高速公路邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)研究與應(yīng)用

黃驟屹 況振華 聶鑫磊 楊衛(wèi)紅

1.文山州廣那高速公路投資建設(shè)開發(fā)有限公司 2.中潤(rùn)祥實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司

1 引言

隨著人們綠色環(huán)保意識(shí)不斷提高，三聯(lián)生態(tài)防護(hù)植建技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)在高速公路的建設(shè)中得到應(yīng)用。同傳統(tǒng)防護(hù)技術(shù)不同，三聯(lián)生態(tài)防護(hù)植建技術(shù)在滿足高速公路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上結(jié)合植被特點(diǎn)，在有效防護(hù)工程建設(shè)的同時(shí)，做好環(huán)境保護(hù)工作。在生活質(zhì)量不斷提高、環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷加深的今天，對(duì)高速公路邊坡建設(shè)實(shí)施三聯(lián)生態(tài)化防護(hù)建植建設(shè)尤為重要。

2 三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)概述

2.1 技術(shù)定義

三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)主要是指邊坡施工中，物理、抗蝕、植被修復(fù)三項(xiàng)防護(hù)措施的聯(lián)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了安全防護(hù)與生態(tài)修復(fù)的有機(jī)融合。其中物理防護(hù)措施為鍍鋅金屬網(wǎng)與錨桿的聯(lián)合使用進(jìn)行防護(hù)；抗蝕防護(hù)措施為合理配比專用黏結(jié)材料與纖維進(jìn)行防護(hù)；生態(tài)修復(fù)措施為利用符合生態(tài)循環(huán)及環(huán)境再造條件的喬灌植物的莖葉和根系進(jìn)行防護(hù)。

2.2 防護(hù)機(jī)理

三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用工程措施和生物群落來(lái)防護(hù)坡面。該項(xiàng)技術(shù)主要包括鍍鋅金屬網(wǎng)結(jié)合錨桿、合理配比專用的黏結(jié)材料和纖維、生態(tài)植被等三種防護(hù)方式。其中植被防護(hù)是關(guān)鍵、核心技術(shù)，利用土壤的生態(tài)環(huán)境、養(yǎng)分循環(huán)等系統(tǒng)的重新構(gòu)建，達(dá)到邊坡生態(tài)功能及結(jié)構(gòu)修復(fù)的目的，實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)的自主循環(huán)、自我優(yōu)化。

2.3 核心技術(shù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)3S-OER，其中“3S”特指植被群落、土壤生態(tài)環(huán)境、物質(zhì)循環(huán)等三個(gè)系統(tǒng)。其核心產(chǎn)品具有生態(tài)修復(fù)功能的群落調(diào)節(jié)劑、土壤修復(fù)劑及循環(huán)物質(zhì)劑等。

2.4 防護(hù)實(shí)施

2.4.1 物理防護(hù)

參考高速公路地質(zhì)勘測(cè)的報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的結(jié)果，計(jì)算錨固參數(shù)，運(yùn)用力學(xué)進(jìn)行計(jì)算分析，然后將主錨桿與輔錨桿的規(guī)格和分布狀況制定出來(lái)。按照計(jì)算的結(jié)果，結(jié)合坡面的地質(zhì)，選擇最佳錨固形式，其中包括選擇型號(hào)規(guī)格不同的三維網(wǎng)。

2.4.2 抗蝕防護(hù)

防護(hù)實(shí)施過(guò)程中，加入黏結(jié)材料和纖維，促進(jìn)基材抵御雨蝕、風(fēng)蝕能力的提高。也可結(jié)合實(shí)際狀況，選擇使用輔助材料，比如巢式結(jié)構(gòu)等。受不同施工區(qū)域、氣候、環(huán)境的影響，配比基材的方案有所不同。比如，強(qiáng)降雨環(huán)境下，對(duì)各種黏結(jié)材料、纖維、滲透劑、保水劑等基材進(jìn)行對(duì)比，提高配比基材的抗沖刷能力和理化生的性質(zhì)。

2.4.3 植被防護(hù)

