椰纖維植被混凝土護坡分析

梁安銘

摘要：首先闡述了椰纖維自身的性能、椰纖維的護坡產品以及應用，分析了常見的椰纖維護坡產品的優缺點，提出了椰纖維植被混凝土護坡的優勢，以及具體的施工工藝流程。對實際護坡工程起到了一定的參考意義。

Abstract： Firstly， the performance of coconut fiber， slope protection products and application of coconut fiber are described， the advantages and disadvantages of common slope protection products of coconut fiber are analyzed， the advantages of concrete slope protection with coconut fiber vegetation， and the specific construction process are proposed. It has a certain reference significance for the actual slope protection project.

關鍵詞：椰纖維;植被混凝土;護坡

Key words： coconut fiber;vegetation concrete;slope protection

中圖分類號：TU528? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）04-0207-03

0? 引言

我國經濟建設正在快速發展，水利、交通等基礎建設也開始蓬勃發展。挖方工程的大量施工也造成了嚴重的生態破壞，引發泥石流、滑坡等地質災害。單純的生物護坡很難恢復到現有水平，需土木工程技術和植被防護相結合的方法。2004年許文年對植被混凝土護坡綠化技術部分問題進行討論[1]。2007年郭紅艷與王百田對美國椰纖維制品在水土保持保持工程中的應用進行了詳細的介紹[2]。同年，李留振，李阿根，葉宏飛和翟保黔闡述椰纖維植被護坡技術在巖石邊坡上的應用[3]。2013年，劉光銳等對椰纖維植被混凝土的保水、植生及強度性能方面進行研究，試驗得出椰纖維植被混凝土是一種良好的植生基材[4]。多年的研究和發展使我國的植被混凝土邊坡防護技術得到了明顯的進步。

1? 椰纖維性能分析及護坡產品

1.1 椰纖維的性能

椰纖維是天然的植物纖維，具有良好的保水涵水特性，且比一般的植物纖維更能抵抗腐蝕。椰纖維的性能體現在兩個方面：一是椰纖維可以增強植被抗蝕的能力，增加土壤的穩定性。二是后期椰纖維的保護作用，可以與植物的根系聯系，減小因沖蝕而造成的破壞，給與植物足夠的生長空間。由此可見將椰纖維添加到混凝土用于邊坡支護的前景。

1.2 椰纖維護坡產品

現有的用于水土保持工程中的椰纖維產品主要有：椰纖維板磚、椰枕、椰棕墊、椰捆、椰毯。

1.2.1 椰纖維磚塊

用于增強土壤層基面積強度，建造土層時可形成高度一致的土層厚度，減少了勞動強度和施工時間。

1.2.2 椰枕

椰枕用于抵抗波浪沖刷，起到固定河堤岸作用，是將椰墊緊裹在一起的管狀物。

1.2.3 椰墊

椰墊是用于因暴雨沖刷而破壞土壤裸露的河道，土壤環境較差的地方恢復植被，也可用于快速綠化地。

1.2.4 椰捆

椰捆是由椰纖維做成疏松的管狀物，和椰枕外貌相似，用于過濾攔截泥沙保護邊坡上的進水口，在工程結束后可自動降解，降低廢物處理的成本。

1.2.5 椰纖維網

椰纖維網用于防止邊坡雨水沖刷、水土流失，且采用椰纖維網代替鐵絲、塑料網的等非環保材料，可減小廢棄物污染問題符合現代設計理念。

1.3 椰纖維護坡產品應用

在目前的護坡產品應用中，較多的是采用椰纖維網，因其施工迅速、工程量小、人工成本低。以江西贛粵高速公路昌泰A10合同段邊坡防護施工和湖南省韶山高速公路防護為例，兩項工程水的穩定性極為不好，當下暴雨、山本身的重量還有在孔隙水壓力的作用時，常常會出現坍塌、滑坡等現象[5]。兩項工程中采用了掛椰纖維網，椰纖維網具有較好的韌性，有吸熱保溫作用。椰纖維網防護技術，植物配置選用草灌結合，與椰纖維網共同作用抵抗水流對坡面的沖刷，椰維網將坡面沙土罩住使其不易流動，鋪設椰纖維網后可有效防止表層的水土流失，而且椰維網因其松散對植物生長更加便易[6]。當植物生長茂盛時，植物的抗沖刷能力是一般草皮的兩倍，椰纖維椰網作為植物椰纖維有著比普通植物纖維高的木質素，因此其腐蝕能力更強。植被根系與椰纖維網結合在一起，起到加筋抗剪作用，有效的提升綠化結構的拉伸能力和抗剪能力。

