TBS植被防護在公路邊坡治理中的應用

楊建宏，陳浙江，王玲娟，裘麗丹

(1.金華市職業技術學院，浙江 金華 321017;2.金華市公路管理處，浙江 金華 321017;

3.金華市城市規劃局，浙江 金華 321017;4.金華三為電力實業有限公司，浙江 金華 321017)

1 治理概述

TBS(Thick-layer Base Material Spraying)植被防護技術不僅適用于所有開挖后的巖體邊坡，而且對于巖堆、軟巖、碎裂巖、散體巖、極酸性土巖以及擋土墻、護面墻、混凝土結構邊坡等不宜綠化的惡劣環境也適用。其核心是在巖質坡面營造一個既能讓植物生長發育而種植基質又不被沖刷的多孔穩定結構。

通過使用特制噴混機械將土壤、肥料、有機質、保水材料、植物種子、水泥等混合料加水后按設計厚度噴射到巖面上。由于水泥的黏結作用，上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續空隙的硬化體。一定程度的硬化使種植免遭沖蝕，而空隙內填有種子、土壤、保水材料等。空隙既是種植基質的填充空間，又是植物根系的生長空間，通過植被根系的力學加固和地上生物量的水文效應，達到護坡和改善生態環境的目的。

2 TBS植被防護的基本構造

TBS植被防護功能通過錨桿、機編鍍鋅網、植物根系的力學加固和坡面植物的水文效應實現。TBS植被護坡的基本構造如圖1所示，主要由錨桿、復合材料網、有機基材混合物和植被組成。

2.1 錨桿

錨桿的作用是穩定坡面并將網固定在坡面上，其長度可根據邊坡地質情況確定。對于地質情況較好的中、淺層破碎的坡面，選用較短錨桿;對于地質情況復雜，節理、裂隙發育，巖體破碎的坡面，可加長錨桿或采用系統錨桿加固方案。

2.2 復合材料網

鋪復合材料網可選用纖維網、土工網、鐵絲網，用于穩定坡面表層破碎部分，增強護坡強度，形成加筋植被混凝土。復合網一般采用鍍鋅鐵絲網。

2.3 基材混合料

綠化基材是植被種子生長發育、根系發展的基體，由有機物、肥料、保水劑、黏合劑、石灰混合土壤、消毒劑等按一定比例混合而成。具體配合比須根據巖體堅實度、巖體類型、氣候狀況和原料質量進行組配。綠化基材的技術指標見表1。

圖1 TBS植被護坡剖面(單位:cm)

表1 綠化基材的技術指標

2.4 植壤土

植壤土可減小噴射到坡面基材混合物空隙，同綠化基材共同促進噴射基材混合團粒結構的形成。可選用工程地原有的地表土或附近農田土，風干粉碎過8 mm篩，含水量≤20%。風干過篩后的植壤土應采用防水措施。

2.5 纖維

纖維用以增強基材混合物間的相互聯結，提高強度及抗侵蝕性。可就地取秸稈、樹枝等粉碎成長10～15 mm狀，含水量≤20%。

2.6 植被種子

植被種子由多種草本植物種子混合而成(必要時可增加灌木種子)。草種根據本地區特點和植被情況選取適合本地區生長的優質草種。

3 TBS植被防護應用實例

通過G330金華段高陡邊坡采用TBS植被護坡的應用實例，介紹該種防護技術的應用情況。

3.1 工程概況

金華市金東區 G330國道 K224+800、K226+800、K227+000等路段，邊坡巖石中等風化，有碎石零星掉落，灰色黃色相互摻雜，下部已有高3.5 m路塹墻，上部邊坡未經防護處理。

經過數十年運營，在風化運營力作用及雨水的侵蝕下，幾個路段的邊坡易引起落石、塌滑，由此而產生的路基邊坡穩定性問題十分突出，對公路的安全運營存在較大的安全隱患，急需進行治理。經設計人員的現場詳細勘察，對邊坡進行了分析、研究，最后確定采用TBS植被防護。

3.2 結構類型的確定

1)混合物植被種子配比。根據金華市氣候條件和水文情況，選用具有較強抗旱性和抗逆性的冷暖型草籽配方，采用百慕大、百喜草、畫眉草、波斯菊、大金雞菊等，并加入銀合歡、小女葉貞、多花欄、紫藤、長紅繼木等喬灌木種子。植被種子在使用前需做發芽率試驗，發芽率達90%以上方可使用，對難發芽的植被種子使用前應作催芽處理。

2)錨桿。采用 φ12 cm螺紋鋼，砂漿型錨桿。砂漿配合比為水泥∶砂=1∶1，水灰比為0.45;桿尾彎折8 cm，錨固于鐵絲網;桿頭制成尖頭。水泥標號不低于32.5級硅酸鹽水泥，且注漿要飽滿，錨桿采用正方形布置。

3)網。采用鍍鋅鐵絲網，網孔為50 mm×50 mm，12#～16#鍍鋅鐵絲雙扭六邊形機編，網與網之間平行對接，網間搭接寬度≥5 cm，并間隔30 cm用鐵絲扎緊，網之間的縫隙采用鐵絲扎牢。鍍鋅鐵絲網編織結構及連接如圖2所示。