植被生態(tài)防護(hù)技術(shù)是將具有生態(tài)循環(huán)和生態(tài)環(huán)境再造功能的喬灌草木的莖葉和根系進(jìn)行邊坡防護(hù)的措施。高速公路實(shí)施三聯(lián)生態(tài)的防護(hù)措施實(shí)施中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)防護(hù)工程所處位置的氣候、地理、地質(zhì)等條件，實(shí)施修復(fù)設(shè)計(jì)、菌劑配制、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、參數(shù)控制、工程驗(yàn)收的工程及工序，如果施工工序比較復(fù)雜，且技術(shù)含量較高，則花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間做好前期工作，周期通常為三個(gè)月。

2.5 技術(shù)指標(biāo)

三聯(lián)生態(tài)邊坡防護(hù)建植穩(wěn)定性需要滿足相關(guān)規(guī)范要求，>1.04 安全系數(shù)；重建土壤生境、植被群落、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)等系統(tǒng)；由第三方對(duì)坡面的抗沖刷性能進(jìn)行檢測(cè)，出具檢測(cè)報(bào)告；用3S-0ER 技術(shù)針對(duì)三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行植被修復(fù)，構(gòu)建自行演替、自行循環(huán)、自主維護(hù)一體化的維護(hù)體系。

3 應(yīng)用分析

某高速公路三聯(lián)生態(tài)防護(hù)工程，施工場(chǎng)地地質(zhì)為土石，邊坡高24m，坡度范圍40°～60°，坡面穩(wěn)定性較好，坡面沒(méi)有植被覆蓋，在降雨的影響下，坡面沖蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，植被生長(zhǎng)難度大。為了做好邊坡生態(tài)防護(hù)工作，提高防護(hù)質(zhì)量，2015年4月實(shí)施三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)。

3.1 物理防護(hù)

3.1.1 準(zhǔn)備工作

通過(guò)實(shí)地考察施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況實(shí)施三聯(lián)生態(tài)邊坡技術(shù)，路塹平均10.5m的開挖深度，開挖施工分兩級(jí)進(jìn)行，該路段地質(zhì)為粉土、腐殖土、全風(fēng)化的砂巖，按照1:1.75的設(shè)計(jì)要求開挖放坡，開挖工具為挖掘機(jī)，運(yùn)輸工具為自卸車。

3.1.2 清理工作

完成路塹開挖后，用石灰在開挖邊界撒線，并給予保護(hù)，利用人工方式對(duì)邊坡坡面實(shí)施清理。為了抑制草木生長(zhǎng)，完成坡面清理后，在坡面噴除草劑。為了防治坡面有粉塵土和浮土出現(xiàn)，結(jié)合坡面干濕程度，適當(dāng)對(duì)坡面灑水。

3.1.3 掛網(wǎng)工作

沿著坡面用三維網(wǎng)由上向下進(jìn)行鋪設(shè)，然后進(jìn)行整平，用U型釘沿著坡面交錯(cuò)固定網(wǎng)片，U 型釘間距為橫向140cm、豎向100cm。用U型釘將坡頂?shù)娜S網(wǎng)固定，位于坡腳的三維網(wǎng)通過(guò)填土埋設(shè)進(jìn)行固定，對(duì)于兩級(jí)邊坡的平臺(tái)位置的三維網(wǎng)，就地實(shí)施現(xiàn)澆。第一幅與第二幅的三維網(wǎng)連接位置應(yīng)當(dāng)有100mm的重疊，特殊情況下，三維網(wǎng)應(yīng)當(dāng)保持≥0.5mm的搭接寬度。

3.1.4 錨固工作

組成錨桿的材料為HRB400 鋼筋作，主錨桿：Φ12mm，布置密度：5根/10m2；輔助錨桿Φ10mm，布置密度：23根/10m2；施工過(guò)程中，沿著網(wǎng)孔的上邊緣將錨桿垂直釘?shù)竭吰聝?nèi)，為了避免三維網(wǎng)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，彎頭應(yīng)當(dāng)向上。

3.2 抗蝕防護(hù)

