公路邊坡防護(hù)新技術(shù)應(yīng)用

摘 要：文章從技術(shù)簡(jiǎn)介、施工工藝等方面闡述了利用黃土地區(qū)公路客土噴播復(fù)綠技術(shù)實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)固和永久綠化的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)比闡述適用范圍、經(jīng)濟(jì)性、適用性，強(qiáng)調(diào)了其在生態(tài)修復(fù)和公路綠化中的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：公路 邊坡防護(hù) 新技術(shù)

0 引言

客土噴播復(fù)綠技術(shù)通過(guò)整修公路邊坡坡面、鋪設(shè)復(fù)合材料網(wǎng)加筋，將有機(jī)質(zhì)、肥料、粘合劑等配制成專用基質(zhì)，與種植土、種子混合后，用噴播設(shè)備均勻噴射到坡面，形成坡面防護(hù)層，實(shí)現(xiàn)公路邊坡穩(wěn)固及永久綠化目的。

1 技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 客土噴播復(fù)綠基本原理

客土噴播復(fù)綠技術(shù)在公路邊坡加固實(shí)施中，應(yīng)選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的鄉(xiāng)土植物，通過(guò)合理配置喬木、灌木和草本植物，其群落的獨(dú)特生態(tài)位分化要能與原生植物物種重疊共存，可以形成穩(wěn)定的生態(tài)群落。這種群落結(jié)構(gòu)有助于減少物種間的競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)生物多樣性，并增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的自我維持能力，從而提高公路邊坡的生態(tài)功能和穩(wěn)定性。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

公路工程常用的骨架植物防護(hù)主要用于土質(zhì)和全風(fēng)化巖石邊坡坡率緩于1∶0.75的邊坡，但在鹽堿地及干旱地區(qū)植物死亡率高，不容易成活，骨架容易損壞。而客土噴播復(fù)綠技術(shù)適用于各種公路邊坡坡率的黃土邊坡及巖石坡面，它可以在土壤比較貧瘠、高硬度的邊坡坡面上進(jìn)行綠化與防護(hù)，在坡比偏陡的坡面，可與掛網(wǎng)、菱形及拱形骨架防護(hù)相結(jié)合綜合運(yùn)用，即增加了邊坡穩(wěn)定性又可綠化使之與自然景觀融合。主要表現(xiàn)在：

（1）適用范圍廣?？屯羾姴?fù)綠技術(shù)可適應(yīng)不同氣候及土質(zhì)，通過(guò)調(diào)整綠化基材實(shí)現(xiàn)邊坡綠化防護(hù)。

（2）結(jié)合工程防護(hù)，用于陡急邊坡和不穩(wěn)定巖基。先錨固鐵絲網(wǎng)和錨桿，再用厚層基材植被護(hù)坡。

（3）抗侵蝕和水土流失。粘合劑使基材硬化，與公路邊坡坡面緊密粘接，避免沖刷侵蝕。植被與基材共同增強(qiáng)抗侵蝕性。

（4）保障植被快速成型和生態(tài)穩(wěn)定。混噴基材厚度約10cm，滿足植物安全生長(zhǎng)需求。

1.3 擬解決的問(wèn)題

（1）黃土地區(qū)高鹽堿土質(zhì)公路邊坡的邊坡綠化、邊坡被雨水沖蝕而導(dǎo)致邊坡不穩(wěn)及水土流失的難題。

（2）具有生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求及生態(tài)恢復(fù)的公路路基邊坡防護(hù)工作中自然植被生長(zhǎng)緩慢、植物物種單一的問(wèn)題。

2 客土噴播基材的組成與選擇

2.1 客土噴播基材的組成

（1）黏結(jié)劑優(yōu)選：黏結(jié)劑在客土噴播中至關(guān)重要，需確?；慕M分緊密結(jié)合并抵御侵蝕。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料有局限，新型環(huán)保黏結(jié)劑如聚合物乳液等逐步引入，提升黏結(jié)性能，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

（2）有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充：有機(jī)質(zhì)是土壤肥力核心，添加腐殖質(zhì)、生物炭等提升肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改善土壤物理性質(zhì)，提高抗侵蝕能力。

（3）微生物菌劑引入：微生物菌劑加速土壤熟化，提高養(yǎng)分利用率，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，并增強(qiáng)抗病蟲(chóng)害能力。

（4）纖維材料強(qiáng)化：纖維材料增強(qiáng)基材結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，改善透氣性和透水性，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好環(huán)境。

