植物纖維毯在石灰土路基邊坡中的應(yīng)用

樊世葉

摘要： 以河南省機西高速公路十標(biāo)段植物纖維毯種植為例，介紹了在白灰土路基邊坡施工中植物纖維毯及植物品種的選擇、施工方法及工藝、后期養(yǎng)護等措施，并將其與傳統(tǒng)圬工防護優(yōu)化進行分析比較，植物纖維毯防護具有明顯的經(jīng)濟效益和工程效益，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

Abstract： This paper takes planting the plant tapetum fibrosum in ten blocks of Henan Jixi expressway as the example to introduce the selection of plant varieties， construction method and technology， the late maintenance and other measures of the plant tapetum fibrosum in the construction of white chalk lime roadbed slope. It is analyzed and compared with the traditional masonry protection and optimization. The plant tapetum fibrosum protection has obvious economic and engineering benefits， and has high popularization value.

關(guān)鍵詞： 機西高速公路；植物纖維毯；白灰土路基邊坡；技術(shù)措施；效益

Key words： Jixi expressway；plant tapetum fibrosum；white chalk lime roadbed slope；technical measures；benefit

中圖分類號：U414 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）06-0114-03

0 引言

過濕土路基因含水率高，深陷大，傳統(tǒng)的框架或片石護坡不能滿足過濕土路基邊坡防護，過濕土改良需采取摻加生石灰以降低含水率，再經(jīng)碾壓后板結(jié)成致密土層，以取得較好的防護效果，但如此將使土體呈嚴(yán)重堿化，不利于護坡植物生長，經(jīng)研究，本項目采用植物纖維毯進行白灰土路基邊坡防護，不但取得了很好的邊坡防護效果，確保了施工質(zhì)量，還取得了明顯的經(jīng)濟效益和工程效益，提高了綜合經(jīng)濟效益和社會效益。

1 植物纖維毯防護原理

植物纖維毯是以秸稈、麥秸、稻秸或大麻、椰殼纖維、雜草等基礎(chǔ)原料簡單加工成條形纖維狀，進行梳理后編織成毯狀形成天然纖維層，并可根據(jù)客戶需要在下層輔以營養(yǎng)土層或置入相關(guān)的植物種子，再上下各用一層可降解強化網(wǎng)固結(jié)就形成一張整體的植物纖維毯。植物纖維毯是一種采用先進的生產(chǎn)工藝，在大型生產(chǎn)線上一次加工完成的可用于固化綠化地表、防治水土流失、恢復(fù)植被的一種復(fù)合型生態(tài)建設(shè)材料。

2 工程概況

2.1 項目氣候特點 本段地屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，冬季寒冷雨雪少，夏季炎熱雨集中，春秋溫暖季節(jié)短，春夏之交多于風(fēng)。全年平均氣溫14℃，平均降水量750mm，降水多集中在夏季，多暴雨、大雨。7～8月份最熱，蒸發(fā)量大，不利于高速公路護坡植物的生長。

2.2 項目簡介 鄭州機場至周口西華高速公路十標(biāo)段路基工程起止里程為K114+000～K123+700，全長9.7km，位于河南省周口市西華縣境內(nèi)，屬于沖積平原的泛流平坦地貌，路基以借土填方為主，平均填高約4.5m，填方量大，路基填土以粉砂、粉質(zhì)黏土、黏土為主，所征取土場1.2m以下均為過濕黏土，經(jīng)過測試土壤PH值在6.5～7.0，為了確保施工質(zhì)量和進度，采用摻4%生石灰的方法進行改良。路基填土在路床和上路堤全部摻灰改良，個別段落下路堤部分或全部摻灰改良。設(shè)計路基填高2m

3 摻白灰土特性及需解決的問題

3.1 摻白灰土特性 土壤中加入石灰之后，石灰與土壤進行化學(xué)反應(yīng)，水化后和土壤中的二氧化硅或三氧化二鋁以及三氧化二鐵等物質(zhì)結(jié)合，即可生成膠結(jié)體的硅酸鈣、鋁酸鈣以及鐵酸鈣，將土壤膠結(jié)起來，使灰土有較高的強度和抗水性，灰土逐漸硬化，增加了土壤顆粒間的附著強度，經(jīng)過機械碾壓，石灰土板結(jié)成一定強度的緊密的土體，土壤的吸水保水能力下降，土壤可供根生長的營養(yǎng)和水分成分減少。另一方面，加入石灰土壤堿性嚴(yán)重，堿性土壤會結(jié)合鎂，鋁等金屬離子，最終造成植物缺少金屬離子；土壤pH過高，土壤溶液滲透壓高，植物根系不能吸收水分，導(dǎo)致生理性干旱，不利于植草生長。

