噴播基材新技術(shù)在高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用

馬海兵

（呂梁環(huán)城高速公路建設(shè)管理處，山西 呂梁033000）

1 工程概況

呂梁環(huán)城高速公路位于山西省呂梁市所轄離石區(qū)及方山縣境內(nèi)，是山西省“三縱十二橫十二環(huán)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的重要一環(huán)。路線全長38.188 km，雙向四車道，路基寬度26 m，設(shè)計時速80 km/h。本項(xiàng)目位于呂梁北部山區(qū)半干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，差異懸殊。春季干燥，雨少風(fēng)多；夏季炎熱，雨量集中；秋季涼爽，氣候宜人；冬季寒冷，降雪偏少。年平均氣溫8℃、9℃左右。8、9月份降雨較多，小范圍滑坡、濕陷性黃土塌陷等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。沿線地貌有黃土梁、峁及基巖山坡、沖溝等，黃土塌陷、落水洞較發(fā)育，主溝底部多出露上第三系上新統(tǒng)（N2）黏性土，地表覆蓋第四系上系統(tǒng)（Q3）、中新統(tǒng)（Q2）黃土厚15～65 m。沿線高填深挖路段較多，最大填土高度40.9 m，最大挖方深度79.7 m。施工給原地貌及植被造成破壞嚴(yán)重，防護(hù)工程難度較大，尤其是K17+050段和K19+520段邊坡坡角均在60°以上。針對這種情況，結(jié)合工程的實(shí)際，經(jīng)過多方考察篩選和論證，最終研究出了噴播基材新技術(shù)，對該路段進(jìn)行了強(qiáng)制綠化，取得了成功。

2 噴播基材的基本原理[1]

噴播基材技術(shù)是以生物學(xué)理論和工程力學(xué)為依據(jù)，采用團(tuán)粒劑將客土（生育基礎(chǔ)材料）形成團(tuán)粒化結(jié)構(gòu)，將緩效性肥料、草籽種子等按一定配比，攪拌均勻后加入噴播設(shè)備中，通過泵、壓縮空氣噴射到坡面上形成連續(xù)空隙的硬化體，具有一定厚度的耐雨水、牢固透氣，與自然表土相似或者更好的土壤結(jié)構(gòu)。種子可以在空隙中發(fā)芽、生長，以達(dá)到恢復(fù)植被、保護(hù)環(huán)境的目的，實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)和景觀綠化的完美結(jié)合。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

工藝流程：施工準(zhǔn)備→施工放樣→平整坡面（含坡面處理）→開挖溝槽→鋪網(wǎng)、釘網(wǎng)→噴播基材→噴植物種子及營養(yǎng)液→養(yǎng)護(hù)→植物自然生長。

3.2 坡面處理

本項(xiàng)目采用人工清除雜物，填筑沖溝，確保坡面整體平整，為鋪平鐵絲網(wǎng)打好基礎(chǔ)。施工前2 m范圍內(nèi)坡面的凹凸度平均為±20 cm，最大不超過±30 cm。

3.3 測量放線

測量放線人員使用水平儀及卷尺按照縱橫間距2 m放點(diǎn)，確定主錨桿的鉆孔位置，然后在相鄰的主錨桿之中點(diǎn)上插補(bǔ)輔助錨桿的點(diǎn)位。

3.4 鋪網(wǎng)、釘網(wǎng)[2]

本工程采用高棱形鍍鋅鐵絲網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)規(guī)格為14號；網(wǎng)孔規(guī)格為5 cm×5 cm；網(wǎng)寬規(guī)格為200 cm。將高棱形鍍鋅鐵絲網(wǎng)向坡頂上方延伸60 cm以上，用錨釘固定。

在較陡邊坡上，沿坡頂線以每米1枚設(shè)置主錨釘，與鐵絲牢固連接。主錨釘采用φ16鋼筋，長300～350 mm（可根據(jù)邊坡實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整），其他錨釘采用“L”型φ6～φ8的鋼筋（土質(zhì)邊坡用木樁加固，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定木樁大小），鋼錨釘長度為150～200 mm。“L”型錨釘按間距50 cm×50 cm設(shè)置。在鋪面網(wǎng)搭接處布置一行，間距1.0 m，在坡面其余位置，每平方米不少于3個“L”型錨釘，呈梅花型布置。對于個別不平順的坡面須增設(shè)“L”型錨釘，確保鋪網(wǎng)貼附坡面。對回填堆積區(qū)的加固采用φ30～φ40，長300～400 mm的木樁或錨釘進(jìn)行加固。釘網(wǎng)大樣如圖1所示。

圖1 釘網(wǎng)大樣圖（單位：cm）

3.5 材料混合及攪拌

材料的混合組成有：巖石綠化料、當(dāng)?shù)赝亮稀⒂袡C(jī)復(fù)合肥、纖維等。

將原料按照一定配比放入攪拌機(jī)拌合均勻，其中有機(jī)復(fù)合肥、纖維加入比例后視采用原料的養(yǎng)分、巖石類型及現(xiàn)場土壤的含水量而調(diào)整。

3.6 噴播基質(zhì)和種子[3]

