山區(qū)高速公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢復新技術

黃橋連 周宏云

（湖北交投高速公路發(fā)展有限公司 武漢 430051）

湖北三峽翻壩高速公路是為緩解長江航運三峽大壩運輸壓力而建設的一條水陸聯(lián)運通道，起于宜昌市秭歸縣334省道的曲溪橋，穿越三峽大壩、葛洲壩、西陵峽，止于宜昌長江公路大橋南，接滬渝高速公路湖北省宜昌至恩施段，全長56.776 km。湖北三峽翻壩高速公路的路塹巖質(zhì)邊坡多為膠結泥巖、紅砂巖及礫巖等結構形式，尤其以膠結泥巖居多，根據(jù)這類邊坡的結構特點，業(yè)主在生態(tài)恢復中勇于創(chuàng)新，采取了多種新技術新工藝，經(jīng)過實際應用取得了較好的生態(tài)恢復效果，本文就其施工技術特點進行分別論述。

1 巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢復新技術

1.1 速藤屏生態(tài)恢復技術［1］

速藤屏生態(tài)恢復技術是宜昌大地園林工程有限公司針對巖質(zhì)邊坡的特點開發(fā)的一種快速綠化高陡巖質(zhì)坡面的專利技術，擁有自主知識產(chǎn)權。采用傳統(tǒng)的罩面網(wǎng)攀援植物綠化方法坡面生態(tài)恢復需要3～5年的時間，攀援植物成活率低，覆蓋慢，養(yǎng)護難度也較大。對于陡于1∶0.3的路塹巖質(zhì)邊坡采用速藤屏生態(tài)恢復技術，通過采用經(jīng)工廠化培育的速藤屏生態(tài)快速修復新技術進行綠化防護，將藤本植物的生長基質(zhì)放置于邊坡坡腳與分級碎落臺上修建的種植槽內(nèi)，預先培育好的成年攀援植物插栽到種植槽內(nèi)綠化恢復效果即可顯現(xiàn)，同時植物生長快速，具有較好的前期綠化效果與后期綜合景觀，既具有工程防護的功能，又有綠化防護的效果。

1.1.1 藤本植物成苗的培育［2］

藤本植物成苗的培育需提前一年進行，藤本植物在幼苗期（通常長度在1 m以內(nèi)）生長緩慢，幼苗在苗圃的容器內(nèi)通過牽引繩、牽引桿或牽引網(wǎng)的引導、約束，使攀緣植物沿著規(guī)定的路線生長到預定的長度，便于移栽。將藤本植物生長緩慢的幼苗期提前在苗圃完成，移栽后無需傳統(tǒng)移栽方法3～5個月的生長適應期和過度期，植物生長速度快，隨栽隨長，同時也提高了其成活率和覆蓋率，成活率可高達100%，達到長得快，覆蓋得好的目的。

1.1.2 藤本植物品種選擇

為保證速藤屏垂直綠化新技術的施工質(zhì)量與綠化效果，本著“近期效果好，遠期效果更好”的基本原則，合理地選擇和配置植物的品種。

（1）以四季常青為主的原則。藤本植物以四季常青為主，同時要兼顧落葉植物的應用，落葉植物在養(yǎng)分循環(huán)供給方面有先天的優(yōu)勢，其生長速度也較快，如：紫藤、油麻藤、葛藤、五葉地錦等。

（2）以品種多樣化的原則。使用藤本植物的同時，在分級碎落臺上適當栽植開花類小灌木，以豐富景觀層次，如：云南黃馨、三角梅、藤本月季等。

（3）以攀援花卉為點綴的原則。為增加綜合景觀效果，讓司乘人員視野輕松舒適，有回歸自然的體驗，藤本植物適當選擇花卉類攀援植物為點綴，如牽?；ā⒘柘龅取?/p>

（4）以本土植物為主的原則。盡量采用本土植物品種，如攀援洛石、葛藤、油麻藤等較適于華中地區(qū)生長的植物。

1.1.3 施工工藝

（1）坡面清理。清除坡面雜物、松散碎石。（2）修建種植槽并填充營養(yǎng)土，進行土壤改良。

（3）速藤屏的預植培育。速藤屏的預植培育可采取苗圃基地工廠化預植或現(xiàn)場苗圃預植。

（4）速藤屏的安裝。將速藤屏移植到坡面安裝，達到貼伏、美觀、牢固的要求。采用直徑8 mm、長100 mm的膨脹螺栓或直徑12 mm、長500 mm的螺紋鋼短錨固定，固定間距1.0～1.5 m。綠色罩面網(wǎng)可選用綠色土工格網(wǎng)，網(wǎng)孔大小38 mm×38 mm，材質(zhì)為高密度聚乙烯。

