CBS植被混凝土護坡在高速公路施工中的應用

羅秋林

(廣西交通投資集團南寧高速公路運營有限公司,廣西 南寧 530022)

0 引言

在公路建設路塹開挖過程中,會出現裸露的路基邊坡,受雨水沖刷的影響,邊坡容易產生淺層滑坡現象。常規施工工藝在對邊坡表面進行保護時,常常運用水泥土、鐵絲網以及土壤穩定劑等材料,但是上述材料會隨著時間推移而失效,還需進行不定期的維護和修復。而CBS植被混凝土護坡憑借著自身優勢受到廣泛關注,其采用了混凝土配方和混合植物種植配方對巖石邊坡進行防護和綠化,實際效果明顯,營造出的環境相對理想[1]。

1 項目概述

平果至南寧高速公路NO2合同段內高邊坡多數為基巖邊坡,坡體多為強中風化灰巖、中風化砂巖。其中有5個膨脹土邊坡,坡體為沖洪積硬塑黏土,具有膨脹性。項目結合邊坡不同土質及坡度,設計了符合廣西多雨地區的CBS植被混凝土配合比,同時建立了全國首座植被混凝土生態基材拌和站,大幅度提高了生產效率,提升了工程品質。該技術施工后當天,邊坡便具有抗沖刷、防滲能力,經過45 d養護后,植物生長茂盛,景觀效果良好。采用噴射型CBS植被混凝土生態技術能達到經濟優化、工程施工安全隱患時間縮減、防護效果優化的效果,在發揮防護功能的同時維護生態平衡,讓植被覆蓋率大大提升。

2 CBS植被混凝土護坡技術簡介

2.1 CBS植被混凝土概念

CBS植被混凝土護坡重點是以水泥為膠結材料,借助混凝土噴射工藝,產生半剛性水泥土結構,發揮支撐功能。CBS植被混凝土體現出理想的力學性能和水穩定性,所以在高速公路項目中備受認可。CBS植被混凝土護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,通過合理地運用CBS植被混凝土專用添加劑,可以適當調節基材pH值,確保基本活性穩步增加。添加劑用量為水泥用量的0.78%～1.0%,基本成分包含固氮菌、硝酸鹽細菌等[2]。在運用該項護坡方案時,可以展示出相對理想的生境構筑能力,晝夜平均溫度≥25 ℃時,能夠在一個月內形成覆蓋度≥90%的草坪。后期依照生態修復目標,可以打造出“草本+花類”的景觀坡面或者是草灌組合的生態群落。CBS植被混凝土主要物理力學性能指標見表1。

表1 CBS植被混凝土主要物理力學性能指標表

2.2 社會經濟價值

在使用CBS植被混凝土護坡技術時,可以實現創新發展的目標,同時也遵循了國家提出的可持續發展戰略,屬于營造邊坡防護和生態修復一體化技術措施。通過大力的推廣和應用,可以構建起產學研協同發展基地,也能為高速公路項目建設助力。該措施的應用使得高速公路工業化水平穩步提升,實現了“機械化減人、機械化換人”的目標,轉變了圬工防護大量使用勞動力和邊坡綠化以“小型機具+小班組”作業為主的現狀。

3 CBS植被混凝土護坡技術施工流程

3.1 修筑坡頂截排水溝

在高速公路項目施工中,為了讓實際護坡效果更加理想,要修筑坡頂截排水溝,這樣可以達到既定要求,同時也能展示出CBS植被混凝土護坡的最佳效果。在施工前期,也可在各級平臺上設置,實際的效果相同[3]。

3.2 清理邊坡坡面

為了優化高速公路項目施工效果,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度。同時,還要對坡面進行微地貌整形,若是發現沖蝕溝壑,必須采用土袋或者是植生袋等將其填充到位,為施工提供安全環境,也讓植物穩定生長。

3.3 掛網錨固

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

(2)用φ16 mm螺紋鋼制作抗滑錨桿,長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上,坡面凹凸起伏大的地貌點需增加錨桿,錨桿外露10 cm。

(3)用φ8 mm圓鋼制作限位錨釘,長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)通過限位錨釘和扎絲與鐵絲網連接牢固。

3.4 土壤加工

土壤加工優先考慮采用砂壤土和種植土,其能保證含水率和含砂率達標,均<20%。對原土翻曬晾干時,優先考慮大型篩砂機和粉碎篩土機,只有確定過篩后才能使用。篩網的尺寸應控制在15 mm×15 mm內。過篩之后的土料必須要及時覆蓋,或者設置成封閉式料棚儲存。