綜上所述，客土噴播基材組成需科學(xué)配比和優(yōu)選材料，以滿足工程需求并符合生態(tài)要求，提升生態(tài)修復(fù)工程質(zhì)量和效率。

2.2 客土噴播基材的選擇

2.2.1 客土噴播基材選擇總體要求

黃土地區(qū)公路邊坡客土噴播基材的選擇應(yīng)綜合考慮適應(yīng)性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)性和多元化等多個(gè)方面。通過(guò)科學(xué)配比和優(yōu)選材料，確?；哪軌驖M足公路防護(hù)工程需求并符合生態(tài)要求，為黃土地區(qū)公路的生態(tài)修復(fù)工作提供有力支持?；牡谋壤龑?duì)土壤裂縫和剝離有很大關(guān)系，同時(shí)也關(guān)系到植物種子的發(fā)芽、生長(zhǎng)以及防護(hù)能力的形成?？屯羾姴ブ兴玫母鞣N基材的比例是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的?；倪x擇有以下總體要求。

①基材本身應(yīng)無(wú)害，對(duì)周圍環(huán)境應(yīng)無(wú)污染，且符合下列要求。

a.有機(jī)質(zhì)含量≥40%；b.腐殖質(zhì)含量＞15%；c.氮、磷、鉀（N+PO+KO）含量≥4.0%；

d.含水量≤40%；e.pH值：5.5-7.5；f.粒度（＜5mm）：不低于70%。

②基材拌合好后要松散適度，方便施工。

③基材要粘結(jié)牢固，防止自身重力、風(fēng)吹或雨水沖刷導(dǎo)致脫離坡面。

2.2.2 客土噴播的材料要求

①種子：選擇優(yōu)良草本植物混播。

②客土材料：以天然有機(jī)質(zhì)土壤改良材料為主，混入有益有機(jī)質(zhì)及無(wú)機(jī)質(zhì)。

③營(yíng)養(yǎng)材料：采用高效化學(xué)及緩效肥料，由有機(jī)肥、化肥、表土拌和而成。

④穩(wěn)定劑：采用木質(zhì)纖維，增強(qiáng)混合料強(qiáng)度及孔隙率。

⑤粘結(jié)劑：采用高分子聚合物及天然植物加工，使噴播材料緊密連接，與坡面粘結(jié)。

⑥水：采用無(wú)污染水。

3 黃土公路邊坡客土噴播關(guān)鍵技術(shù)

3.1 設(shè)計(jì)原則

（1）安全原則：確保公路邊坡穩(wěn)定安全；（2）協(xié)調(diào)性原則：公路邊坡生態(tài)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)；（3）永久性原則：減少運(yùn)營(yíng)后人工維護(hù)工作量；（4）經(jīng)濟(jì)學(xué)原則：選擇經(jīng)濟(jì)合理的公路綠化生態(tài)防護(hù)法；（5）因地制宜原則：根據(jù)工程情況選擇合理的施工工藝。

3.2 基材配合比設(shè)計(jì)

為確保植物正常生長(zhǎng)，基材混合物需具備良好土壤改良特性。為增強(qiáng)混合物穩(wěn)定性，需加入粘合劑、保水劑、有機(jī)質(zhì)、復(fù)合肥、腐殖酸及噴播、疏松土壤木纖維等輔材，按一定比例混合。根據(jù)總厚度12cm和3cm，推薦每平方綠化基材配合比見(jiàn)表2，表3。

3.3 植物種子的選擇

西北黃土地區(qū)公路邊坡綠化防護(hù)，要根據(jù)施工作業(yè)面土壤性質(zhì)、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、施工季節(jié)，選擇草本植物及喬、灌木種子，并增加當(dāng)?shù)仡愃频孛沧鳂I(yè)面上的同類樹(shù)種，關(guān)鍵考慮以下幾點(diǎn)：

（1）鄉(xiāng)土植物，或以適應(yīng)本地氣候條件的外來(lái)植物；（2）抗逆性強(qiáng)，特別是抗風(fēng)能力強(qiáng)，貧瘠性強(qiáng)；（3）根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)速度快，覆蓋能力強(qiáng)；（4）綠化和美化結(jié)合，營(yíng)造自然舒適的視覺(jué)效果；（5）多年生，有自我更新能力，效果長(zhǎng)久，一勞永逸；推薦混合物種子及配比用量如表4所示。