此外，椰纖維網的吸水保水能力極強，有利于保持土壤保溫，降低了初期、中期和后期的養護成本。相較于常用的鐵絲網，椰纖維網施工便利縮短了時間，便于操作，減少資源消耗和施工成本，不易產生坡面收縮裂縫而客土剝離想象。減少了水土流失，減少了后期養護時對水分要求，提高了工程的質量。椰纖維網5-10年后可以自動降解為有機土壤，提供給植被的養份，沒有毒素和危害。

由于椰纖維網后期養護時，雜草的生長過快會導致植物種子不能發芽以及后期的病蟲害問題。對于這些問題，椰纖維植被混凝土不僅具有椰纖維網的優點也克服了這些缺點。

2? 椰纖維植被混凝土護坡性能

從椰子殼中提取出的纖維，以這種纖維作為腐殖質配制的植被混凝土稱為椰纖維植被混凝土。

椰纖維植被混凝土用于邊坡防護的同時可以對邊坡進行快速綠化，解決了如擋土墻護坡等傳統護坡手段不能綠化邊坡的缺點。該材料對于環境也沒有影響，是國際上公認的綠色材料，其生態效益和經濟效益顯著。我國已應用于在高速公路等工程中。

椰纖維植被混凝土本身保水性能和植生性能良好，且具有較高的強度和抗蝕等特性，具備和普通土壤相似的多孔結構。用于護坡時，椰纖維植被混凝土在早期植被沒成型、根系較弱的情況下，減小雨水對土壤表面的沖蝕，防止水土流失的現象發生;減少了土壤的水分蒸發，增強了土地蘊養水分的能力;減少地面直接暴露于寒冷及炎熱中的時間，從而穩定土壤溫度，兼具保溫保濕的功能;在后期椰纖維的降解過程中能為植被的生長提供部分養分。

3? 椰纖維植被混凝土護坡施工工藝流程

參照植被混凝土施工工藝流程，椰纖維植被混凝土施工的工藝流程為：坡面平整—高強度土工網和錨釘的鋪設安裝—椰纖維植被混凝土基材配置—椰纖維植被混凝土噴植—養護。

3.1 坡面平整

將對坡面的障礙物都清除干凈，其中有：植被結合部、雜草、碎石、枯枝落葉和松軟的土層、凹凸不平的坡面都清理干凈。

①植被結合部清理。

將坡面開口以上原始邊坡的接觸面進行清理，鏟除原始邊坡上的植物枝干，對地下根系不必進行挖除。

②雜草、碎石、枯枝落葉和松軟的土層清理。

③凹凸不平坡面的清理。

對存在危巖的凸出易脫落部位，對其施行擊落，為使施工方便，可采用機械施工。對凹出部位可以采用電錘沿坡面鉆孔，隨后使用錘子將其擊落，對于凹進的地段應想辦法對其填補，可使用風鎬將需要進行填補的凹處部位鑿出麻面，其深度按規定不得小于1cm，然后使用高壓風或者高壓水將麻面沖洗使其干凈不含雜物，最后使用M7.5砂漿將麻面填平。

3.2 高強度土工網和錨釘的鋪設與安裝

使用電錘對坡面進行垂直鉆孔，然后擊入錨釘。坡面按錨桿間距1m，錨桿使用Φ16和Φ14螺紋鋼，Φ16為主錨桿Φ14為鋪錨桿。當成孔檢查合格后，安裝錨干，孔內注漿進行錨固，坡頂設置長度為30cm的壓頂桿。

按設計的入巖深度、間距、錨桿規格讓其垂直于坡面配置好錨桿后，鋪設CE131土工網，其中網目的大小為27×27mm。網片從植被結合部頂由上至下鋪設，其中加筋網的鋪設要張緊，網間大小需進行10cm的搭接長度。網片和錨桿之間采用鋼墊板、壓板螺母連接錨固，使其網面距坡面保持8cm的距離，否則用墊塊支撐。對于掩體結構穩定的邊坡、已做拱架的陡坡或坡度較小（>1：1）可不掛網[7]。