本工程施工噴播時采用噴播機(jī)，將噴播基材混合物噴到施工坡面上。噴射的角度盡可能從正面進(jìn)行，按照從上到下、從左到右順序操作，盡量避免仰噴，凸凹部要注意不能漏噴，不能留死角。噴播到最后一遍時，將種植土、紙漿或者木纖維、保水劑、黏合劑、草種攪拌均勻后，噴灑到施工坡面上，厚度在10 cm左右。

噴播結(jié)束后，采用高分子聚合物制成的無紡布由上至下覆蓋施工后的坡面，有利于保濕、防沖刷。無紡布密度要求15～18 g/m2。噴射工藝流程圖如圖2所示。

圖2 噴射工藝流程圖

3.7 苗期的養(yǎng)護(hù)管理[4]

工程施工結(jié)束以后對植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在種子從出芽至幼苗的生長期間，應(yīng)該加蓋無紡，30～45 d后開始揭布，在此期間必須澆水養(yǎng)護(hù)，保持土壤濕潤。幼苗期應(yīng)每隔1～3 d的早晨澆一次水（根據(jù)不同的情況，如果在炎熱的夏季可以早晚各澆一次水），澆水時應(yīng)采用水滴霧化的方法進(jìn)行（如果有條件可以安裝霧化噴頭），生長期隨著植物的生長可逐漸減少澆水的次數(shù)，并根據(jù)天氣降水情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在草坪逐漸生長的過程當(dāng)中，根據(jù)情況對草坪適時施加肥料和對草坪進(jìn)行防治病蟲病害，施加肥料時應(yīng)堅持“多次少量”的原則。噴播完一個月以后，對草坪應(yīng)該全面檢查植草生長的情況，對其生長明顯不均勻的位置加以補(bǔ)播。

4 噴播基材技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用效果

4.1 噴播基材技術(shù)特點(diǎn)

a）技術(shù)領(lǐng)先。傳統(tǒng)方法，是對邊坡及臺階面進(jìn)行漿砌防護(hù)、植草處理。這種修復(fù)方法工期長、工程量大，人工痕跡明顯。噴播基材技術(shù)致力于“以自然的方式恢復(fù)自然”，把邊坡修復(fù)上升為恢復(fù)。實(shí)現(xiàn)了噴播基材以灌木為主、鄉(xiāng)土植物優(yōu)先、地貌分級復(fù)制自然、兼顧景觀效應(yīng)的目標(biāo)。通過綠色錨桿、植物多樣性等工作手段，達(dá)到了1～2年免養(yǎng)護(hù)、逐漸恢復(fù)為原貌的技術(shù)水平。

b）見效迅速。噴播基材技術(shù)是根據(jù)整治坡面地質(zhì)情況及風(fēng)向、雨水徑流、植被調(diào)查等情況，先因地制宜制定恢復(fù)方案。在清除地質(zhì)災(zāi)害隱患后，立即進(jìn)行噴播作業(yè)，優(yōu)先采用鄉(xiāng)地物種，重點(diǎn)選擇適宜作為“綠色錨桿”的物種，其根系發(fā)達(dá)，生命力強(qiáng)，像錨桿一樣扎根于巖土中吸取必需的養(yǎng)份。噴播結(jié)束后2～3個月即可見綠，一年后灌木開始生長，植物生態(tài)群落初見成效，1～2年實(shí)現(xiàn)免養(yǎng)護(hù)。噴播作業(yè)基本不受季節(jié)影響，春、夏、秋三季均可施工，工期短，見效迅速。

c）效果明顯。實(shí)施噴播后，隨著時間延展，木本植物根系扎入巖土縫隙，織成龐大的網(wǎng)，促進(jìn)坡體穩(wěn)定的同時，綠化效果明顯，綠化率90%以上（不含景觀裸露），木本植物覆蓋率達(dá)到65%～80%，冬季綠度15%～50%。植物恢復(fù)自然生態(tài)，與山體融為一體。

4.2 噴播基材的應(yīng)用效果

通過“噴播基材技術(shù)”達(dá)到土體穩(wěn)定，恢復(fù)生態(tài)的目標(biāo)。施工一年內(nèi)效果，如圖3、圖4所示。

圖3 兩個月后效果

圖4 8個月后效果

基材噴播3～20 d，草種樹種逐步發(fā)芽，邊坡逐步變綠，30～60 d成坪；植被蓋度不低于60%，施工結(jié)束一年后，邊坡綠化以樹為主，草坪等為輔。三季常綠，冬季半綠。樹高草低，達(dá)到立體綠化效果雛形。基本達(dá)到了生態(tài)恢復(fù)效果，植被蓋度95%（景觀裸露除外）；施工結(jié)束兩年以后，植被蓋度99%以上，無需人工養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語

噴播基材新技術(shù)施工工藝簡單、施工方便、機(jī)械化程度高，生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著。該技術(shù)適用于邊坡比較穩(wěn)定，但坡面比較陡的路堤與路基。噴播基材新技術(shù)相對比較成熟、造價相對較低、效果相對較好，在我國山區(qū)公路上可以得到廣泛應(yīng)用。