3.2 需解決的問題 在石灰含量比較高的地區(qū)采用植物纖維毯，首先必須對植物立地條件進行改造，根據(jù)土壤的特點，采取了如下措施，在鋪設(shè)植物纖維毯之前對邊坡土壤進行了處理，消除了石灰對土壤的不利影響，具體措施為：

①灑水濕潤：在種植前一周將坡面充分灑水濕潤，使土壤中的生石灰充分反應(yīng)，形成板體結(jié)構(gòu)；當(dāng)土表晾干之后，破除板結(jié)，使土壤呈粉狀，不再凝結(jié)。要求清理完成后坡面不存在直徑大于3cm的土塊或建筑垃圾，整體平整，無不規(guī)則的凸起和凹陷部位。

②加入有機肥料：破除板結(jié)之后對坡面進行平整，同時向土壤中拌入有機肥，有機肥的數(shù)量為80～150g/m2，施有機肥的目的是，緩解土壤的堿性，改變土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，同時還可以起到一定程度保存土壤水分的作用。

③濕潤坡面：采用霧狀噴頭斜向上陰濕坡面，增加土壤墑情。表層土壤15cm范圍的土壤含水量要飽和，不能采用大水澆坡面，大水澆容易造成坡面人為沖蝕。坡面潤濕要在播種前1～2天進行，晴朗多風(fēng)的天氣可提前一天或半天洇坡。播種時坡面要保持潮濕松軟的狀態(tài)。提前進行洇坡可以增加土壤表面摩擦力，便于種子附著。土壤潮濕也有利于種子盡快發(fā)芽。

④選擇植物品種：路基邊坡土壤中實際灰劑量為4～10%，石灰含量大導(dǎo)致pH值比較高，土壤板結(jié)嚴(yán)重，且土壤為生土，缺乏植物生長的基本元素，所以不能沿用常規(guī)的植物栽培工藝。另一方面進入夏季，氣溫高，蒸發(fā)量大，苗木種植之后對水分的敏感性比較強，根據(jù)路基不同填高，確定植物纖維毯及植物組合類型，具體植物組合見表2。

4 植物纖維毯的施工工藝

4.1 植物纖維毯的選定 本項目選用是無草籽、無營養(yǎng)土的纖維毯，路基填高≤2m的邊坡不鋪設(shè)植物纖維毯，填高2～4m的邊坡采用秸稈型植物纖維毯，填高≥4m的邊坡采用椰絲混合型植物纖維毯。由于麥秸型的纖維柔韌度差，容易破碎，防沖蝕效果差，秸稈型的纖維毯選擇稻桔型。

要求草毯鋪絮的纖維應(yīng)均勻、平整，邊緣整齊。上下網(wǎng)的網(wǎng)格排列整齊、均勻一致，不允許有斷裂的現(xiàn)象。常規(guī)草毯產(chǎn)品自然厚度（非壓緊狀態(tài)）必須滿足5mm±1mm，椰絲混合型纖維毯要求椰絲含量≥50%。纖維毯結(jié)構(gòu)見圖1。

4.2 撒播草種 按照確定的植草方案，采用手搖播種機撒播，撒播后根據(jù)土壤墑情情況，在表層土壤濕度能夠耕作的情況下，采用釘耙對坡面進行處理，使種子能夠有0.5～1cm土壤覆蓋，確保在后期澆水過程中不被沖走。

4.3 植物纖維毯鋪設(shè)、固定

①坡頂開錨固溝。在坡頂20cm外的位置開溝，溝深≥20cm，溝口寬≥20cm，主要目的是固定植物纖維毯。原土放在遠(yuǎn)離坡面的一側(cè)備用。依照下圖所示將纖維毯端頭鋪入溝內(nèi)，回填土壓實。坡頂開錨固溝示意圖見圖2。

②植物纖維毯鋪設(shè)。將植物纖維毯端頭40cm鋪設(shè)在錨固溝內(nèi)，用40～60cm的木楔或竹釘進行固定，然后從坡頂向下鋪設(shè)植物纖維毯至溝邊內(nèi)側(cè)，鋪展平順，要拉緊，坡頂預(yù)留不小于40cm，坡高大于1.5m植物纖維毯宜順坡度方向從上而下鋪設(shè)。橫向植物纖維毯之間搭接寬度不小于10cm，搭接時應(yīng)注意將下一級網(wǎng)壓在上一級網(wǎng)之下，同時加強搭接部分的“U”型釘錨固，植物纖維毯與地面保持充分接觸，鋪設(shè)要保持整齊一致，不能多次在坡面來回踩踏已播撒的種子；錨固溝內(nèi)植物纖維毯要求鋪滿溝底和兩壁并貼實。草毯要緊貼坡面，并充分與坡面接觸，草毯鋪設(shè)不要過于緊繃，要平順美觀，無褶皺和懸空現(xiàn)象。植物纖維毯端頭鋪設(shè)在錨固溝見圖3，植物纖維毯順坡鋪設(shè)見圖4。

