邊坡植被混凝土抗沖刷生態修復技術

中交一航局總承包工程分公司 天津 300000

針對傳統的掛網客土噴播技術不能持久穩定在土質較差及坡度較大的邊坡上，且在綠化植物生長前期容易被雨水沖刷，造成二次返工的問題。我項目引進植被混凝土生態邊坡修復技術，對工程中存在的砂性土質邊坡進行邊坡綠化施工，且效果顯著。文章結合現場實際施工介紹了邊坡植被混凝土生態修復技術施工工藝，并結合本項目實際說明該項工藝的特點的優勢，為后續類似工程施工提供借鑒。

1 工程概況

廣東玉湛高速公路四-1 工區由兩個設計段落組成，其中設計一標起終點樁號為K20+000-K33+165，設計二標起終點樁號為K32+687.967-K37+140，項目起點位于廉江市石嶺鎮，線路向南，經石墩下、龍飛、雙嶂、白排、石灘、秋風江、鳳寨、合利塘，在沙境坡與省道S287 交叉，于鹿鳴跨鳳寨穿越吉水鎮，進入新民鎮，路線全長17.5Km。沿線經過的行政區依次為石嶺鎮、吉水鎮、新民鎮，共3 個鎮。

2 工程難點分析及擬采用的措施

2.1 邊坡土質條件差，與噴播土結合較弱

廣東玉湛高速公路四-1 工區K20+000-K23+367.84 段填挖方邊坡多為砂性土，且砂性土內夾雜較大球狀風化體（孤石），挖方段開挖和刷坡施工難度大且易沖刷；且難以適應生態復綠要求。該土質類型含砂量多、顆粒粗糙、滲水速度快、保水性差且不易于噴播土進行結合、易剝落。采用傳統客土噴播植草容易被雨水沖刷，造成坡面及綠化破壞，需進行二次返工處理。對此，植被混凝土中種植土與水泥進行摻和，增加了噴播土的粘附性，利用移動式螺桿空氣壓縮機、高壓水槍及混凝土噴漿機相結合，將植被混凝土與水高速混合噴射至坡面上，增加了噴播土的吸附性，可以有效與砂質邊坡牢固結合，保證噴播土不會剝離脫落。

圖1 廣東玉湛高速四-1 工區植被混凝土噴薄

2.2 廣東地區雨水較多，對邊坡沖刷較為嚴重

廣東地區從4 月份進入雨季，期間降雨頻繁且雨量較大，對現有成面邊坡及已綠化完成邊坡沖刷性強。容易在邊坡處出現沖刷溝壑，對邊坡綠化造成一定施工難度，且對已綠化邊坡造成毀壞。對此，采用高壓、送風的噴播方式，可以有效填充溝壑，保證噴播飽滿；同時植被混凝土中水泥與水結合發揮了強度作用，形成半剛性結構，植被混凝土吸附至坡面上之后4 小時后即具備一定強度，24 小時即可達到0.6Mpa。對抗雨水沖刷具有較大的能力[1]。

圖2 廣東玉湛高速四-1 工區被雨水沖刷的砂性土坡面

3 植被混凝土簡介

植被混凝土抗沖刷生態修復技術適用于土質較差不易于傳統客土噴播結合的土質邊坡、高陡巖石坡面治理、礦山采石場生態修復、山體植被重建及河道護岸、庫區消落帶等水利水電邊坡修復工程。植被混凝土屬于“植物護坡”范圍內的一種，但相較于傳統的植物護坡具有抗沖刷性強、適應性廣的特點?！爸参镒o坡”是指用活的植物，單獨用植物或植物與土木工程和非生命植物材上料結合，以減輕坡面的不穩定性和侵蝕。植被混凝土結合了傳統的圬工結構和植被特性的護坡結構，以水泥為粘結劑、加上植被混凝土綠化添加劑、有機物料，并由種植土、植物種子、有機物料、有機肥、復合肥、水等組成噴射混合料進行護坡綠化技術。該技術機械化程度高，且護坡完成后具有一定強度，抗沖刷能力強，適用于土質較差及陡峭的巖石邊坡。

