植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)在高陡邊坡上的應(yīng)用

劉曉蓉

(山西交通控股集團(tuán)呂梁南高速公路分公司， 山西 汾陽(yáng) 033104)

0 前 言

我國(guó)針對(duì)邊坡防護(hù)的研究由來已久，過去多采用鋪設(shè)草皮護(hù)坡、液壓噴播紙草護(hù)坡、土工格室生態(tài)護(hù)坡以及漿砌片石骨架植草護(hù)坡等相關(guān)技術(shù)，但是這些技術(shù)在邊坡綠化方面存在一定的局限性，特別是針對(duì)高陡的巖質(zhì)邊坡，因其土層和水源十分匱乏，難以達(dá)到有效的綠化效果。同時(shí)，傳統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)無法在坡面上生根發(fā)芽，而通過有效結(jié)合傳統(tǒng)的防護(hù)加固技術(shù)和新型的植被恢復(fù)技術(shù)，可以很好地發(fā)揮綠化的效果。這種合成技術(shù)就稱之為植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)。該技術(shù)能夠應(yīng)用于坡度60°～90°的高陡邊坡上，且該技術(shù)運(yùn)用的是特定的植被混凝土基材配方、合理的施工工藝等，有助于植被的自然生長(zhǎng)，促使植被能夠在邊坡上生根發(fā)芽，真正發(fā)揮到永久綠化的功效?，F(xiàn)階段，南方地區(qū)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，北方地區(qū)也在積極嘗試，應(yīng)用前景十分廣闊。

1 植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)概述

植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)是一種新型的復(fù)合性技術(shù)，其適用于60°以上的高陡巖石邊坡上，該項(xiàng)技術(shù)的主要材料包括水泥、CBS植被混凝土綠化添加劑、有機(jī)物、砂壤土、植物種子、肥料和水等，將這些材料按照一定比例混合好，然后噴射到邊坡上，促使混合料和邊坡形成一體。在植被混凝土中，其基材主要包含有土壤、水泥、有機(jī)質(zhì)、肥料、保水劑、草種和綠化外加劑等(見表1)。

表1 植被混凝土基材配比(相對(duì)質(zhì)量比)

1)土壤。在植被混凝土中，土壤的占比是最大的，通常需要選取水、熱、氣條件均上乘的砂壤土，且土壤之中的砂含量要低于5%，最大粒徑不得超過8 mm，含水率應(yīng)低于20%。土層的具體厚度需要結(jié)合實(shí)際情況而定，應(yīng)要確保植物能夠在基材上良好的生長(zhǎng)且能夠?qū)崿F(xiàn)坡面的穩(wěn)定，通常來說保持為8～12 cm為最佳。

2)水泥。水泥材料作為一種膠結(jié)劑，主要是發(fā)揮其膠結(jié)的功能。通常來說，選取P.O32.5 普通硅酸鹽水泥即可。當(dāng)然，在實(shí)際工程項(xiàng)目施工中，亦可以結(jié)合實(shí)際，選取其他標(biāo)號(hào)的水泥基材。

3)有機(jī)質(zhì)?？梢赃x用酒糟、醋渣等材料，或者選取稻殼、秸稈和樹枝等的粉碎物，但是需要將其進(jìn)行發(fā)酵處理后才能作為有機(jī)質(zhì)材料。

4)肥料。綜合運(yùn)用長(zhǎng)效肥料和短效肥料。短效肥料的目的在于促使植被快速地生長(zhǎng)，而長(zhǎng)效肥料則是為了確保植被后續(xù)生長(zhǎng)過程中對(duì)于養(yǎng)料的汲取。

5)保水劑。多選用的是吸水樹脂，其可以將高于自身體積數(shù)倍的水分進(jìn)行吸收。將適量的吸水樹脂添加在植被混凝土中，能夠切實(shí)提升噴播層的抗旱性能。

6)草種。需要結(jié)合施工區(qū)域所處的地質(zhì)環(huán)境，水文氣候特點(diǎn)等，選取冷暖兩新的混合種子(見表2)，同時(shí)選取一定的本土植被進(jìn)行噴播。在進(jìn)行植被混凝土噴播時(shí)，面層中包含草種，基層中不含草種。

表2 植被混凝土草種配比 單位：g·m-2

7)綠化外加劑。外加劑的種類較多，諸如酸堿緩沖劑、著色劑、消毒劑、團(tuán)粒劑等。之所以要添加外加劑，主要目的在于調(diào)節(jié)植被混凝土的一些性能，促使植被更好地生長(zhǎng)。例如可以將磷化工生產(chǎn)過程匯總產(chǎn)生的廢棄物磷石膏作為外加劑，不僅能夠?qū)χ脖坏膒H值予以調(diào)節(jié)，增強(qiáng)植被的肥力特性，而且能夠發(fā)揮廢物回收和環(huán)保的重要作用。

2 高陡巖質(zhì)邊坡植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工程概況

某高速公路工程項(xiàng)目施工過程中，輔道位置有眾多的巖質(zhì)邊坡，且?guī)r質(zhì)邊坡的長(zhǎng)度為60～150 m，高度則為10～73 m，且邊坡的傾角達(dá)到了75°～85°，屬于高陡邊坡。同時(shí)在具體施工開挖過程中，對(duì)原有的植被產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的破壞。加之該巖質(zhì)邊坡的巖層主要為中風(fēng)化和弱風(fēng)化的灰?guī)r以及泥巖，巖石的硬度也極大，未有適宜植物生長(zhǎng)的土壤條件和水分條件，可以說，植被幾乎無法生長(zhǎng)。因此，為有效整治該高陡巖質(zhì)邊坡，避免垮塌，同時(shí)積極發(fā)揮環(huán)保綠化效益，最終決定采用植被混凝土生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)。