4 公路客土噴播防護(hù)施工工藝簡(jiǎn)介

4.1 公路客土噴播防護(hù)施工流程

施工準(zhǔn)備→公路邊坡清理→錨桿放線→鉆孔→鋪網(wǎng)→釘網(wǎng)→錨桿打入→客土材料攪拌→噴射基料→噴射種子及營(yíng)養(yǎng)基→無(wú)紡布覆蓋→前期養(yǎng)護(hù)。

4.2 施工準(zhǔn)備

4.2.1 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備情況

綠化機(jī)械設(shè)備是本工程質(zhì)量和進(jìn)度的重要保證，在全面開(kāi)工前進(jìn)場(chǎng)到位，并做好機(jī)械設(shè)備的調(diào)試。（表5）

4.2.2 材料準(zhǔn)備情況

植物種子發(fā)芽率根據(jù)正常計(jì)算而得，在噴播前對(duì)批量種子發(fā)芽率進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)實(shí)際測(cè)定發(fā)芽率，計(jì)算實(shí)際種子用量。（表6）

4.3 施工過(guò)程與過(guò)程控制

（1）公路邊坡坡面整理：清除坡面菱形骨架內(nèi)浮石、松土、鹽堿土壤、浮根、雜草、垃圾，厚度不小于20cm，保持坡面原狀，凹凸坡面促進(jìn)基材混合物與巖石坡面結(jié)合，噴播坡面凹凸度平均±10cm，最大30cm，禁止出現(xiàn)反坡。

鉆孔、安裝錨桿、膨脹鉤、固定木板：

（2）錨桿放樣、鉆孔：以公路邊坡單個(gè)菱形骨架為單位，在菱形骨架周邊均勻分布布置8個(gè)膨脹鉤孔位及在菱形骨架中心位置布置錨桿孔位，布置孔位用電錘鉆孔。

（3）安裝木條、錨桿加固：木條寬10cm，厚1cm，用錨桿固定，間距40-60cm，坡度可調(diào)至30-50cm。主錨桿長(zhǎng)80cm，Ф14mm螺紋鋼，加固巖土表層，固定鍍鋅網(wǎng)。先鉆孔后打入錨桿，主孔深70-80cm，副孔深30-50cm。主錨桿間距100×100cm，副錨桿間距50×50cm。坡頂、搭接處和主要受力處間距不大于100cm。

（4）鋪設(shè)、固定鍍鋅網(wǎng)：鍍鋅網(wǎng)采用菱形結(jié)構(gòu)鍍鋅低碳鋼絲，規(guī)格為10*10cmΦ0.2cm×L50。用錨桿固定木條后鋪設(shè)，掛網(wǎng)自上而下，相鄰網(wǎng)用Φ0.2cm鐵絲連接，重疊≥5cm，與坡面距離≤10cm。錨桿、膨脹鉤與網(wǎng)連接處鐵絲綁扎固定，不平整處加密錨桿，露出坡面10cm。

（5）種植土篩分及基材的配比稱重、投料攪拌：裝載機(jī)、篩土機(jī)篩分種植土，粒徑小于10mm。按基材配方配比稱重，噴播機(jī)械攪拌均勻后使用。攪拌時(shí)，先加水，再投木纖維攪拌至化開(kāi)，混合基材攪拌時(shí)間不少于20-25min。

（6）噴射基材混合物：完成邊坡掛網(wǎng)施工并檢測(cè)合格后，使用噴播機(jī)噴射基材混合物。調(diào)節(jié)泵壓和風(fēng)量，分三次噴射。前兩次噴射不含種子的中和層、營(yíng)養(yǎng)層，最后噴射含種子的培養(yǎng)基。每次間隔30-60min，確保牢固附著。試噴時(shí)調(diào)整噴頭距離和角度，從正面噴射，注意死角部分，確保厚度均勻。

（7）覆蓋無(wú)紡布：在種子噴射層完成后，覆蓋無(wú)紡布進(jìn)行保墑或減少因強(qiáng)降雨對(duì)種子層的沖刷，還起到減少邊坡表面水分的蒸發(fā)和保溫的作用，從而進(jìn)一步營(yíng)造適宜種子快速發(fā)芽、生長(zhǎng)的環(huán)境，覆蓋后用“U”型釘固定。

（8）養(yǎng)護(hù)管理：工程完工后，定期進(jìn)行噴水、補(bǔ)種、施肥、病蟲(chóng)害防治養(yǎng)護(hù)。草種出芽以及幼苗期，注意澆水養(yǎng)護(hù)，重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)：