加入可降解、木質(zhì)以及黏結(jié)性的材料，增強(qiáng)基材抵御風(fēng)雨侵蝕的功能，結(jié)合實(shí)際需求，采用巢型結(jié)構(gòu)作為輔助材料。結(jié)合不同的氣候條件、區(qū)域環(huán)境，采用不同的配比基材的方案。本案例針對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比保水劑、黏結(jié)劑、滲水劑、菌劑以及纖維等配比，所配置的基材具有較強(qiáng)的抗沖刷性能和較好的性質(zhì)。

3.3 生態(tài)防護(hù)

3.3.1 篩分回填

首先填筑篩分土，用網(wǎng)篩篩分回填土，所用網(wǎng)篩的篩孔應(yīng)當(dāng)小于三維網(wǎng)網(wǎng)孔。由上至下實(shí)施首次用回填土進(jìn)行回填，拍實(shí)，回填材料禁止使用濕土；為了讓回填土能夠自然下沉，避免土壤內(nèi)部有“空鼓”出現(xiàn)，因此首次回填完成后，用水澆透；然后進(jìn)行二次填筑，回填的方法與首次回填相同，二次回填后，土、網(wǎng)額邊坡融為一體，有少部分地方出現(xiàn)“空鼓”，然后用泥漿泵進(jìn)行第三次噴漿填筑，密實(shí)度大大增加。

3.3.2 草種種植

結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的具體狀況，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)考察，發(fā)現(xiàn)混合種植黑麥草、苜蓿、白三葉、高羊茅、早熟禾等草種比較適宜?；旌戏N子、保水劑、改良劑、肥料以及水，用液壓噴灑機(jī)在坡面均勻噴灑。噴灑完成后，用無(wú)紡布進(jìn)行覆蓋，并用U型釘將無(wú)紡布固定。

3.3.3 管理養(yǎng)護(hù)

在噴灑后的12h內(nèi)，首次澆灌養(yǎng)護(hù)水，為了保證回填土一直處于濕潤(rùn)狀態(tài)，覆蓋30～45 天后將無(wú)紡布揭開。草坪形成后無(wú)須進(jìn)行人工養(yǎng)護(hù)，在氣候比較干旱時(shí)，通過(guò)人工澆水，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，植被的覆蓋率得到提高。

3.4 效果分析

經(jīng)過(guò)三年的實(shí)踐發(fā)展，三聯(lián)生態(tài)坡面防護(hù)建植技術(shù)的實(shí)施，大大提高了植被的覆蓋度，樹群落種類、覆蓋率、群落的多樣化等與建植前相比，增加效果顯著。建立植被群落，植物根系在土壤內(nèi)產(chǎn)生的穿插作用使明土壤的密實(shí)度明顯降低，邊坡的穩(wěn)定性增強(qiáng)。坡面修復(fù)后同周邊環(huán)境保持良好的協(xié)調(diào)性，取得顯著的減排效果，維持高速公路的邊坡工程良好的耐久性。由此可見，該項(xiàng)技術(shù)在高速公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用取得了極大成功，該項(xiàng)技術(shù)在相關(guān)地區(qū)值得應(yīng)用推廣。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的實(shí)際需求，結(jié)合工程設(shè)計(jì)，保護(hù)高速公路沿線環(huán)境，減少地下及地表水污染，有效保護(hù)邊坡植被，促進(jìn)高速公路綠色發(fā)展步伐，是實(shí)施三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)的最終目的。該項(xiàng)技術(shù)有著旺盛市場(chǎng)需求，技術(shù)的優(yōu)越性強(qiáng)，具有良好的協(xié)調(diào)生態(tài)景觀功能，實(shí)用范圍廣，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯?！?S-OER”技術(shù)在三聯(lián)生態(tài)防護(hù)建植技術(shù)中應(yīng)用，為該項(xiàng)技術(shù)在高寒融凍區(qū)域高速公路邊坡防護(hù)中發(fā)揮應(yīng)有作用提供保障，降低植被破壞的程度，減小后期養(yǎng)護(hù)的工作強(qiáng)度。