3.5 拌和標準

在高速公路邊坡防護中,根據該技術的特點,要詳細分析邊坡坡率,還要進一步明確抗沖刷要求,保證基材配合比達標,真正地達到理想要求。應該運用水泥穩定土拌和站集中拌和,以優化基本質量,降低干擾因素的阻礙,使整體質量和效率趨向穩定。在小規模施工環節,如運用到滾筒式攪拌機,則要在噴植現場拌和,由此保證其整體質量[5]。

3.6 噴植環節

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。在具體操作的過程中,多是運用轉子噴射機進行噴植,常用的設備包括雙機組自動上料噴射機,其整體效果相對理想。

3.7 坡面養護

當整體坡率<1∶0.5時采用無紡布覆蓋,保墑、防曬;當整體坡率>1∶0.5時,采用遮陽網進行覆蓋養護。具備條件的大面積施工坡面,可設置噴灌系統進行養護,養護時間為45 d,期間根據土壤濕度情況進行灑水保濕養護處理。特殊高陡巖石坡面,可設置微滲養護系統進行養護。

4 施工要點

4.1 CBS植被混凝土生態基材配比

生態基材配方必須要依照材料標準和施工現場情況加以分析,依照具體的工程經驗,確定基材配方參數,落實好現場噴射試驗。詳細分析植被混凝土草種生長情況,對生態基材配方技術參數進行優化。在多次優化之后,確定最終技術參數(見表2),使其質量達標。在運用相關的手段時,應該明確細節,還要了解具體方向,抓住CBS植被混凝土護坡特點,使該項技術的優勢充分體現,為高速公路項目提供保障。另外,還要重視CBS植被混凝土護坡要領,促使施工進度得以維護,體現相對理想的成效,凸顯自身價值[6]。

4.2 混合植物種子配比

在編制施工方案時,應該重視植物種子實際情況,要保證其符合當地氣候條件,還要滿足植物生長所需。優先考慮發芽快、出芽率高、根系發達、抗逆性強的植被,在此基礎上防范生態災難,維護物種多樣性,并且明確植物物種豐富度與物種多樣性間的正比關系,確保植物在保護邊坡和抵抗土壤侵蝕方面展示關鍵作用。考慮到項目的特殊區域,應該優先選擇發芽率高、出芽整齊的植物,這樣可以滿足實際需求,也能進一步鞏固防護效果[7]。混合植物種子用量見表3。

5 CBS植被混凝土護坡應用效果

5.1 安全方面

相較于圬工防護施工與植生袋碼砌,CBS植被護坡施工技術多是利用機械拌和、運輸和噴射方式,整個過程減少了人為干預,降低了安全隱患。施工過程中不需要安裝模板、吊裝構件或半成品(如植生袋),降低了高空拋物的安全風險。

5.2 進度方面

靈活運用CBS植被混凝土護坡施工技術,能夠發揮出機械化手段的優勢,整個操作過程采用了“集中拌和+罐車運輸+濕噴臺車”工藝,每工班可完成1 500～2 000 m2,使用“移動攪拌+雙機組干噴機”工藝,每工班可完成約600 m2。根據各項護坡技術工效對比,證明了CBS植被混凝土護坡施工工藝的效率比 “骨架護坡+噴播植草”“窗孔式護面墻+植生袋”“骨架護坡+植生袋+支撐滲溝”等常規護坡技術具有更明顯的優勢,對優化高速公路的使用效果具有顯著作用(見表4)。

表4 不同護坡形式工效對比表

5.3 質量方面

在高速公路項目中運用植被混凝土護坡施工工藝,不需要安裝模板,且不會對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,也可實現厚度均勻的噴植。CBS植被混凝土拌和采用精準配料,核心材料具備知識產權保護體系,相對于其他植草護坡,更能順利推進質量控制。CBS植被混凝土護坡具有明確的物理化學性能檢測指標和合格范圍,可以實現工序、半成品、成品質量的精準檢測,有利于質量管控。

6 結語

CBS植被混凝土護坡技術作為新工藝,因其有著獨特的優勢,在高速公路建設中能夠取得良好的應用效果。本文以平果至南寧高速公路項目為例,分析了基材配合比對植物生長率和存活率的影響,明確了CBS植被混凝土護坡施工工藝的具體應用措施,評價了CBS在安全、進度和質量方面的優勢,為同類工程提供參考。