4)種植土。工程地附近農田土，風干粉碎過8 mm篩，含水量≤20%。

5)纖維。秸稈、樹枝等粉碎成10～15 mm長，含水量≤20%。

6)基材混合物的配合比為綠化基材∶纖維∶植壤土 =1∶2∶2(體積比)。

綠化基材采用C型，其技術指標應符合Q/71189.91-9.1—2001《綠化營養基(綠化基材)》的規定。

7)混合物噴射平均厚度為8 cm。

圖2 鍍鋅鐵絲網編織結構及連接示意(單位:mm)

3.3 施工工藝及方法

3.3.1 清理整平坡面

清理坡面雜物及松動巖塊，基本達到坡面的不平整度≤30 cm的要求，消除落石隱患，對于穩定整塊硬巖石凸起孤石可不清理。對低凹處采用漿砌片石嵌補平順，增大基材混合物與坡面的附著力，保證坡面基本平順，減少地表徑流。

3.3.2 規劃放樣

按圖紙要求及實際地形放出錨桿孔位及鐵絲網鋪設范圍，錨桿鉆孔定位應先定上下兩行孔，再拉線定坡面上的坡，并用紅油漆標示。

3.3.3 錨桿鉆孔及安裝

采用手風鉆或風槍鉆孔，鉆孔方向垂直于坡面，孔徑≥25 mm，鉆孔到設計深度后，及時清孔并盡快注漿安裝錨桿。

由于長錨桿兼有固定邊坡和掛網的雙重作用，因此，在預先不能清除的危石處及節理裂隙發育處，應加密長錨桿的數量，而在坡面平整、巖體穩定處，可用短錨桿代替長錨桿，距離可適當調整。對于土石混合邊坡和土質邊坡，不需要鉆孔，主要采用鋼筋和竹樁固定拉緊鐵絲網。

插桿時，由于錨桿孔有30 cm素漿段，所以應注意用夾具夾好錨桿頭，防止其掉入孔內。錨桿砂漿達到設計強度，準備掛網前，應根據試驗規程，進行錨桿抗拔試驗。

3.3.4 掛網

待錨桿抗撥試驗合格后，安裝鍍鋅鐵絲網，網必須拉緊，網間搭接不少于5 cm，間隔30 cm，用18#鐵絲綁扎牢固，最后焊接錨墊板，以固定錨桿和鐵絲網。錨桿及鐵絲網規格見表2。

3.3.5 噴射基材混合料

施工完上述工序并完成坡面排水系統后，按照設計配合比拌制基材混合物，濕潤坡面后，利用特制噴混機械將混合物加水及pH緩沖劑噴射到已掛網的巖面上。噴射分兩次進行，首先噴射不含種子的混合料，噴射厚度5～7 cm，第二次緊接著噴射含有種子的混合料，噴射厚度2～3 cm。噴射混合材料平均厚度8 cm。

3.3.6 蓋無紡布

噴播完成后，在噴水養護前，在坡面上覆蓋無紡布或遮陽網，以防雨水和高壓噴水沖擊坡面及陽光暴曬，影響坡面綠化質量。TBS植被防護單位面積工程數量見表3。

表3 TBS植被防護單位面積工程數量

3.3.7 噴灌澆水

養護期應當保持植被混合物呈濕潤狀態，噴水設備應采用高壓噴霧噴頭移動噴灑，并控制噴頭與坡面的距離和移動速度，保證無集中的水流沖擊草坪坡面;水宜噴透，但不能流失水分。

3.3.8 養護管理

分前后期養護，前期養護60 d左右，以噴灌水為主。后期靠自然雨水養護。草種一般7 d左右發芽，一個月成坪，成坪后全面檢查生長情況，對生長明顯不均勻位置進行補播，確保兩個月覆蓋率達90%以上。

4 應用效果

厚層基材噴射施工完畢后7 d左右，混合植物種子相繼發芽，1個月后坡面全綠，60 d后綠草成坪，完全覆蓋巖石坡面，使邊坡與周圍植被融為一體。治理前后對比見圖3、圖4。

待邊坡前期養護完畢，綠草成坪，植物根系已經將基材和原坡面緊緊相連，能抵抗大雨沖刷。施工完成后，經歷了一個雨季的考驗，邊坡未出現任何病害，起到了良好的邊坡防護效果。

圖3 G330國道K226+795～K226+930段治理前后對比

圖4 G330國道K224+720～K226+900段治理前后對比

TBS植被防護技術與傳統的漿砌片石坡技術相比，具有一定的價格優勢，可節省投資20% ～30%。經過對比試驗和經濟分析，對于巖石質邊坡TBS植被護坡，當護坡高度＜8 m時，工程造價為漿砌片石護墻的100.28%～124.36%。從10 m增加到20 m時，其工程造價為漿砌片石的67.22%～88.44%。護坡高度4～20 m綜合平均計算，與采用漿砌片石護墻相比，降低工程造價13.84%。

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