（5）養(yǎng)護管理。

（6）應注意的問題。①栽植較晚的多級平臺由于在六七月的高溫季節(jié)施工，植物生長受到較大影響，其生長恢復速度受高溫環(huán)境影響明顯，多級平臺的養(yǎng)護困難，失水快，應加強養(yǎng)護管理并采取保水措施；②暴雨對其沒有明顯影響，而其他生態(tài)防護形式在暴雨期間部分地段水毀現(xiàn)象較為嚴重；③栽植時間應選在五月底以前較為合適；④速藤屏生態(tài)修復技術坡面生態(tài)恢復周期僅為1～2年的時間，比傳統(tǒng)方法至少提前1年，成功解決了傳統(tǒng)方法綠化恢復周期長的工程難題。

1.2 植被混凝土技術（1∶0.75～1∶0.5巖質(zhì)邊坡）

對1∶0.75～1∶0.5的巖質(zhì)邊坡，也可采用速藤屏生態(tài)修復技術，如邊坡風化較為嚴重或裂隙較為發(fā)育，為加快前期恢復效果，對這類邊坡采用了植被混凝土新技術，主要達到有效消除淺層滑坡，保障道路安全以及加快生態(tài)恢復的前期效果。

常用的邊坡恢復方法如客土噴植法、厚層基材噴射綠化法等在30°以下緩邊坡上實施效果很好，但它們的共同弱點是強度很低。植被混凝土生態(tài)護坡綠化技術由于它具有一定的強度和整體性能，可抵御110 mm／h的強暴雨的沖刷，不產(chǎn)生龜裂，又是良好的植物生長基材，能夠達到邊坡淺層防護、修復坡面營養(yǎng)基質(zhì)、營造植被生長環(huán)境、促進植被良好生長的多重功效。

1.2.1 植被混凝土技術特點

（1）植被混凝土物理性能。容重14～15 k N／m3，孔隙率30%～45% 。性能穩(wěn)定，抗?jié)褡?、抗光照性能好?/p>

（2）植被混凝土材料構成和力學性能。實驗室試驗強度為：7 d，0.3 MPa；28 d，0.45 MPa。相當于5號水泥強度。

3 邊坡淺層防護功能。植被混凝土為掛網(wǎng)加筋基材，加上生長的植被及其根系能有效地防御暴雨沖刷、太陽暴曬及溫度變化，且不龜裂。實踐證明，且其抗沖刷能力能抵御110 mm／h降雨。

（4）植物生長指標。植物發(fā)芽率90%；植物覆蓋率95%；土壤肥力合理；植物多年生長情況良好。

1.2.2 植被混凝土綠化技術施工工藝

（1）植被混凝土生態(tài)護坡包括以下工序：坡面整治、鍍鋅鐵絲網(wǎng)和錨釘?shù)匿佋O安裝、植被混凝土基材制備、植被混凝土噴植，養(yǎng)護管理等。

（2）坡面清理。①將坡面對施工有礙的一切障礙物清理干凈；②清除坡表面的雜草、落葉枯枝、浮土浮石等；③坡面修整處理。

（3）鍍鋅鐵絲網(wǎng)和錨釘?shù)匿佋O安裝。采用電錘垂直于坡面鉆孔，擊入錨釘，按設計的錨釘規(guī)格、入巖深度、間距垂直于坡面配置好錨釘后，鋪設加14號鍍鋅鐵絲網(wǎng)。