2.2 施工工藝流程

2.2.1 植物品種選擇與搭配

在植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)中，植物品種的選擇與搭配是首要任務(wù)，務(wù)必要選擇適宜該地區(qū)的植物種類，且能夠?yàn)橹脖惶峁┳銐虻臓I(yíng)養(yǎng)和水分條件。具體來說，盡可能地選取該高速公路所在區(qū)域的本土植物，且科學(xué)予以搭配，使之形成最佳的植物群落，營(yíng)造科學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，在選擇好植物品種后，還應(yīng)該開展發(fā)芽試驗(yàn)，待發(fā)芽率達(dá)到95%以上的時(shí)候，才可以開展后續(xù)施工活動(dòng)。結(jié)合該工程實(shí)際狀況，由于當(dāng)?shù)氐慕涤炅肯鄬?duì)較小，因此，選擇耐寒和抗旱的植被，例如冰草、紫花苜蓿、紫穗槐、胡枝子、檸條、波斯菊、榆樹等，設(shè)計(jì)發(fā)芽量為1 000 株/m2。

2.2.2 清理坡面

完成植被的選取后，就要開始仔細(xì)清理巖質(zhì)邊坡，將巖質(zhì)邊坡上存在的碎石、泥土以及危石等清理干凈。對(duì)于凹凸位置較為嚴(yán)重的地方，還需要借助工具將其整平。在該工程項(xiàng)目中，距離邊坡頂部約50 cm的范圍之內(nèi)，還應(yīng)該將碎石和雜灌等清理干凈，以便于后續(xù)的掛網(wǎng)錨固得以順利進(jìn)行。

2.2.3 鉆錨桿孔并固定錨桿

在該工程項(xiàng)目中，選用的是12 mm左右的螺紋鋼筋作為錨桿，且設(shè)置間距為1 m×1 m，選取長(zhǎng)度為45～65 cm。錨固施工時(shí)，可以利用鐵錘進(jìn)行敲擊，促使錨固深度達(dá)到40 cm左右。同時(shí)，鉆孔時(shí)應(yīng)確保鉆孔的直徑達(dá)到12 mm，且保持孔向和坡面的垂直。

2.2.4 鋪設(shè)并固定鐵鋅網(wǎng)

在該工程項(xiàng)目中，選用的鐵絲網(wǎng)為4號(hào)菱形網(wǎng)，且網(wǎng)孔規(guī)格為5 cm×5 cm。在具體鋪設(shè)操作中，需要朝向坡頂延伸50 cm左右。且按照從上至下的順序進(jìn)行鋪設(shè)，全面覆蓋住巖質(zhì)邊坡。針對(duì)相鄰的網(wǎng)片，亦可以運(yùn)用平行對(duì)接的辦法，并擰緊網(wǎng)面的接頭，使之成為一個(gè)完整的網(wǎng)片結(jié)構(gòu)。

2.2.5 植被混凝土配制

植被混凝土分為基層和面層兩種。一般來說，無需添加植被種子在混凝土基層中，而是在面層中進(jìn)行植被種子的添加，以便于節(jié)約成本，提升植物種子的成活率。在實(shí)際操作中，應(yīng)分別配制基層和面層混凝土。選用立式攪拌機(jī)進(jìn)行混和配制。結(jié)合高陡邊坡的具體狀況，對(duì)于水泥以及添加劑等進(jìn)行微調(diào)。

2.2.6 高壓噴播

選用空氣壓縮機(jī)進(jìn)行植被混凝土材料的高壓噴播。利用常規(guī)的噴錨設(shè)備由上至下的進(jìn)行植被混凝土的噴射，厚度保持在10～12 cm的范圍內(nèi)即可。噴播時(shí)應(yīng)分為兩次，第一次噴射8～10 cm的基層，然后進(jìn)行1～2 cm厚度面層的噴射。完成植被混凝土的高壓噴射后，應(yīng)立即開展養(yǎng)護(hù)工作。

2.2.7 養(yǎng)護(hù)管理

植被混凝土的養(yǎng)護(hù)作業(yè)主要包括了水分、肥料以及病蟲害的防治三個(gè)方面的內(nèi)容。

1)針對(duì)植被混凝土的種子發(fā)芽的時(shí)期，對(duì)于噴水量需要嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)禁水柱直沖，而導(dǎo)致對(duì)種子產(chǎn)生較大沖力而影響生長(zhǎng)，水分以澆透為止，高溫環(huán)境下嚴(yán)禁澆水，避免植被受到灼傷。

2)定期施撒肥料，確保植被種子獲得充足的養(yǎng)分，具體施肥情況結(jié)合植被種子的具體情況而定。

3)病蟲害防治，通過物理和化學(xué)手段，對(duì)于常見的害蟲等進(jìn)行防控，避免對(duì)植物產(chǎn)生危害，確保植被的健康生長(zhǎng)。

3 結(jié) 語(yǔ)

在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到高陡的巖質(zhì)邊坡，若不對(duì)邊坡進(jìn)行妥善處理，可能導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)滑坡以及垮塌等事故。傳統(tǒng)的邊坡防護(hù)技術(shù)存在一定的局限性，于是植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其適用范圍較廣，特別適用于高陡的巖質(zhì)邊坡，該技術(shù)能夠結(jié)合施工區(qū)域的水文氣候條件對(duì)基材配方予以調(diào)整，既能夠?qū)崿F(xiàn)水土保持、水源涵養(yǎng)的作用，又能夠恢復(fù)邊坡的生態(tài)環(huán)境、加固邊坡，綜合效益十分顯著，應(yīng)用前景十分廣闊。