高速公路巖石邊坡綠化方法研究

摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)愈發(fā)完善背景下，高速公路規(guī)模和跨度均呈明顯上升趨勢(shì)，這給公路綠化建設(shè)提出更高質(zhì)量要求。尤其是巖石邊坡，與其他邊坡不同，巖石無(wú)法為植物提供生存、生長(zhǎng)所需的土壤、水分等物質(zhì)。基于此，為實(shí)現(xiàn)高速公路綠色生態(tài)建設(shè)目標(biāo)，從高速公路巖石邊坡實(shí)現(xiàn)綠化建設(shè)的水文效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)兩方面分析建設(shè)必要性，重點(diǎn)研究綠化方法，涵蓋多種、組合式綠化建設(shè)方法，以供同類工程參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；巖石邊坡；綠化建設(shè)；施工技術(shù)

0 " 前言

高速公路旁邊裸露的巖石邊坡會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，如行車安全隱患、局部小氣候惡化等。在高速公路綠化中采取一定措施，在保證邊坡穩(wěn)定的前提下，盡快讓巖石邊坡披上綠裝，是減輕生態(tài)惡化、美化環(huán)境、確保行車安全的需要。同時(shí)，高速公路作為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)系與交流的同時(shí)也對(duì)沿路植被造成一定影響，尤其是巖石邊坡。為提高邊坡穩(wěn)定性，深入探究邊坡綠化方法、掌握方法要點(diǎn)是必要的。

1 " 高速公路巖石邊坡綠化建設(shè)的必要性

1.1 " 有利于保持水土

開(kāi)展有效的邊坡綠化施工工作，有利于涵養(yǎng)水源，保持水土。邊坡土層通常都比較松散，并且存在風(fēng)化層，一旦受到外界的壓力作用，就會(huì)出現(xiàn)坍塌等問(wèn)題。這不僅會(huì)影響到公路工程的施工質(zhì)量，還會(huì)產(chǎn)生一些安全事故。

在進(jìn)行邊坡綠色施工時(shí)，可以在邊坡上種植一些綠色植物。這些植物的根系在生長(zhǎng)過(guò)程中，能夠穿過(guò)坡體淺層結(jié)構(gòu)，直達(dá)深處比較穩(wěn)定的巖土層上。這樣就能夠?qū)\層存在的松散風(fēng)化層予以穩(wěn)固，從而起到預(yù)應(yīng)力錨桿的作用。植物自身則能夠通過(guò)吸收以及蒸騰邊坡內(nèi)部的水分，減少土體內(nèi)部存在的水分，同時(shí)還能夠提高土體本身的抗剪性能，保障坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

另外，處在降雨天氣時(shí)，雨水在落到坡面之前，會(huì)被坡面上存在的綠植截留住。與此同時(shí)，植被根系有固化土體作用，并能夠吸收更多的水分，有利于降低雨水對(duì)邊坡的沖刷力度。這既能夠起到涵養(yǎng)水源的作用，還能夠避免坡面受到水的侵蝕。

1.2 " 完善生態(tài)系統(tǒng)的多樣性

從目前的實(shí)際情況來(lái)看，在邊坡防護(hù)工程建設(shè)過(guò)程中以及投入運(yùn)營(yíng)厚，很有可能出現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)失衡的情況，要想維持生態(tài)系統(tǒng)的完善和多樣性，其中非常重要的一個(gè)措施就是種植綠色植被，這也是完善生態(tài)系統(tǒng)不能缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。種植植被也有利于改善周邊的環(huán)境以及空氣的質(zhì)量，促進(jìn)自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，最終形成一個(gè)完善多樣的生態(tài)系統(tǒng)。

1.3 " 有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)

要想保證生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，前提就是要實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。通過(guò)邊坡綠化建立形成的生態(tài)系統(tǒng)，在一定程度上可以減少環(huán)境破壞帶來(lái)的傷害。種植綠色植被也可以在最短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)那些被破壞的地表。在綠色植被生長(zhǎng)的同時(shí)，也能促進(jìn)周圍其他植物的快速生長(zhǎng)，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的形成有著一定的促進(jìn)作用。

2 " 高速公路巖石邊坡綠化方法

2.1 “挖溝+三維網(wǎng)+液壓噴播”綠化方法

挖溝、三維網(wǎng)和液壓噴播是高速公路巖石邊坡綠化的常用方法之一，不同于其他邊坡，巖石邊坡無(wú)法提供良好的土壤環(huán)境，所以為實(shí)現(xiàn)綠化目標(biāo)，施工人員需要開(kāi)展綜合型綠化工作，即將上述3種土質(zhì)邊坡綠化方法進(jìn)行有機(jī)整合，以此優(yōu)化邊坡環(huán)境。