（4）植被混凝土基材配制。植被混凝土基材由砂壤土、水泥、有機質(zhì)、植被混凝土綠化添加劑混合組成，各組分材料的選擇要求如下：

①砂壤土。選擇工程所在地原有地表土壤經(jīng)風干粉碎過篩而成，要求土壤中砂粒含量不超過5%，最大粒徑小于8 mm，含水量不超過20%。

②水泥。采用P32.5普通硅酸鹽水泥。

③有機質(zhì)。一般采用酒糟、醋渣或新鮮有機質(zhì)（稻殼、秸稈、樹枝）的粉碎物，其中新鮮有機質(zhì)的粉碎物在基材配置前應進行自然發(fā)酵處理。

④植被混凝土綠化添加劑。添加劑能中和因水泥添加帶來的嚴重堿性，調(diào)節(jié)基材PH值，降低水化熱；增加基材空隙率，提高透氣性；改變基材變形特性，使其不產(chǎn)生龜裂；提供土壤微生物和有機菌，有利于加速基材的活化；含有緩釋肥和保水劑。植被混凝土基材的配制分基層和表層，分別按不同配比配制，配比見表1。

表1 基材配比

按配合比制備各組分材料，利用攪拌機充分攪拌后待用。表層基材攪拌時應加入按設計要求的植物種子（鹽膚木、狗牙根、高羊茅、紫花苜蓿、多花木蘭、紫穗槐等）。

（5）植被混凝土噴植。完成坡面整治、網(wǎng)和錨釘鋪設，并做好植被混凝土基材組分備料并配制后，即可進行植被混凝土基材噴植施工。噴植所用設備為一般混凝土噴射機，按基層和表層分別進行。從坡面由上至下進行噴護，先基層后表層，每次噴護單寬4～6 m，高度3～5 m。

噴播由大于9 m3的空壓機送風，采用干式噴漿法施工。基層噴植：①方法。在噴漿之前再次檢查坡面上的浮土、草皮、樹根及其它雜物是否清理干凈，確認后用水進行坡面噴淋，以促使噴射植被混凝土基材與基面連接緊密，然后進行試噴試驗，以調(diào)節(jié)水灰比，再進行噴漿施工；基層的噴護厚度為8～9 cm；噴射作業(yè)開始時，應先送風、后開機、再給料，噴射結束時應待噴射料噴完后，再關風；②控制措施?；鶎訃娚浠炷量梢淮螄娭猎O計厚度，不需分層噴植；噴射過程中，噴嘴距坡面的距離控制在0.6～1.0 m之間，一般應垂直于坡面，最大傾斜角度不能超過10°；噴漿中，噴射頭輸出壓力不能小于0.1 MPa；噴射采用自上而下的方法進行，先噴凹陷部分，再噴凸出部分；噴射移動可采用“S”形或螺旋形移動前進?；鶎邮┕そY束8 h以內(nèi)進行表層噴護，一般控制在3～4 h；表層的噴護厚度為1～2 cm；表層噴護之前在坡面上噴一次透水，保證基層和表層的粘結；近距離實施噴播，以保證草籽播撒的均勻性；噴播采用自上而下的方式進行，單塊寬度按4～6 m進行控制。

（6）強制性養(yǎng)護與管理。①強制性養(yǎng)護指的是在噴播（栽植）結束后的頭兩個月日常進行的給植物澆（灑）水工作。具體時段為噴播施工結束后2個月，在基材表面加蓋無紡布。一是起到保墑、控溫的作用，提高植物種子出芽速度；②防止植物種子被風吹走和被飛禽啄食，提高植物種子出芽率和成活率；③安裝噴（滴）灌系統(tǒng)，實行每天的均勻灑水養(yǎng)護；④強制性養(yǎng)護期間還應注意植物種子的出芽均勻度和出芽率，對局部出芽不齊和沒有出芽的坡面要進行補植，當然也包括對栽培植物的成活率監(jiān)測，及時更換或補種。

1.2.3 植被混凝土效果

大部分邊坡控制得當，植被恢復較好，偏陡的邊坡由于要保持一定的強度和整體性能，水泥穩(wěn)定劑用量適當加大后部分植物不適應生長，出現(xiàn)部分凸斑，要在養(yǎng)護后期采取補種措施。

