客土噴播技術對花崗巖地區邊坡防護的運用

尹華東，蔚 彪，蘇 波，張玉群，譚文慧

（湖南科技大學 資源環境與安全工程學院，湖南 湘潭 411201）

引言

近年來，由于我國經濟建設的發展，不可避免地形成各種人為開挖的邊坡，而對于一些對環境要求比較嚴格的建設工程，如何保證邊坡支護完成后與周邊環境相協調，成為邊坡支護設計的重點。目前在邊坡綠化方面，由于客土噴播技術綠化效果好，施工進程快[1-2]，已經有較為重大的應用，積累了豐富的經驗。李永強等[3]結合工程實例具體探討了邊坡綠化和客土噴播施工工藝，對該施工技術進行了完善。李文[4]通過運用客土噴播技術，即改善了公路邊坡的質量，又提高了周邊水土環境的質量。張敏[5]針對某山區高速公路邊坡，對客土噴播技術的應用進行了分析，提出了相關的施工工藝和方法。李國保等[6]將客土噴播技術運用于水庫壩肩石質邊坡的綠化中，豐富了客土噴播技術的施工工藝和方法。彭禧柱等[7]分析了客土噴播技術在高陡邊坡復綠中的優缺點，提出了未來高陡邊坡的綠化創新方向。王瑞春等[8]提出了一種主動防護客土噴播技術，有效地改善了巖質邊坡的景觀環境。在上述研究中客土噴播技術的應用非常廣泛，但是在花崗巖地區的邊坡綠化中客土噴播技術的運用較少，本文以衡陽市南岳禹王公園邊坡為工程背景，探討了客土噴播技術在花崗巖地區邊坡中的運用，進一步豐富了客土噴播技術的適用范圍。

1 工程概況

南岳禹王公園邊坡場地位于衡陽市南岳區，邊坡為場地建設開挖山體而形成，邊坡總長約152m，邊坡高度10.95-16.5m。在開挖山體過程中，嚴重破壞了原有的植被環境。為減少水土流失并保證邊坡支護后與公園周邊環境相協調，設計采用客土噴播技術對邊坡進行綠化處理。

1.1 邊坡場地巖土工程條件

邊坡所在區域的地層主要為砂質粘性土、全風化花崗巖和強風化花崗巖。各巖土體的主要特征描述如下：

（1）砂質粘性土（Q4el）：即花崗巖殘積土。褐黃色、褐紅色，硬塑狀態，成分主要由長石風化的粘、粉粒、石英顆粒及少量云母碎屑組成，遇水浸泡即崩解成砂狀，無搖震反應，無光澤，干強度中等，韌性中等。

（2）全風化花崗巖（r）：黃褐色、灰褐色，中粗粒結構，原巖組織結構已基本破壞，僅保持原巖外觀及基本成分，長石、云母等礦物基本風化成土狀，巖芯呈砂土狀，略具殘余結構強度。

（3）強風化花崗巖（r）：灰褐-褐黃、褐黑色，粗粒結構，塊狀構造，巖質軟，其碎塊用手可捏斷，十字鎬難掘進。節理裂隙極發育，風化程度往底部呈減弱趨勢，巖芯大都呈碎塊狀，少許呈碎石塊夾砂土狀，遇水易軟化、崩解。

1.2 邊坡場地地下水

場地地下水僅為基巖裂隙水，基巖裂隙水賦存于下伏基巖裂隙中，主要為大氣降水和側向補給，徑流速度慢，含水量微弱。受區域地形地貌控制，地下水總體向低洼處排泄。

2 邊坡支護方案

邊坡采用放坡+格梁骨架支護+格構錨固支護+坡面生態綠化+生態磚壓腳的支護方案，分兩級支護。第一級設計坡比為1：1.3，坡面設固定釘進行固定，固定釘豎向間距2.0m，橫向間距2.0m，固定釘間以斜向格梁相連，格梁尺寸為300×300mm；第二級邊坡高2.83-5.6m，坡比為1：0.9，坡面設三排錨桿，錨桿豎向間距1.5m，橫向間距1.5m，錨桿間以格梁正交相連，格梁尺寸為300×300mm，并在格梁頂部設置300×300mm壓頂梁，在格梁底設500×500mm砼條基，格梁間放置土工格室，坡面生態綠化。在坡腳設置高1m的生態磚壓腳，在擋墻頂設景觀綠化。格梁護坡綠化正面圖見圖1。

圖1 格梁護坡綠化正面圖

3 客土噴播技術

對于客土噴播技術而言，其原理就是把配制完成的綠化基材通過噴射系統噴射到邊坡坡面。采用這種方法可以提供一個植被生長的優良環境，使植被得到充分的成長，進而發揮固定和防護邊坡的作用。且該技術還是與巖石工程力學、土力學和環境生態學等學科相關聯的綜合環保技術。