該綠化方法的施工流程如下：提前做好邊坡清理工作，確認(rèn)無(wú)垃圾、無(wú)雜物后開(kāi)挖楔形溝，開(kāi)展巖石坡面錨桿施工作業(yè)；之后回填挖溝并將三維網(wǎng)鋪上，選用“U”形釘將其固定，確保其固定后將螺母、錨桿墊板安裝其上；將土覆蓋于三維網(wǎng)之上并灑水覆蓋，開(kāi)展液壓噴播或液壓撒播作業(yè)，落實(shí)無(wú)紡布養(yǎng)護(hù)。

在選用該方法建設(shè)公路巖石邊坡時(shí)，施工人員要分析該方法的適用性。一般情況下，穩(wěn)定軟質(zhì)巖石邊坡常用該綠化方法。該方法易開(kāi)挖、易風(fēng)化，容易產(chǎn)生促進(jìn)植物存活與生長(zhǎng)的礦物元素，能夠達(dá)到邊坡綠化的目標(biāo)。

2.2 “三維網(wǎng)+土工格室+液壓噴播”綠化方法

所謂土工格室，主要是指一種特種土工合成材料，廣泛應(yīng)用于墊層、邊坡綠化等施工場(chǎng)景。相較于上述方法，主要是將挖溝替換為土工格室。

該綠化方法要點(diǎn)為：做好公路巖石邊坡人工清理工作，判斷坡面足夠平整，確保符合施工要求和標(biāo)準(zhǔn)后按照綠化施工設(shè)計(jì)鉆孔；安裝頂部固定釘，將土工格室掛上并灌漿插入錨桿；注漿結(jié)束后安裝底部固定釘，連接掛好的格室間；最后填土、鋪好三維網(wǎng)固定，落實(shí)液壓噴播和無(wú)紡布養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

不同于上述方法，“三維網(wǎng)+土工格室+液壓噴播”綠化方法主要應(yīng)用于坡度1：0.3～1：0.5范圍內(nèi)邊坡，且多為灰?guī)r、泥巖和砂巖，例如渝黔高速公路的巖石邊坡綠化就采用了這一方法。

2.3 “土工格柵+混凝土骨架+液壓噴播”綠化方法

在該綠化方法中，鋼筋混凝土骨架主要發(fā)揮加固作用。一般是在高速公路巖石邊坡的坡面上，開(kāi)展現(xiàn)澆混凝土錨梁施工作業(yè)，利用作業(yè)后形成的骨架結(jié)合錨桿，提高巖石邊坡穩(wěn)定性。通過(guò)將其與土工格柵和液壓噴播相結(jié)合，不僅可以有效建設(shè)邊坡綠化，還能夠提高邊坡綠化的整體穩(wěn)定性。

該方法的施工流程為：嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)土工格柵并固定；開(kāi)展錨桿及混凝土框架梁施工作業(yè)；填土、浸潤(rùn)，進(jìn)行液壓噴播，然后進(jìn)行無(wú)紡布養(yǎng)護(hù)。通常情況下，深層穩(wěn)定巖石邊坡綠化建設(shè)常使用該綠化方法，且邊坡坡度在1：0.5～1：0.75范圍內(nèi)。

2.4 “混凝土骨架+六方空心磚植草”綠化方法

六方空心磚植草原本應(yīng)用于路堤邊坡，且是較為低矮的邊坡，但通過(guò)將其與鋼筋混凝土骨架相結(jié)合，可以很好滿足高速公路巖石邊坡綠化需求。施工流程如下：做好邊坡清理工作，開(kāi)展錨桿和混凝土框架梁施工作業(yè)；之后在內(nèi)部鋪滿六方空心磚，并將土填至內(nèi)部；最后在表層進(jìn)行草種撒播，覆蓋薄土并養(yǎng)護(hù)，以此改善植被生長(zhǎng)環(huán)境，恢復(fù)公路周圍生態(tài)環(huán)境。一般情況下，該公路巖石綠化方法適用于邊坡坡度在1：0.75的穩(wěn)定巖石邊坡環(huán)境下，例如綿廣高速公路巖石邊坡綠化工程。