3.3 椰纖維植被混凝土基材配置

椰纖維植被混凝土基材：過2mm篩的沙壤土，對沙壤土進行烘干使其含水率不超過20%;水泥采用P42.5普通硅酸鹽水泥;有機質采用由椰殼中提取出的纖維制作而成的椰土，因椰纖維具有的性能使配置出來的椰纖維混凝土抗破壞能力強、保水和植生性能好，且不會對其的含水率造成影響;植被混凝土綠化添加劑（A-B菌）;由這些材料混合組成。

3.4 椰纖維植被混凝土噴植

當完成坡面平整，錨釘和的高強度土工網鋪設與安裝，完成椰纖維植被混凝土配置后，進行椰纖維植被混凝土基材噴植的施工。一般使用混凝土噴射機對表層和基層分別進行噴植。順序從坡面由上往下進行噴護，先基層后表層，每次噴護單寬4-6m，高度3-5m。

噴播由大于12立方的空壓機送風，采用干式噴漿法施工。

基層噴織噴植的方法：在將水泥砂漿噴射在巖面上之前再次檢查坡面，清除坡面還殘留的雜物，盡可能使坡面平整，當確認清洗干凈后用水對坡面進行噴淋，以促使基面與噴射植被混凝土的基材連接緊密，而后開始試噴試驗，先調整植被混凝土的水灰比，再進行噴漿施工，噴護基層時基層厚度為8cm[8]。噴射作業開始時，按照順序先送風—后開機—再給料，當噴射結束時應待設備噴射料噴完后，再關風。

控制措施：噴射基層不需分層噴植，可將混凝土一次噴至設計厚度8cm。噴射過程中，噴嘴距坡面的控制范圍在0.6m至1.2m之間，噴嘴垂直于坡面，最大傾斜角度為10°，噴漿過程中的噴射頭輸出壓力為0.1MPa噴射時先噴凹陷部分，再噴凸出部分，噴射移動可采用螺旋形或S形移動前進，采用自上而下的方法進行[9]。

表層噴植的方法：基層噴植施工結束8小時內進行表層的噴護，表層噴護之前應在坡面上噴一次透水，保證基層和表層的粘結，表層的噴護厚度為2cm，噴護控制時間在3-4小時內。噴播應近距離實施，以保證草籽播撒的均勻性，噴播同基層方式自上而下的進行，單塊寬度按5-7m進行控制。

3.5 養護

在噴播完成后要按照規定時間內養護，養護施工根據天氣的變化隨時進行，在基材表面覆蓋稻草，無紡布，遮蔭網等對混凝土進行保溫保濕以及雨水的沖刷，按照設計要求對噴植的部位進行澆水養護。

4? 結語

椰纖維作為椰工業的副產品，椰纖維材料比普通材料有著更好的保溫保水能力，其強度和柔韌性在自然界纖維中也是較好的。椰纖維植被混凝土與普通混凝土相比特性更加突出，對于護坡工程來說，椰纖維植被混凝土符合當今綠色發展，無污染，環保的要求，椰纖維植被混凝土發展前景很大。

參考文獻：

[1]許文年，葉建軍，周明濤.植被混凝土護坡綠化技術若干問題探討[J].災害與防治工程，2004（01）：11-17.

[2]郭紅艷，王百田.椰纖維制品在水土保持工程中的應用[J].水土保持應用技術，2007（01）：34-37.

[3]李留振，李阿根，葉宏飛，翟保黔.椰纖維植被護坡技術在巖石邊坡上的應用[J].林業建設，2007（06）：29-31.

[4]劉光銳，龔明子，劉君秀，陳茜，蘇藝凡.椰纖維植被混凝土性能研究[J].商品混凝土，2013（11）：30-32.

[5]王玲.椰纖維網路塹邊坡生態防護技術在湖南省韶山高速公路防護中的應用[A].中國水土保持學會工程綠化專業委員會、交通部公路科學研究院、北京林業大學.全國公路生態綠化理論與技術研討會論文集[C].中國水土保持學會工程綠化專業委員會、交通部公路科學研究院、北京林業大學：中國水土保持學會，2009：5.

[6]張良榮.椰纖維植被護坡技術在石質邊坡防護中的應用[J].公路，2016，61（07）：280-283.

[7]范鵬飛.高速公路邊坡防護[J].科學之友（學術版），2005（02）：33-35.

[8]黃橋連，周宏云.山區高速公路巖質邊坡生態恢復新技術[J].交通科技，2013（02）：77-79，93.

[9]劉前來.高速公路巖質邊坡生態恢復新技術的設計與應用[J].門窗，2012（12）：306-307.