CBS植被混凝土護(hù)坡在高速公路施工中的應(yīng)用

羅秋林

(廣西交通投資集團(tuán)南寧高速公路運(yùn)營(yíng)有限公司,廣西 南寧 530022)

0 引言

在公路建設(shè)路塹開(kāi)挖過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)裸露的路基邊坡,受雨水沖刷的影響,邊坡容易產(chǎn)生淺層滑坡現(xiàn)象。常規(guī)施工工藝在對(duì)邊坡表面進(jìn)行保護(hù)時(shí),常常運(yùn)用水泥土、鐵絲網(wǎng)以及土壤穩(wěn)定劑等材料,但是上述材料會(huì)隨著時(shí)間推移而失效,還需進(jìn)行不定期的維護(hù)和修復(fù)。而CBS植被混凝土護(hù)坡憑借著自身優(yōu)勢(shì)受到廣泛關(guān)注,其采用了混凝土配方和混合植物種植配方對(duì)巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化,實(shí)際效果明顯,營(yíng)造出的環(huán)境相對(duì)理想[1]。

1 項(xiàng)目概述

平果至南寧高速公路NO2合同段內(nèi)高邊坡多數(shù)為基巖邊坡,坡體多為強(qiáng)中風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化砂巖。其中有5個(gè)膨脹土邊坡,坡體為沖洪積硬塑黏土,具有膨脹性。項(xiàng)目結(jié)合邊坡不同土質(zhì)及坡度,設(shè)計(jì)了符合廣西多雨地區(qū)的CBS植被混凝土配合比,同時(shí)建立了全國(guó)首座植被混凝土生態(tài)基材拌和站,大幅度提高了生產(chǎn)效率,提升了工程品質(zhì)。該技術(shù)施工后當(dāng)天,邊坡便具有抗沖刷、防滲能力,經(jīng)過(guò)45 d養(yǎng)護(hù)后,植物生長(zhǎng)茂盛,景觀效果良好。采用噴射型CBS植被混凝土生態(tài)技術(shù)能達(dá)到經(jīng)濟(jì)優(yōu)化、工程施工安全隱患時(shí)間縮減、防護(hù)效果優(yōu)化的效果,在發(fā)揮防護(hù)功能的同時(shí)維護(hù)生態(tài)平衡,讓植被覆蓋率大大提升。

2 CBS植被混凝土護(hù)坡技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 CBS植被混凝土概念

CBS植被混凝土護(hù)坡重點(diǎn)是以水泥為膠結(jié)材料,借助混凝土噴射工藝,產(chǎn)生半剛性水泥土結(jié)構(gòu),發(fā)揮支撐功能。CBS植被混凝土體現(xiàn)出理想的力學(xué)性能和水穩(wěn)定性,所以在高速公路項(xiàng)目中備受認(rèn)可。CBS植被混凝土護(hù)坡和噴混植生存在著顯著差異,普通噴混植生基材水泥用量為10 kg/m3,而CBS植被混凝土基材水泥用量為60～100 kg/m3,通過(guò)合理地運(yùn)用CBS植被混凝土專(zhuān)用添加劑,可以適當(dāng)調(diào)節(jié)基材pH值,確保基本活性穩(wěn)步增加。添加劑用量為水泥用量的0.78%～1.0%,基本成分包含固氮菌、硝酸鹽細(xì)菌等[2]。在運(yùn)用該項(xiàng)護(hù)坡方案時(shí),可以展示出相對(duì)理想的生境構(gòu)筑能力,晝夜平均溫度≥25 ℃時(shí),能夠在一個(gè)月內(nèi)形成覆蓋度≥90%的草坪。后期依照生態(tài)修復(fù)目標(biāo),可以打造出“草本+花類(lèi)”的景觀坡面或者是草灌組合的生態(tài)群落。CBS植被混凝土主要物理力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 CBS植被混凝土主要物理力學(xué)性能指標(biāo)表

2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值

在使用CBS植被混凝土護(hù)坡技術(shù)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的目標(biāo),同時(shí)也遵循了國(guó)家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,屬于營(yíng)造邊坡防護(hù)和生態(tài)修復(fù)一體化技術(shù)措施。通過(guò)大力的推廣和應(yīng)用,可以構(gòu)建起產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展基地,也能為高速公路項(xiàng)目建設(shè)助力。該措施的應(yīng)用使得高速公路工業(yè)化水平穩(wěn)步提升,實(shí)現(xiàn)了“機(jī)械化減人、機(jī)械化換人”的目標(biāo),轉(zhuǎn)變了圬工防護(hù)大量使用勞動(dòng)力和邊坡綠化以“小型機(jī)具+小班組”作業(yè)為主的現(xiàn)狀。