4 植被混凝土生態修復施工工藝、方法

圖3 植被混凝土生態修復工藝

4.1 施工準備

（1）施工機械準備。強制性篩土機1 臺、滾筒式拌和機1 臺、PZ-6 型混凝土噴漿機1 臺、HG550M-13 移動式螺桿空氣壓縮機1 臺、小型裝載機1 臺、灑水車1 臺。

（2）施工人員準備。植被混凝土拌料人員2 人、強制性篩土機操作手1 人、滾筒式拌和機操作手1 人、混凝土噴漿機操作手4人（2 人噴漿、2 人上料）、裝載車司機1 人、灑水車司機1 人。

（3）施工原材準備。a 植被混凝土AB 菌活化添加劑：專門研究機構配置。b 種植土：優先選擇沙壤土和種植土，含砂率20%以內，翻曬晾干，含水率15%以內。c 水泥：采用普通硅酸鹽水泥；d 有機物料：包含椰糠、谷殼等物質；e 有機肥、復合肥等。

圖4 植被混凝土原材

圖5 種植土原材

4.2 坡面清理

在施工前需將坡面危石、浮渣及大粒徑填料進行處理，交驗后的坡面，人工再次細致整平，清除所有可能引起鍍鋅鐵絲網在坡面頂起的阻礙物，被雨水侵蝕嚴重的進行植生袋填充、漿砌片石填充或者進行混凝土填筑。

圖6 沖毀的坡面修補

4.3 測量放線

邊坡整型完畢后對邊坡高程、坡度及平整度進行復核驗收，待監理工程師同意后進行下一步工序施工。

4.4 掛網錨固

邊坡掛網采用14#（2mm）鍍鋅勾花鐵絲網、網孔尺寸為6cm×6cm，網間搭接20cm，網掛至坡頂以上1m 處。用C16 螺紋鋼制作抗滑錨桿，長60-100cm。按緩坡間距2m×4m、陡坡間距2m×2m 錨固，第一排錨桿安裝在坡頂平臺上，坡面凹凸起伏大的地貌點需增加錨桿，錨桿外露10cm。防止植被混凝土整體（或大塊）從坡面滑落。用A8 圓鋼制作限位錨釘，長25cm，間距0.5m×0.5m 錨固，錨釘外露10cm。距坡面4-6cm 處與錨釘綁扎，綁扎后將錨釘向上彎折。嚴格控制鐵絲網到坡面的間距，確保植被混凝土施工后鐵絲網包過濾達到90%。

圖7 邊坡坡面掛網

4.5 土壤選擇性加工

優先選用沙壤土和種植土，含砂率20%以內，翻曬晾干，含水率15%以內，是用強制性篩土機粉碎后過篩后備用，篩網尺寸不超過20mm×20mm。現場儲備的原料土和過篩后的土料應及時覆蓋，有條件的情況下設置儲料棚，避免露天存放[2]。

圖8 種植土粉碎篩分

4.6 植被混凝土拌和

使用滾筒式攪拌機進行物料拌和，依次按照給定配比加入土料、有機物料、活化添加劑、有機料、復合肥、專用物料、植物種子（面層），攪拌3-5 分鐘。待攪拌均勻后用裝載機運至混凝土噴漿機內。

各類物料、添加劑的配置應使用定量容器（如鐵桶），誤差不能超過0.5kg。植物種子應提前混合好一個工班的用量，計算每罐的分配量，使用量筒添加。

植被混凝土基層與面層配比不一，為了避免混淆和施工失誤，每0.5 工班先拌和好足夠數量的面層物料，單獨存放，然后再進行基層物料的拌和。

圖9 植被混凝土拌和

4.7 噴播植草

為提高組合設備的功效，應合理安排攪拌機、空壓機、干噴機及噴植點之間的距離。

在噴植前，先用土壤修復沖刷較為嚴重的坡面坑洼處，然后用高壓水槍沖洗、潤濕巖質坡面，再進行噴植。植被混凝土噴植厚度平均為10cm，共分為兩層，基層和面層，基層厚度8cm，面層厚度2cm，面層中含有草種。噴植時噴管頭與坡面垂直，且與坡面距離不超過2m。