①在養(yǎng)護(hù)期保持植被基層土呈濕潤(rùn)狀態(tài)，澆水設(shè)備應(yīng)采用噴霧噴頭移動(dòng)式噴灑，杜絕高壓水槍直接噴灌，注意控制好噴頭與坡面的距離和移動(dòng)速度，如有草坪出草不均勻，灌木死亡等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)在綠化工作中點(diǎn)入草籽和補(bǔ)植；一般綠化工作面30天時(shí)間后能基本形成穩(wěn)定的根系網(wǎng)，因此，前期持續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為30天左右。②每天養(yǎng)護(hù)兩次，夏季早晨的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)在早晨10點(diǎn)以前完成。③高溫干旱時(shí)，幼芽及幼苗易燙傷，需日增1-2次養(yǎng)護(hù)，保持濕潤(rùn)。④草生長(zhǎng)期適時(shí)施肥、防病蟲(chóng)。出苗不足需查明原因后整改。

（9）質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：公路路基客土噴薄復(fù)綠技術(shù)的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表7。

5 工程應(yīng)用案例與前景分析

5.1 工程應(yīng)用案例

（1）S34雙達(dá)高速公路：臨夏州地勢(shì)西南高東北低，降水南多北少，傳統(tǒng)種植方式難以形成有效邊坡防護(hù)。S34雙達(dá)高速采用客土噴播復(fù)綠技術(shù)，生態(tài)恢復(fù)效果顯著。

（2）S106線：S106線起點(diǎn)蘭州達(dá)川，終點(diǎn)達(dá)里加山，沿線黃土地區(qū)降雨少且不均，公路路基邊坡植被稀少，暴雨水害頻發(fā)。2021年，臨夏公路事業(yè)發(fā)展中心在S106線K10+117至K10+387段試點(diǎn)該技術(shù)，考慮公路途經(jīng)地降水稀少、公路邊坡土質(zhì)鹽堿度高，選用西北寒旱地區(qū)推薦植被，注重鹽堿處理和土壤改良，科學(xué)配方混合材料后噴射邊坡，形成良好土壤培養(yǎng)基礎(chǔ)，快速形成植物群落，有效抵抗雨蝕和風(fēng)蝕，達(dá)到防護(hù)及綠化雙重目的。防護(hù)后公路路基邊坡無(wú)塌方、脫落現(xiàn)象，植被全面恢復(fù)，覆蓋成坪率97%以上，形成藤本、草立體綠化防護(hù)效果。

5.2 前景分析

近年來(lái)，國(guó)家注重生態(tài)環(huán)境改善，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)、綠色、可持續(xù)發(fā)展。公路路域環(huán)境生態(tài)修復(fù)成為交通綜合發(fā)展的重要部分，走環(huán)保之路、建綠色通道是公路發(fā)展方向。

（1）客土噴播復(fù)綠技術(shù)形成穩(wěn)定表土，為植被和微生物提供初級(jí)生態(tài)平衡環(huán)境。

（2）該技術(shù)解決了西北地區(qū)植被恢復(fù)難題，促進(jìn)公路綠化，為國(guó)土綠化、生態(tài)保護(hù)和水土保持做出貢獻(xiàn)。

（3）經(jīng)濟(jì)美觀，與護(hù)面墻、掛網(wǎng)噴漿相比，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和美觀性，單價(jià)低廉，與自然植被融為一體。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

基材中的噴播木纖維提升種子出苗率和成活率，形成的草皮質(zhì)地均勻致密，保護(hù)公路路基邊坡穩(wěn)定性，防止水土流失。噴播工作效率高，日噴播可達(dá)1000平方米，減少人力，降低成本?？屯羾姴セ|(zhì)壽命長(zhǎng)達(dá)15-20年，壽命終點(diǎn)時(shí)與石縫、巖石風(fēng)化層融合，公路邊坡護(hù)坡效果持久，降低養(yǎng)護(hù)成本。

6.2 社會(huì)效益評(píng)價(jià)

客土噴播復(fù)綠技術(shù)通過(guò)改良土壤和掛網(wǎng)，解決了公路生態(tài)恢復(fù)、連接問(wèn)題，并添加適應(yīng)環(huán)境的植被，顯著提升防護(hù)效果。該技術(shù)融合了多學(xué)科，實(shí)現(xiàn)了公路景觀與自然景觀的和諧統(tǒng)一。其造價(jià)低于傳統(tǒng)擋墻防護(hù)，并構(gòu)建了公路邊坡小生態(tài)圈，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定植被防護(hù)，環(huán)保效益顯著。

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