高速公路邊坡三聯(lián)生態(tài)防護建植技術研究與應用

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開發(fā)有限公司 2.中潤祥實業(yè)發(fā)展有限公司

1 引言

隨著人們綠色環(huán)保意識不斷提高，三聯(lián)生態(tài)防護植建技術作為一項新技術在高速公路的建設中得到應用。同傳統(tǒng)防護技術不同，三聯(lián)生態(tài)防護植建技術在滿足高速公路工程建設標準的基礎上結合植被特點，在有效防護工程建設的同時，做好環(huán)境保護工作。在生活質量不斷提高、環(huán)境保護的重視程度不斷加深的今天，對高速公路邊坡建設實施三聯(lián)生態(tài)化防護建植建設尤為重要。

2 三聯(lián)生態(tài)防護建植技術概述

2.1 技術定義

三聯(lián)生態(tài)防護建植技術主要是指邊坡施工中，物理、抗蝕、植被修復三項防護措施的聯(lián)合應用，實現(xiàn)了安全防護與生態(tài)修復的有機融合。其中物理防護措施為鍍鋅金屬網(wǎng)與錨桿的聯(lián)合使用進行防護；抗蝕防護措施為合理配比專用黏結材料與纖維進行防護；生態(tài)修復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行防護。

2.2 防護機理

三聯(lián)生態(tài)防護建植技術聯(lián)合運用工程措施和生物群落來防護坡面。該項技術主要包括鍍鋅金屬網(wǎng)結合錨桿、合理配比專用的黏結材料和纖維、生態(tài)植被等三種防護方式。其中植被防護是關鍵、核心技術，利用土壤的生態(tài)環(huán)境、養(yǎng)分循環(huán)等系統(tǒng)的重新構建，達到邊坡生態(tài)功能及結構修復的目的，實現(xiàn)邊坡防護的自主循環(huán)、自我優(yōu)化。

2.3 核心技術

生態(tài)修復技術3S-OER，其中“3S”特指植被群落、土壤生態(tài)環(huán)境、物質循環(huán)等三個系統(tǒng)。其核心產(chǎn)品具有生態(tài)修復功能的群落調節(jié)劑、土壤修復劑及循環(huán)物質劑等。

2.4 防護實施

2.4.1 物理防護

參考高速公路地質勘測的報告及現(xiàn)場勘測的結果，計算錨固參數(shù)，運用力學進行計算分析，然后將主錨桿與輔錨桿的規(guī)格和分布狀況制定出來。按照計算的結果，結合坡面的地質，選擇最佳錨固形式，其中包括選擇型號規(guī)格不同的三維網(wǎng)。

2.4.2 抗蝕防護

防護實施過程中，加入黏結材料和纖維，促進基材抵御雨蝕、風蝕能力的提高。也可結合實際狀況，選擇使用輔助材料，比如巢式結構等。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，強降雨環(huán)境下，對各種黏結材料、纖維、滲透劑、保水劑等基材進行對比，提高配比基材的抗沖刷能力和理化生的性質。

2.4.3 植被防護

植被生態(tài)防護技術是將具有生態(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行邊坡防護的措施。高速公路實施三聯(lián)生態(tài)的防護措施實施中，應當根據(jù)防護工程所處位置的氣候、地理、地質等條件，實施修復設計、菌劑配制、實驗驗證、參數(shù)控制、工程驗收的工程及工序，如果施工工序比較復雜，且技術含量較高，則花費較長的時間做好前期工作，周期通常為三個月。

2.5 技術指標

三聯(lián)生態(tài)邊坡防護建植穩(wěn)定性需要滿足相關規(guī)范要求，>1.04 安全系數(shù)；重建土壤生境、植被群落、營養(yǎng)物質的循環(huán)等系統(tǒng)；由第三方對坡面的抗沖刷性能進行檢測，出具檢測報告；用3S-0ER 技術針對三個系統(tǒng)進行植被修復，構建自行演替、自行循環(huán)、自主維護一體化的維護體系。

