠化植物種子為常春藤、迎春花等草本種子，并加入由小葉女貞、小葉蚊母、長紅繼木、銀合歡、多花蘭、小葉赤楠組成的喬灌木種子，草灌比例宜為3∶7。施工時選擇在擋土墻附近的開闊場地進行現(xiàn)場拌合裝袋，基材裝袋時應(yīng)盡量密實。

施工時應(yīng)首先平整坡面，清除原擋土墻表面的浮土等其他一切雜物，填平較大的坑穴。然后進行鋪設(shè)固定，把植生袋按臺階狀碼放，同時通過錨桿和支撐繩以固定的方式將鋼繩網(wǎng)蓋在植生袋上，當(dāng)施工到擋土墻體底部附近時，錨桿應(yīng)固定在坡腳處并填土壓實。

2.2.2 錨桿施工

按照設(shè)計圖要求，用油漆現(xiàn)場標(biāo)注錨桿位置，隨后進行鉆進，使用風(fēng)動鑿巖機鉆眼，方向大致與墻面垂直。風(fēng)鉆就位后，先接1根長3 m的錨桿鉆進，風(fēng)槍開孔時鉆速不宜太高，等鉆深30～50 cm后轉(zhuǎn)入正常鉆速。第一節(jié)錨桿鉆完后，風(fēng)槍與錨桿脫離，使用錨桿連接套接長;第二節(jié)錨桿繼續(xù)鉆進，按此法依次接桿直至鉆至設(shè)計深度，最后一節(jié)錨桿外露10～15 cm。

鉆進過程中，如遇墻體背后空洞過大或松弛巖石，應(yīng)加長錨桿至進入穩(wěn)定巖體3 cm。以錨桿長度控制，鉆到深度后進行清孔。拆卸連接風(fēng)槍與錨桿的纖維外套，然后將止?jié){塞通過錨桿外露端打入孔口約30 cm處，進行固定，安裝拱形墊板及球形螺母，完成一根錨桿的鉆進作業(yè)。最后開始灌漿，砂漿灌注時的水灰比應(yīng)控制在0.35～0.45，使用強度等級不低于32.5的硅酸鹽水泥，且注漿須飽滿。

整個系統(tǒng)由高強度鋼繩柔性防護網(wǎng)、錨桿、支撐繩及其它安裝附件組合而成。與傳統(tǒng)的施工方法相比，該系統(tǒng)克服了剛性防護施工中諸多弊端，采用模塊化安裝方式，縮短了工期和施工費用。

2.2.3 養(yǎng)護管理

施工結(jié)束后，為了提高種子的發(fā)芽率和成苗率，應(yīng)使用無紡布覆蓋植生袋，并用U型釘臨時固定，從施工結(jié)束到出苗以后的幼苗期，都需要每天灑水。灑水時最好采用水滴細小的噴水設(shè)備，均勻噴灑，尤其是首次澆水時要用小水頭成噴霧狀從遠處向坡面緩慢淋灑，不可用大水頭順坡面放水，以免邊坡上部的種子被沖到邊坡下部，造成上部植生袋內(nèi)種子發(fā)芽不均勻。每次的灑水量以保持土壤濕潤為原則，每日灑水次數(shù)視土壤濕度而定，直至出苗成坪，在成苗后期灑水要求同上。等幼苗長到5～6 cm或若干葉片時，揭去無紡布。當(dāng)喬灌草根系將土層固定在墻體上時，可進入常規(guī)化養(yǎng)護階段。

3 結(jié)語

擋土墻在公路邊坡防護中占有很大的比例，臺階植生法改變了公路擋土墻傳統(tǒng)單一的邊坡防護作用，將公路的工程防護與綠化防護有效結(jié)合，既美化了公路景觀，又加固了邊坡。雖然此方法相比于其它生態(tài)防護法造價偏高，但其帶來的積極效應(yīng)卻是其它方法無法企及的。在提倡公路生態(tài)化的大背景下，臺階植生法將在擋土墻生態(tài)防護方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］中華人民共和國交通部．JTG D30—2004 公路路基設(shè)計規(guī)范［S］．北京:人民交通出版社，2004．

［2］吳穎峰．客土噴播技術(shù)在公路巖質(zhì)邊坡防護中的應(yīng)用［J］．路基工程，2011(2):163-165．

［3］鄧輔唐，鄧輔商．植生袋在高速公路石質(zhì)邊坡生態(tài)防護中的應(yīng)用［J］．中國水土保持，2005(1):42-43．

［4］羅四元．SNS柔性防護系統(tǒng)在既有線路基病害防治中的應(yīng)用［J］．鐵道建筑，2010(3):74-76．

［5］楊建宏，陳浙江，王玲娟，等．TBS植被防護在公路邊坡治理中的應(yīng)用［J］．鐵道建筑，2010(10):90-92．