2.5 " 噴混綠化方法

所謂噴混綠化方法是將各種干料以加水的方式混合攪拌，待其均勻后采用噴射方法，將其覆蓋在公路巖石坡表面，待其凝固后形成具有連續(xù)空隙的硬化體。在該綠化方法中，混合料具有多種物質(zhì)，比如植物種子、保水材料、土壤、水泥等。隨著時(shí)間的推移，植物種子將會(huì)在空隙內(nèi)生長(zhǎng)、發(fā)育，最終達(dá)到有效綠化高速公路巖石邊坡的目的。

具體施工流程如下：修整公路巖石邊坡，保證硬化體的連續(xù)空隙；掛網(wǎng)并安裝錨桿，開(kāi)展混合料噴射作業(yè)；鋪無(wú)紡布養(yǎng)護(hù)，保證施工質(zhì)量，促進(jìn)植物存活、生長(zhǎng)。噴混綠化方法適用于巖體坡面，尤其是開(kāi)挖后的巖體坡面，比如鹽壩高速公路的軟巖邊坡綠化工程就選擇這一綠化方法，并獲得良好綠化效果。

2.6 " 厚層基材噴射綠化方法

厚層基材噴射綠化方法施工原理與噴混綠化方法類似，即使用混凝土噴射機(jī)，將混合物噴射至目標(biāo)防護(hù)坡面，混合物中含有植物種子、綠化基材、土壤和纖維等，能夠達(dá)到邊坡綠化的效果。該方法包括三部分，分別是錨桿、基材混合物以及復(fù)合材料網(wǎng)，由于綠化基材為該綠化方法的核心，所以施工人員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理配置，以此確保綠化施工效果滿足預(yù)期計(jì)劃。

需要注意，上述兩種方法之間存在一定差異，具體如下：一是黏結(jié)材料存在差異，噴混綠化方法利用的是水泥黏結(jié)性；而該方法則是利用高分子材料的性能。二是厚層基材噴射綠化方法選用高分子團(tuán)粒劑，能夠加速形成植物種子存活以及后續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；而噴混綠化方法則主要依托于混合物凝固后形成的連續(xù)空隙體。

3 " 高速公路巖石邊坡綠化實(shí)例分析

3.1 " 項(xiàng)目概況

某高速公路項(xiàng)目巖石高邊坡屬于穩(wěn)定、干燥、破裂性邊坡，圍巖呈弱堿性，局部有水軟性泥質(zhì)灰?guī)r和白云巖。邊坡雖然不會(huì)發(fā)生大面積滑坡，但因風(fēng)化局部會(huì)形成滾石。考慮到交通安全，必須對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)處理。同時(shí)本項(xiàng)目沿線分布多個(gè)旅游景區(qū)。綜合考慮以上因素，選用植被混凝土綠化法。

植被混凝土邊坡綠化技術(shù)所涉及學(xué)科比較多，包括化學(xué)、土壤學(xué)、生物學(xué)、力學(xué)及園林工程學(xué)等，利用科學(xué)合理的混凝土配方和種子配方綠化巖石邊坡，可起到有效的防護(hù)作用。這里所說(shuō)的植被混凝土主要是由生植土、肥料、混凝土添加劑、防護(hù)網(wǎng)、有機(jī)質(zhì)、保水劑還有膠結(jié)物質(zhì)所組成，其中水泥的含量應(yīng)控制在5%～12%之間，添加劑含量控制在2%～5%之間，植被混凝土含量約為80%，有機(jī)質(zhì)含量控制在8%～16%之間。草種的具體選用需結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件及邊坡實(shí)際情況，通常情況下多采用根系比較發(fā)達(dá)的灌木植物。

3.2 " 施工流程及方法

施工流程如下：修筑排水溝→徹底清除干凈巖石邊坡上的各類雜物→防護(hù)網(wǎng)鋪設(shè)→植物混凝土的均勻攪拌→噴射種植→覆蓋無(wú)紡布→養(yǎng)護(hù)處理。夏季雨水多，容易影響巖石邊坡綠化防護(hù)工程施工作業(yè)，所以綠化工程多選在冬季施工。

先清理干凈巖石邊坡上的各類雜物，包括各種建筑垃圾和碎石塊等。清除干凈后實(shí)施平整處理，然后利用手風(fēng)鉆在邊坡上進(jìn)行鉆孔，并給孔中注射混凝土漿液，以對(duì)錨桿起到有效的固定作用。在錨桿上固定好鐵絲網(wǎng)，并按照一定比例配制生植土、水泥、保水劑、腐殖質(zhì)和草種混合物，同時(shí)攪拌均勻，從而形成植被混凝土干料。進(jìn)行分層次噴射，基層噴射厚度應(yīng)控制為8cm左右，表層厚度約為2cm。需要注意的是，在表層噴射時(shí)種入草種，噴射結(jié)束后還需覆蓋一層地膜，定期灑水養(yǎng)護(hù)，種子出苗后方可揭開(kāi)地膜。植被混凝土綠化示意圖如圖1所示。