③植物纖維毯固定。選用40～60cm的木楔或竹釘進行固定，在坡頂、草毯與草毯搭接處用主錨釘固定，坡面其余部分采用輔助錨釘固定；坡頂部錨釘間距為80cm，坡面錨釘間距為100cm，固定后錨釘與草毯緊貼坡面。植物纖維毯固定見圖5。

④坡底開錨固溝。

在坡腳處按坡頂錨固溝相同的方法緊貼坡腳開錨固溝，將纖維毯預(yù)留的尾端（30～40cm長）放入溝內(nèi)，回填土壓實。坡底開錨固溝示意圖見圖6，坡底開錨固溝施工見圖7。

4.4 植坡面澆水、覆蓋

植物纖維毯鋪設(shè)完成后，要整體并全方位的澆一遍透水，澆水宜少量多次，澆水時應(yīng)避免水滴、水量過大，防止沖刷掉草種，嚴(yán)禁出現(xiàn)拉溝現(xiàn)象。確保土表15cm處于土壤含水處于飽和狀態(tài)。以利種子萌芽。澆水完成后對坡面覆蓋一層5mm厚的粉土，要求覆蓋均勻，無淤積成塊現(xiàn)象。

4.5 后期養(yǎng)護

用水車養(yǎng)護時要注意控制好噴頭與坡面的距離、出水量和移動速度，水成霧狀均勻地濕潤坡面防止將種子沖散。種子前期養(yǎng)護45天，發(fā)芽期15天濕潤深度控制在2cm左右，幼苗期依據(jù)植物根系的發(fā)展逐漸加大到5cm以上，前期養(yǎng)護時間為每天養(yǎng)護兩次。在高溫干旱季節(jié)，種子幼芽及幼苗由于地面高溫容易受傷，每天應(yīng)增加1～2次養(yǎng)護；下雨或陰天可適當(dāng)減少養(yǎng)護次數(shù)。

生長期可逐漸減少澆水次數(shù)，并可根據(jù)降水情況加以調(diào)整，澆水一次性澆足澆透，澆水標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到濕透土層10cm以上，以提高莖葉的韌度，促進其正常生長發(fā)育。在護坡植物逐漸生長的過程中，只進行澆水是不夠的，還應(yīng)對其適時施肥和防治病蟲害，施肥堅持“多次少量”的原則。在養(yǎng)護一個月后，應(yīng)全面檢查植草生長情況，同時觀察病蟲害，及時發(fā)現(xiàn)及時噴藥。

4.6 注意事項 ①草毯貯存時間不宜過長，運到施工現(xiàn)場要及時鋪設(shè)，未能及時鋪設(shè)的，需要通風(fēng)避光保存且時間不應(yīng)超過30天，儲存時應(yīng)遠(yuǎn)離火源。②毯子鋪設(shè)時要控制好松緊度，保證毯子自然貼坡，與坡面的縫隙不能大于5mm，否則會影響種子出苗。毯子鋪設(shè)時拉的過緊或過松都會影響貼坡，另外U形釘也要根據(jù)坡面具體情況調(diào)整布設(shè)，保證毯子貼坡。③避免在強烈的陽光下進行噴水養(yǎng)護，以免造成生理性缺水和誘發(fā)病蟲害。在高溫干旱季節(jié)，種子幼芽及幼苗由于地面高溫容易受傷，應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)增加噴水；下雨或陰天可適當(dāng)減少。④后期養(yǎng)護中要根據(jù)邊坡的實際情況進行及時調(diào)整，比如缺水嚴(yán)重的區(qū)域要多幾次澆水，缺肥的區(qū)域及時補肥，發(fā)芽率低的部位要及時補播等。

5 植物纖維毯的應(yīng)用效益

①有效降低項目投資。我單位將原設(shè)計路基填高5m

6 結(jié)束語

通過選用合適的植物纖維毯及植物品種，運用科學(xué)施工方法及工藝，根據(jù)現(xiàn)場實際進行后期養(yǎng)護，3個月以后植物纖維毯生長良好，達(dá)到了很好的工程防護效果。通過河南省機西高速公路十標(biāo)段工程實例表明，采用植物纖維毯進行白灰土路基邊坡防護，不但取得了很好的邊坡防護效果，確保了施工質(zhì)量，還取得了明顯的經(jīng)濟效益和工程效益，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻：

[1]袁衛(wèi)鎖.植物纖維毯在粉砂土路基邊坡及邊溝中的應(yīng)用[J].中外公路，2014（4）：82-86.

[2]河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司.鄭州機場至周口西華高速公路（一期）兩階段施工圖設(shè)計[Z].2013.

[3]陳金成.植物纖維毯在大廣高速公路邊坡防護中的應(yīng)用[J].河北林業(yè)科技，2012（6）：31-34.