3.1 客土噴播技術的優點

（1）其明顯的優勢在于可對邊坡進行全面的植被覆蓋，可以有效控制雨水沖刷坡面導致的水土流失問題。此外在植物作用基礎上，對土體的抗剪強度提高也是有利的，能進一步提高邊坡的穩定性。

（2）客土噴播技術以土壤結構作為突破點，將播種、施肥、覆蓋在一次操作中完成，極大地縮短了植被建植的工藝流程，節省了大量人力和物力。

（3）采用客土噴播機設備，可以把配制好的基材直接噴播到邊坡上，解決了高邊坡、尤其是陡峭高邊坡植被建植的難題。這一點是人工播種或常規播種都無法比擬的，在工程上具有重要的意義。

（4）回填改良土中配有一定比例的粘合劑，可以使噴播的種子穩固在邊坡的表面，不至于被雨水沖掉，這就解決了常規手工播種和一般播種機在坡面上難以有效播種的困難。

（5）回填改良土中配有適量的保水劑，可以保證植物在坡面上前期生長和發育的需要。

（6）與常規播種方法相比，噴播后形成的草皮質地更加均勻致密，能夠更有效地保護邊坡的穩定性，防止水土流失。

3.2 客土噴播技術施工

坡面綠化工程采用100mm厚客土噴播綠化，客土噴播綠化采用網孔50mm，長寬4m×50m的雙向拉伸塑料土工格柵，規格為35mm×35mm×3mm的鍍鋅鋼絲網，規格為200mm×200mm×8mm的粗格鍍鋅鋼絲網和規格為300mm×400mm×400mm的土工格室。

（1）在格梁間鋪設土工格室時，先用U型釘進行固定，U型釘必須進行除銹、涂防銹瀝青處理。

（2）回填改良土宜采用粘土，建議添加有機肥5%、保水劑0.8‰、粘合劑0.8～1.2‰，改良土可以根據需要適當調整，但應具有一定的防滲透能力并滿足沖刷穩定的要求，回填后土體重度不宜小于16kN/m3。

（3）土工格室回填后在其上鋪設鍍鋅鋼絲網并用鐵絲固定在U形釘頂端。

（4）草籽采用噴播的方式與土層噴射于坡面，噴射厚度100mm，草種土質適應性應在噴播前進行同條件培育實驗。

（5）客土噴播施工所噴播植草混合料中植生土、土壤穩定劑、水泥、肥料、混合草籽和水等的配合比根據邊坡坡率、地質情況和當地氣候條件確定，混合草籽用量每1000m2不宜少于25kg。

（6）鋪、種植被后，應適時進行灑水、施肥等養護管理，植物成活率應達到95%以上；養護用水不應含油、酸、堿、鹽等有礙草木生長的成分。

（7）具體植被參考當地實際情況后，采用金森女貞和紅葉石楠兩種當地容易存活的植被。

（8）灌溉系統可根據需要調整灌溉噴頭數量，灌溉水管可預埋在格梁下，灌溉水管可選用外徑90mm，厚7.1mm的PPR管。

3.3 養護

邊坡客土噴播后及時采用無紡布遮蓋坡面，以避免雨水沖刷坡面和種子。同時無紡布還起到保溫和保水的作用，有利于草種的成長，無紡布遮蓋后采用“U”型釘進行固定。草種發芽及幼苗期，應根據天氣狀況適時噴水養護，以保證坡面在草種出苗前以及幼苗生長階段始終濕潤。噴水養護時必須采取霧噴的方式，以防止水量過大沖刷破壞掉客土和草籽。

圖2 應用效果前后對比圖

噴播結束后20-30d，對坡面植被進行檢查，如發現損壞嚴重及生長不理想的部位，需要適時補種或補噴同規格、同品種的植被。在植被生長過程中，做好適當的施肥以及防治病蟲害工作。病蟲害防治應以預防為主，出苗后隨時觀察有無病蟲害，一經發現及時噴灑農藥。

3.4 應用效果評價

該邊坡綠化工程于2018年5月完工，至2019年9月，經過15個月的時間，從現場植被生長情況看，邊坡綠化效果良好，沒有出現水土流失現象，且土工格柵和鍍鋅鋼絲網均未出現銹蝕，設計基本達到要求，各方參建單位均表示認可。而且通過邊坡綠化，防止了邊坡區域生態系統退化，保護了地質環境，美化、改善了邊坡所在區域自然環境，邊坡綠化工程完成后可更好地與公園環境相協調，有利于當地生態環境的恢復，為當地新城鎮建設提供綠色保障。應用效果前后對比照片見圖2。

4 結束語

此次邊坡綠化工程進一步優化了客土噴播技術，采用土工格柵和不同規格的鍍鋅鋼絲網可以對邊坡起到固土的作用，而采用在格梁間設置土工格室并回填改良土可以保障植被成長所需的土壤。該技術適宜于花崗巖地區邊坡的綠化，而且綠化效果理想，植被覆蓋率高達98%以上。本次花崗巖地區邊坡綠化工程的成功實踐，為以后類似的客土噴播綠化工程積累了寶貴的經驗。