緩坡噴植在完成一定面積后，在集中噴面層，噴之前也需用高壓水槍潤濕基層。如遇到高陡邊坡噴植，需使用升降平臺，升降平臺利用5kw 以上卷揚機牽引，專人負責操作，平臺上作業的噴槍手須另行佩戴安全繩[3]。

圖10 植被混凝土基層噴植

4.8 坡面養護

當整體坡度小于70 度時采用無紡布覆蓋，保墑、防曬；整體坡度大于70 度時，無紡布對水分阻隔效應明顯，用采用遮陽網進行覆蓋養護；低溫季節用草毯覆蓋；凹凸起伏過大的坡面，適合采用遮陽網或草毯進行覆蓋。在覆蓋完畢之后，視保水情況定期用灑水車進行灑水養護，具備條件的且大面積防護坡面，可設置噴灌系統進行養護，以保證幼苗生長所需的水分和養份。

一般來說，在噴播完成后養護一周內坡面即可有草種發芽。理想狀態下，隨著草種的生長，無紡布在60-90 天內會自動風化脫落，最終完成坡面生態修復。如果遇到坡面植被生長狀況不良的情況，可視植被生長情況適當掀開無紡布進行追肥處理，確保植被生長狀態良好。

圖11 坡面覆蓋無紡布

4.9 交工驗收

在完成邊坡噴植完成后，繼續養護半年，直至植物生長穩定即可進行坡面生態修復的交工驗收工作。

5 本工法的優勢及特點分析

5.1 植被混凝土適應性強、適用性廣

植被混凝土以其抗沖刷力強的特點，廣泛適用于各類土質及巖質坡面生態修復，相較于傳統客土噴播植草，在巖質坡面及礦山修復施工中利用較多。解決了吸附性弱，粘結不牢固，易被雨水沖刷的問題。

圖12 廣東玉湛高速四-1 工區K22+750 左幅挖方邊坡效果對比

圖13 K20+800 右幅原設計普通三維網植草效果與植被混凝土效果對比

5.2 植被混凝土中生態基材含量豐富、多樣，適合植被生長

植被混凝土生態基材中包括有機物料及有機肥、復合肥等相關植物所需養料，有利用植物的生長。其中有機物料包括椰糠及谷殼，除去為植物提供養料之外，在前期與水泥、種植土及水混合的過程中，充當集料的作用，確保了植被混凝土的強度；在植被生長過程中，隨著有機物料的分解，植被混凝土中形成疏松多孔的結構，更利于植物生長，且這時植物根系已發展到一定程度，坡面及綠化植被自身具備一定的抗沖刷能力，對植被混凝土本身抗沖刷能力的依靠性大大減小。

有機肥及復合肥中富含大量的有利于植物生長的有機物質及氮、磷、鉀等生物養料，合理有效促進了植被的生長，保證植被枝繁葉茂、且根系發展迅速穩定，為后續形成穩定的坡面生態修復提供了物質保障。

5.3 優化植物種子配比，形成合理生態群落

植被混凝土在進行基層噴播土配比的同事，面層中植物種子也進行了合理配比。結合不同土質及巖質邊坡，先做小面積試驗段，利用一周時間觀察其發芽情況，優化種子配比，確保植物生長狀態良好。植物種子種包含狗牙根、寬頁草、大花金雞菊等多種植被，在植被生長完成后，形成合理的植物群落，保證種群多樣性及群落穩定性，在不同時間段坡面植被可以進行很好的群落演替，保證任何時期的坡面防護不間斷。

6 結語

邊坡植被混凝土抗沖刷生態修復技術研究歷史較短，從上世紀90 年代末提出工程綠化的新概念，研發出“植被混凝土護坡綠化技術”，至今歷史30 年，主要用于大型水利水電工程及礦山修復工程中。公路工程項目邊坡防護綠化應用較少。隨著該項技術的不斷研究及突破，為后續各項防護及綠化施工提供了便利。

本文結合項目自身，通過對邊坡植被混凝土抗沖刷生態修復技術施工工藝研究，為后續類似工程提供了施工經驗，也為該項技術在高速公路項目的推廣提供了可靠依據。