3 CBS植被混凝土護(hù)坡技術(shù)施工流程

3.1 修筑坡頂截排水溝

在高速公路項(xiàng)目施工中,為了讓實(shí)際護(hù)坡效果更加理想,要修筑坡頂截排水溝,這樣可以達(dá)到既定要求,同時(shí)也能展示出CBS植被混凝土護(hù)坡的最佳效果。在施工前期,也可在各級(jí)平臺(tái)上設(shè)置,實(shí)際的效果相同[3]。

3.2 清理邊坡坡面

為了優(yōu)化高速公路項(xiàng)目施工效果,需要做好前期的清理工作,要將坡面清理到位,避免出現(xiàn)多種隱患。在施工前,要將浮渣以及大粒徑填料等妥善處理,避免其影響到施工進(jìn)度。同時(shí),還要對(duì)坡面進(jìn)行微地貌整形,若是發(fā)現(xiàn)沖蝕溝壑,必須采用土袋或者是植生袋等將其填充到位,為施工提供安全環(huán)境,也讓植物穩(wěn)定生長(zhǎng)。

3.3 掛網(wǎng)錨固

(1)掛網(wǎng)采用14#(2 mm)鍍鋅勾花鐵絲網(wǎng),網(wǎng)孔尺寸為6 cm×6 cm,網(wǎng)間搭接15 cm,網(wǎng)掛至坡頂以上1 m處。

(2)用φ16 mm螺紋鋼制作抗滑錨桿,長(zhǎng)60～80 cm。按緩坡間距2 m×4 m、陡坡間距2 m×2 m錨固。第一排錨桿安裝在坡頂平臺(tái)上,坡面凹凸起伏大的地貌點(diǎn)需增加錨桿,錨桿外露10 cm。

(3)用φ8 mm圓鋼制作限位錨釘,長(zhǎng)20 cm,按間距0.5 m×0.5 m錨固,錨釘外露8～10 cm。距坡面4～6 cm處與錨釘綁扎,綁扎后將錨釘向上彎折[4]。

(4)通過(guò)限位錨釘和扎絲與鐵絲網(wǎng)連接牢固。

3.4 土壤加工

土壤加工優(yōu)先考慮采用砂壤土和種植土,其能保證含水率和含砂率達(dá)標(biāo),均<20%。對(duì)原土翻曬晾干時(shí),優(yōu)先考慮大型篩砂機(jī)和粉碎篩土機(jī),只有確定過(guò)篩后才能使用。篩網(wǎng)的尺寸應(yīng)控制在15 mm×15 mm內(nèi)。過(guò)篩之后的土料必須要及時(shí)覆蓋,或者設(shè)置成封閉式料棚儲(chǔ)存。

3.5 拌和標(biāo)準(zhǔn)

在高速公路邊坡防護(hù)中,根據(jù)該技術(shù)的特點(diǎn),要詳細(xì)分析邊坡坡率,還要進(jìn)一步明確抗沖刷要求,保證基材配合比達(dá)標(biāo),真正地達(dá)到理想要求。應(yīng)該運(yùn)用水泥穩(wěn)定土拌和站集中拌和,以?xún)?yōu)化基本質(zhì)量,降低干擾因素的阻礙,使整體質(zhì)量和效率趨向穩(wěn)定。在小規(guī)模施工環(huán)節(jié),如運(yùn)用到滾筒式攪拌機(jī),則要在噴植現(xiàn)場(chǎng)拌和,由此保證其整體質(zhì)量[5]。

3.6 噴植環(huán)節(jié)

植被混凝土噴植平均厚度為10 cm,一般涉及兩層,基層厚度為8 cm,面層厚度為2 cm,面層中含有植物種子。在具體操作的過(guò)程中,多是運(yùn)用轉(zhuǎn)子噴射機(jī)進(jìn)行噴植,常用的設(shè)備包括雙機(jī)組自動(dòng)上料噴射機(jī),其整體效果相對(duì)理想。

3.7 坡面養(yǎng)護(hù)

當(dāng)整體坡率<1∶0.5時(shí)采用無(wú)紡布覆蓋,保墑、防曬;當(dāng)整體坡率>1∶0.5時(shí),采用遮陽(yáng)網(wǎng)進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。具備條件的大面積施工坡面,可設(shè)置噴灌系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為45 d,期間根據(jù)土壤濕度情況進(jìn)行灑水保濕養(yǎng)護(hù)處理。特殊高陡巖石坡面,可設(shè)置微滲養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

4 施工要點(diǎn)

