葉宇
(中鐵上海設計院集團有限公司長沙設計院,長沙410000)
以往的邊坡防護主要采用骨架防護、護面墻、錨噴結合的方法,雖然能起到邊坡防護的作用,但圬工防護存在景觀效果差,與周邊環境不協調的問題。環保意識的提高要求人們在防護設計時注重環保,對邊坡進行植綠設計。圬工與植綠結合的防護或純粹的綠化防護已成為邊坡防護重要的研究對象。
植生袋采用遮陽網與無紡布結合編制,透水、透氣、抗紫外線,通過連接扣件錯縫堆疊固定在邊坡上,構成三維植生護坡系統。邊坡在坡頂荷載、坡體靜水壓力產生的水平剪切力的作用下容易失穩,該系統主要通過2 種方式減小水平剪切力:(1)連接扣件的刺尖,插入邊坡中能承受一部分水平剪切力;(2)坡體內部自由水能從植生袋滲流出邊坡,使坡體靜水壓力大大減少[1,2]。
三維植生護坡系統經過養護,植物根系能夠穿透植生袋深入邊坡土體中,達到長久固坡的作用,同時,植被的生長能恢復邊坡的綠化,該系統以坡面綠化覆蓋率作為評價標準,根據經驗,35%的覆蓋率能承受小雨的沖刷,85%的覆蓋率能承受暴雨沖刷[3,4]。
利用土工合成材料制作而成的三維網在坡面建造一個植被生長的基體,植被在基體上扎根生長的同時起到邊坡防護目的,這是三維植被網護坡技術的原理[5]。該技術主要通過2 種方式起到護坡的目的:(1)坡面植被能減小沖刷能量和徑流速度,防止邊坡淺表層直接受雨水沖刷導致水土流失;(2)植物根系與三維網交織在一起,起到加筋的作用,提高了三維網的抗拉和抗剪強度,增加了邊坡板體結構性能,限制了邊坡的淺表層滑動和隆起[6]。
TBS 厚層植被基材綠化技術采用噴射設備將含有植物種子的有機種植基材噴射到道路邊坡上,通過植物生長,使邊坡在短期內恢復綠化的生態防護技術。該技術的作用機理是鋪設鍍鋅鐵絲網,采用噴射設備將攪拌后的植被綠化基材噴射到邊坡上,形成一定厚度的基質層,并覆蓋無紡布防水保墑,經過養護,植被生長形成一定強度的綠化防護層,達到防護與綠化效果[7~9]。
基材應具備一定抗沖刷性能,在植被成形前不被雨水沖失,具有適宜植物生長的團粒結構土壤,采用有機肥、無機肥配合使用,為坡面植被成形提供足夠養分。基材主要由種植土、腐殖質、速效肥、長效肥、保水劑、添加劑和黏結劑等組成,具體的用量如表1 所示。

表1 基材配合比用量kg
該技術主要控制指標有:錨桿抗撥力、網片搭接寬度、基材噴射厚度等,具體控制指標如表2 所示。

表2 質量控制指標
該技術主要適用于土質邊坡和強風化的軟巖質邊坡,具有固坡與復綠速度快,施工工藝簡單,造價較低,基材具有一定抗侵蝕性能的優點,在邊坡防護與生態保護方面效果顯著。
CBS 植被混凝土邊坡綠化技術是采用混凝土與植綠種子配合,對巖石邊坡進行防護和綠化的一種新技術。該技術的作用機理、施工工藝與TBS 類似,但因采用水泥為黏結劑,增強了護坡強度和抗沖刷能力,不但適用于土質邊坡,也適用于陡峭的硬質巖石邊坡。根據邊坡所處地理位置、坡率、巖土性質等因素確定植被混凝土的配合比是該技術的核心。植被混凝土通常分2 層進行噴射。
種植土:一般選擇最大含砂量不超過5%,顆粒最大粒徑不大于8mm 的地表土壤。
水泥:應采用不低于32.5 號的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。
有機質:一般采用經發酵處理的植物纖維的粉碎物,如酒糟、醋渣、麥稈、稻草等。
綠化添加劑(A-B 菌):起到調節綠化基材pH、中和水泥堿性、降低水化熱、加速基材的活化、提供土壤微生物和有機菌、增加基材肥力、確保植物生長的需求的作用。
CBS 植被混凝土的施工工藝與TBS 類似,完成坡面整理,鐵絲網、錨桿鋪設安裝后,即可進行綠化基材噴植。
植被混凝土的主要檢驗指標有:物理性能、力學性能、淺層防護性能、植物覆蓋率。
物理性能:容重14~15kN/m3,孔隙率30%~45%;抗濕變、抗光照性能穩定。
力學性能:7d 試驗強度達0.3MPa,28d 達0.45MPa。
淺層防護功能:能抵抗太陽暴曬、溫度變化,不產生龜裂,能抵抗120mm/h 暴雨沖刷。
植物覆蓋率:邊坡覆蓋率95%,植被混凝土肥力滿足多年生長的需要[10]。
本文在分析總結國內外道路邊坡快速復綠幾種常用技術方法的基礎上,提出了對應的綠化效果評價標準,主要用于指導設計和施工。目前已設計施工的工程實例表明這幾種方法可滿足道路邊坡快速復綠的實際需要,達到良好的固坡、穩坡、防止水土流失、改善邊坡綠化效果的目的。