3 應用分析

某高速公路三聯(lián)生態(tài)防護工程，施工場地地質為土石，邊坡高24m，坡度范圍40°～60°，坡面穩(wěn)定性較好，坡面沒有植被覆蓋，在降雨的影響下，坡面沖蝕現(xiàn)象嚴重，植被生長難度大。為了做好邊坡生態(tài)防護工作，提高防護質量，2015年4月實施三聯(lián)生態(tài)防護建植技術。

3.1 物理防護

3.1.1 準備工作

通過實地考察施工現(xiàn)場的具體情況實施三聯(lián)生態(tài)邊坡技術，路塹平均10.5m的開挖深度，開挖施工分兩級進行，該路段地質為粉土、腐殖土、全風化的砂巖，按照1:1.75的設計要求開挖放坡，開挖工具為挖掘機，運輸工具為自卸車。

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，利用人工方式對邊坡坡面實施清理。為了抑制草木生長，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)，結合坡面干濕程度，適當對坡面灑水。

3.1.3 掛網(wǎng)工作

沿著坡面用三維網(wǎng)由上向下進行鋪設，然后進行整平，用U型釘沿著坡面交錯固定網(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)通過填土埋設進行固定，對于兩級邊坡的平臺位置的三維網(wǎng)，就地實施現(xiàn)澆。第一幅與第二幅的三維網(wǎng)連接位置應當有100mm的重疊，特殊情況下，三維網(wǎng)應當保持≥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；施工過程中，沿著網(wǎng)孔的上邊緣將錨桿垂直釘?shù)竭吰聝?，為了避免三維網(wǎng)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，彎頭應當向上。

3.2 抗蝕防護

加入可降解、木質以及黏結性的材料，增強基材抵御風雨侵蝕的功能，結合實際需求，采用巢型結構作為輔助材料。結合不同的氣候條件、區(qū)域環(huán)境，采用不同的配比基材的方案。本案例針對當?shù)貐^(qū)域特點，通過對比保水劑、黏結劑、滲水劑、菌劑以及纖維等配比，所配置的基材具有較強的抗沖刷性能和較好的性質。

3.3 生態(tài)防護

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)篩的篩孔應當小于三維網(wǎng)網(wǎng)孔。由上至下實施首次用回填土進行回填，拍實，回填材料禁止使用濕土；為了讓回填土能夠自然下沉，避免土壤內部有“空鼓”出現(xiàn)，因此首次回填完成后，用水澆透；然后進行二次填筑，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”，然后用泥漿泵進行第三次噴漿填筑，密實度大大增加。

3.3.2 草種種植

結合工程現(xiàn)場的具體狀況，經(jīng)過多次現(xiàn)場考察，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，用液壓噴灑機在坡面均勻噴灑。噴灑完成后，用無紡布進行覆蓋，并用U型釘將無紡布固定。

3.3.3 管理養(yǎng)護

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

3.4 效果分析

經(jīng)過三年的實踐發(fā)展，三聯(lián)生態(tài)坡面防護建植技術的實施，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，植物根系在土壤內產(chǎn)生的穿插作用使明土壤的密實度明顯降低，邊坡的穩(wěn)定性增強。坡面修復后同周邊環(huán)境保持良好的協(xié)調性，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，該項技術在高速公路邊坡防護中的應用取得了極大成功，該項技術在相關地區(qū)值得應用推廣。

4 結束語

根據(jù)現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境建設的實際需求，結合工程設計，保護高速公路沿線環(huán)境，減少地下及地表水污染，有效保護邊坡植被，促進高速公路綠色發(fā)展步伐，是實施三聯(lián)生態(tài)防護建植技術的最終目的。該項技術有著旺盛市場需求，技術的優(yōu)越性強，具有良好的協(xié)調生態(tài)景觀功能，實用范圍廣，社會效益和經(jīng)濟效益明顯?！?S-OER”技術在三聯(lián)生態(tài)防護建植技術中應用，為該項技術在高寒融凍區(qū)域高速公路邊坡防護中發(fā)揮應有作用提供保障，降低植被破壞的程度，減小后期養(yǎng)護的工作強度。