4.1 CBS植被混凝土生態(tài)基材配比

生態(tài)基材配方必須要依照材料標(biāo)準(zhǔn)和施工現(xiàn)場(chǎng)情況加以分析,依照具體的工程經(jīng)驗(yàn),確定基材配方參數(shù),落實(shí)好現(xiàn)場(chǎng)噴射試驗(yàn)。詳細(xì)分析植被混凝土草種生長(zhǎng)情況,對(duì)生態(tài)基材配方技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在多次優(yōu)化之后,確定最終技術(shù)參數(shù)(見(jiàn)表2),使其質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在運(yùn)用相關(guān)的手段時(shí),應(yīng)該明確細(xì)節(jié),還要了解具體方向,抓住CBS植被混凝土護(hù)坡特點(diǎn),使該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn),為高速公路項(xiàng)目提供保障。另外,還要重視CBS植被混凝土護(hù)坡要領(lǐng),促使施工進(jìn)度得以維護(hù),體現(xiàn)相對(duì)理想的成效,凸顯自身價(jià)值[6]。

4.2 混合植物種子配比

在編制施工方案時(shí),應(yīng)該重視植物種子實(shí)際情況,要保證其符合當(dāng)?shù)貧夂驐l件,還要滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)所需。優(yōu)先考慮發(fā)芽快、出芽率高、根系發(fā)達(dá)、抗逆性強(qiáng)的植被,在此基礎(chǔ)上防范生態(tài)災(zāi)難,維護(hù)物種多樣性,并且明確植物物種豐富度與物種多樣性間的正比關(guān)系,確保植物在保護(hù)邊坡和抵抗土壤侵蝕方面展示關(guān)鍵作用。考慮到項(xiàng)目的特殊區(qū)域,應(yīng)該優(yōu)先選擇發(fā)芽率高、出芽整齊的植物,這樣可以滿(mǎn)足實(shí)際需求,也能進(jìn)一步鞏固防護(hù)效果[7]。混合植物種子用量見(jiàn)表3。

5 CBS植被混凝土護(hù)坡應(yīng)用效果

5.1 安全方面

相較于圬工防護(hù)施工與植生袋碼砌,CBS植被護(hù)坡施工技術(shù)多是利用機(jī)械拌和、運(yùn)輸和噴射方式,整個(gè)過(guò)程減少了人為干預(yù),降低了安全隱患。施工過(guò)程中不需要安裝模板、吊裝構(gòu)件或半成品(如植生袋),降低了高空拋物的安全風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 進(jìn)度方面

靈活運(yùn)用CBS植被混凝土護(hù)坡施工技術(shù),能夠發(fā)揮出機(jī)械化手段的優(yōu)勢(shì),整個(gè)操作過(guò)程采用了“集中拌和+罐車(chē)運(yùn)輸+濕噴臺(tái)車(chē)”工藝,每工班可完成1 500～2 000 m2,使用“移動(dòng)攪拌+雙機(jī)組干噴機(jī)”工藝,每工班可完成約600 m2。根據(jù)各項(xiàng)護(hù)坡技術(shù)工效對(duì)比,證明了CBS植被混凝土護(hù)坡施工工藝的效率比 “骨架護(hù)坡+噴播植草”“窗孔式護(hù)面墻+植生袋”“骨架護(hù)坡+植生袋+支撐滲溝”等常規(guī)護(hù)坡技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢(shì),對(duì)優(yōu)化高速公路的使用效果具有顯著作用(見(jiàn)表4)。

表4 不同護(hù)坡形式工效對(duì)比表

5.3 質(zhì)量方面

在高速公路項(xiàng)目中運(yùn)用植被混凝土護(hù)坡施工工藝,不需要安裝模板,且不會(huì)對(duì)坡面平整度提出苛刻要求,即便是粗糙或者是凹凸不平的坡面,也可實(shí)現(xiàn)厚度均勻的噴植。CBS植被混凝土拌和采用精準(zhǔn)配料,核心材料具備知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系,相對(duì)于其他植草護(hù)坡,更能順利推進(jìn)質(zhì)量控制。CBS植被混凝土護(hù)坡具有明確的物理化學(xué)性能檢測(cè)指標(biāo)和合格范圍,可以實(shí)現(xiàn)工序、半成品、成品質(zhì)量的精準(zhǔn)檢測(cè),有利于質(zhì)量管控。

6 結(jié)語(yǔ)

CBS植被混凝土護(hù)坡技術(shù)作為新工藝,因其有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在高速公路建設(shè)中能夠取得良好的應(yīng)用效果。本文以平果至南寧高速公路項(xiàng)目為例,分析了基材配合比對(duì)植物生長(zhǎng)率和存活率的影響,明確了CBS植被混凝土護(hù)坡施工工藝的具體應(yīng)用措施,評(píng)價(jià)了CBS在安全、進(jìn)度和質(zhì)量方面的優(yōu)勢(shì),為同類(lèi)工程提供參考。