3.3 " 施工注意事項(xiàng)

3.3.1 " 清理邊坡面層

鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)之前，一定要徹底清理邊坡面層，將坡面中的淤積物、不穩(wěn)定浮石徹底清除，同時(shí)嚴(yán)格處理坡頂以及坡面轉(zhuǎn)角部位的棱角，盡量保證坡面平整。

3.3.2 " 設(shè)置鐵絲網(wǎng)

設(shè)置鐵絲網(wǎng)時(shí)，應(yīng)該由上至下進(jìn)行鋪設(shè)，要確保鐵絲網(wǎng)全面覆蓋坡面。網(wǎng)面應(yīng)該超過(guò)坡頂，延伸出0.5～1.0m左右。平行對(duì)接相鄰網(wǎng)片，搭接寬度要保證在10cm以上，搭接接頭要擰結(jié)。在上下兩張網(wǎng)片的搭接過(guò)程中，要將上面的網(wǎng)片置于頂層，將下面的網(wǎng)片置于下層。采用鐵絲將錨桿和鐵絲網(wǎng)綁扎牢靠，嚴(yán)格控制坡面與鐵絲網(wǎng)的距離，一般為種植基材厚度的1/2左右。

3.3.3 " 配置植被混凝土

配制植被混凝土?xí)r，要根據(jù)面層和基層進(jìn)行分類，只有面層使用的植被混凝土含有植物種子，基層使用的植被混凝土不含植物種子，避免浪費(fèi)草種。一定要嚴(yán)格控制各種材料的使用量，在攪拌時(shí)應(yīng)該選取立式攪拌機(jī)，應(yīng)依據(jù)坡面傾角來(lái)決定添加劑和水泥的使用量。要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件來(lái)選擇植物品種，要盡可能選擇自然繁殖、四季常青的植物。

3.3.4 " 高壓噴播

在高壓噴播過(guò)程中，要保證空氣壓縮機(jī)等設(shè)備的使用性能，使用前對(duì)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行檢查，防止中途出現(xiàn)設(shè)備故障。施工時(shí)應(yīng)由上至下把混合料噴于巖面之上，厚度控制在10～12cm左右。要分兩層進(jìn)行噴播，首先進(jìn)行基層噴播，厚度控制在8～10cm。之后進(jìn)行面層噴播，厚度控制在1～2cm。噴播作業(yè)完成之后做好養(yǎng)護(hù)工作，一般養(yǎng)護(hù)2d之后植被混凝土就可具有一定強(qiáng)度，養(yǎng)護(hù)1周之后植被混凝土就可以抵御暴雨的沖擊。

3.3.5 " 覆蓋

覆蓋應(yīng)該采用無(wú)紡布，以避免植被混凝土受到陽(yáng)光暴曬，同時(shí)可以防止植被混凝土受到嚴(yán)重的雨水沖擊。在覆蓋無(wú)紡布過(guò)程中，應(yīng)由上至下進(jìn)行覆蓋，無(wú)紡布之間的重疊長(zhǎng)度應(yīng)該在15cm左右。覆蓋支護(hù)要進(jìn)行固定，該工程中采用鐵絲制作的U形構(gòu)件進(jìn)行固定。

3.4 " 綠化效果

該高速公路巖石高邊坡噴射施工后6d，草種發(fā)芽破土，30d后80%坡面覆蓋青草。2個(gè)月后，青草濃密茂盛，100%覆蓋坡面。隨后經(jīng)歷春季幾場(chǎng)大雨和4～5月連續(xù)20d以上梅雨的沖洗，邊坡未出現(xiàn)植被混凝土脫落，達(dá)到邊坡防護(hù)和綠化要求。

4 " 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高速公路巖石綠化能夠有效提高邊坡穩(wěn)定性，維護(hù)公路附近生態(tài)環(huán)境。相關(guān)人員應(yīng)深入研究當(dāng)前較為常用的綠化方法，掌握其要點(diǎn)，不斷推陳出新，做好技術(shù)組合，從而不斷提高綠化施工效果和效率，滿足綠化建設(shè)要求。

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