1.3 土工布長袋法（坡比在1∶0.75～1∶0.5）

土工布長袋法是在巖質(zhì)邊坡上采用土工布管狀袋子裝填營養(yǎng)土，采用錨桿和膠粘劑固定在邊坡上，通過裝填營養(yǎng)土的土工布管狀袋子在坡面形成具有一定厚度的營養(yǎng)基層，在袋子表面鋪貼草皮，并種植小灌木，小灌木的根系要扎根于管狀袋子內(nèi)，然后澆水養(yǎng)護。

該技術的特點是在巖質(zhì)邊坡表面通過人工裝填強制形成一層營養(yǎng)層，營養(yǎng)層一旦形成綠化效果會很快實現(xiàn)，坡比在1∶0.75到1∶0.5之間較為合適。強制形成的營養(yǎng)層與巖質(zhì)坡面結合的耐久性成為該技術成功應用的一大關鍵。

此種工法施工速度較慢，成本較高，是植被混凝土的幾倍，更是速藤屏技術的數(shù)倍，因此，如何進一步優(yōu)化技術方案、降低施工成本是推廣該技術的關鍵。

1.4 野花組合技術、網(wǎng)眼袋植生法等技術

野花組合是常用的手法之一，湖北翻壩高速公路把野花組合用在邊坡生態(tài)中，而真正體現(xiàn)出野花組合的效果卻十分不易。一方面巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢復要求以灌木為主，同時又要體現(xiàn)野花組合的效果，在施工中植物配比十分關鍵。通過努力，最終實現(xiàn)了草、灌、花共生的效果。

在隧道口上方較緩的部分邊坡可采用網(wǎng)眼袋植生法碼砌恢復綠化，該工法簡便易行，效果好又十分經(jīng)濟。

2 選擇生態(tài)恢復技術類型的因素

翻壩高速近2年的應用效果表明，邊坡巖質(zhì)類型、邊坡坡率是選擇生態(tài)恢復技術類型的決定性因素。

（1）速藤屏生態(tài)修復新技術應用面廣，噴漿坡面、垂直擋墻以及陡于1∶0.3的巖質(zhì)邊坡均可采用，前提是邊坡結構穩(wěn)定即可，適用泥巖、紅砂巖、礫巖等不同類型的巖質(zhì)邊坡，造價經(jīng)濟，適于大面積推廣，在山區(qū)高速公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢復中具有十分廣闊的應用前景。

（2）植被混凝土技術在1∶0.75～1∶0.5的巖質(zhì)邊坡上采用較為合適，在巖質(zhì)光滑或沒有裂隙的邊坡上采用更能體現(xiàn)其優(yōu)勢。施工中配比控制較難，容易出現(xiàn)混凝土含量過高導致植被難于生長或混凝土含量偏低導致后期容易產(chǎn)生沖刷破壞等兩極分化的情況，造價中等偏高。

（3）土工布長袋法可在1∶0.75～1∶0.5的巖質(zhì)邊坡上采用，但太陡的坡率對施工及后期效果都是極大的考驗，造價較高。

3 結語

速藤屏生態(tài)修復技術、植被混凝土技術、土工布長袋法等新技術在湖北翻壩高速公路高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復中得到了成功應用，這些技術的開發(fā)與創(chuàng)新極大地促進了巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢復技術的進步，為我國的山區(qū)高速公路、高速鐵路工程的生態(tài)修復提供了可借鑒的成功案例。應用效果表明：速藤屏的應用、攀援植物的大量培育與推廣必將為山區(qū)高速公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復走出一條新路。

在今后的工程建設中還應進一步加強速藤屏生態(tài)修復、植被混凝土等技術的研究與應用，如速藤屏的最佳施工季節(jié)、種植槽的最佳高度與寬度的關系、高邊坡養(yǎng)護困難的問題、植被混凝土技術的水泥穩(wěn)定劑含量的工地控制等，克服技術應用中的不足，進一步優(yōu)化完善配套體系，因地制宜地更好地為工程建設服務。

［1］ 汪成龍，阮道紅，黃春菊.速藤屏生態(tài)修復技術在高速公路巖質(zhì)邊坡綠化防護中的應用［J］.城市道橋與防洪，2011（3）：147－149.

［2］ 熊濟華.觀賞樹木學［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.