高速公路岩质边坡挖沟挂网喷播植草技术.doc

高速公路岩质边坡挖沟挂网喷播植草技术

摘要： 在西南地区，针对高速公路挖方路堑的岩质边坡，采用挖沟挂网喷播植草技术进行生物防护，取得了较好的效果。
关键字： 高速公路 岩质坡面 挖沟挂网 生物防护工程

1 综述
　　在高速公路建设中，挖方路段形成裸露的路堑坡面，既破坏了植被，有损生态平衡，又极易受风雨等的侵蚀，导致水土流失，危及公路的安全。过去常采用浆砌条石或水泥喷浆等构造物进行护坡处理，随着人们环保及审美意识的提高，需对裸露的坡面进行绿化处理，以防止坡面的侵蚀和风化，恢复自然植被，在绿化的同时起到美化的作用，以求达到“人在车中坐，车在画中行”的意境。现土质坡面绿化方法已在多条高速公路应用并取得很好的效果，但岩质坡面绿化效果不太理想。
　　土壤和水分是植物生长的必要条件之一。对于岩质坡面，其硬度大、土壤少甚至无，植物生根、发育非常困难。因开挖后的岩质边坡大多较陡，在坡面上回填的种植基质往往难以固定，即使一时附着，还会因降雨、流水及大风等遭到流失，使种植基质连同生长的植物一起滑落、崩塌。因此，岩质边坡绿化需具备两个基本条件：一是坡面上必须有植物能赖以持续生长的种植基质，二是种植基质能永久固定在岩面上。
1.1 传统的岩质坡面绿化方法
　　岩质坡面传统的绿化方法是在坡脚栽植攀缘植物、坡顶栽垂吊植物或在岩面上挖种植槽或鱼鳞坑栽植攀缘、垂吊植物及花灌木等实现绿化。这些方法简单易行，但施工速度慢，养护困难，成活率低，重要的是岩面达到完全覆盖往往需要很长的时间。
1.2 挖沟挂网喷播植草技术
　　挖沟挂网喷播植草技术是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填适宜于草种生长的土壤、养料、土壤改良剂等种植基质材料，然后挂三维植被网，再覆盖基质材料喷播植草。
2 设计原则
　　选择植物护坡方法时，要充分了解该施工区域内岩质边坡的结构，结合当地的地质、气候条件，选择经济性、观赏性好及施工方便的最佳方法。一般来说，应遵循以下原则：
2.1 硬岩边坡，如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩，表面坚硬、不易风化、龟裂少且稳定性好时，除特殊要求外，一般不考虑采用挖沟植草护坡方法。
2.2 软岩边坡，如岩浆、凝灰岩、页岩、第3纪泥岩、粉砂岩等，根据其是否易风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挖沟挂网喷播植草技术。
2.3 易风化硬岩如蛇纹岩、粘板岩等开挖后在短时间内风化为砂土或沿裂隙分解为细片的岩石，按软岩边坡处理。
3 材料的选择
3.1 基质材料
　　种植基质材料主要有土壤、有机质、化肥、保水剂、接合剂、pH缓冲剂、水及草种。
3.1.1 土壤　土壤可因地制宜，选择就近的沙壤、壤土或黄土。要保持干燥，过筛，去掉粗的颗粒物及杂物。
3.1.2 有机质　常采用的有机质有泥炭土，泥炭土有机物持水量很高，通气性良好，其独特的轻质、持水、透气和富含有机质特点，可蓄水、保水，防止板结，改善土壤物理结构，并保持肥效的持久力。
3.1.3 化学肥料　加入一定量的缓释全价肥有利于植物生长后期肥料的持续供应。
3.1.4 保水剂　岩体面基本上为不透水层面，易反射辐射热。因此，岩面上植物种子的发芽和生长对气候相当敏感，稍一干旱植物凋败枯萎。此时加入保水剂是岩面上植物得以正常生长发育的关键。保水剂可吸收自身数百倍至数千倍的水分。这些水分不易被一般物理方法挤排出来，而植物根系却能吸收贮存在保水剂中的水分。保水剂可将偶尔的降雨迅速而膨胀成凝胶将水分贮存起来，干旱时便慢慢地释放给根系。
3.1.5 接合剂与pH缓冲剂　为了避免雨、风、雪等因素对种植基质造成侵蚀、冲刷，必须在种植基质中加入适量的接合剂，以促使基质与岩面粘结和基质硬化。常用的接合剂是普通硅酸盐水泥。水泥呈碱性，一般来说对种子的生根、发芽是有害的，因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时，可加入一定量的碱性中和因子，如磷酸作为缓冲剂以调节基质pH值。
3.1.6 用水　就近利用，用水量根据实际情况而定。
3.1.7 植物种子选择及配比　岩体坡面上种植基质厚度薄，环境恶劣，植物除因地制宜，选择适应当地气候的种类外，还要特别注意选择抗旱性、抗逆性强的品种。西南地区适合喷混绿化的草种主要有百喜草、狗牙根、画眉草、高羊茅、白三叶等。实际应用中多以一种植物为主，多种草籽混播，以便增强适应性。
　　为了丰富景观，可加入一定比例的草花种子，如波斯菊、金鸡菊等。由于风化岩上常有灌木和乔木自然侵人岩体，还可在喷播时加入少量银合欢、丁香、胡枝子等灌木种子。
3.2 辅助材料
3.2.1 三维植被网采用约15mm的三维三层植被网，底网为两层，网包一层或约18mm的三维四层植被网，其底网为两层，网包两层，原材料为聚乙烯，质控抗拉强度分别为≥1.6±0.2KN/M，≥2.4±0.4KN/M，单位重量分别为300g/m2和350g/m2，幅度可选定。
3.2.2 U型J型钢钉，起固定作用，用直径6mm钢筋预制。
3.2.3 无纺布：无纺布作为植物养生网能防止种子和土壤受暴雨冲刷造成流失，也可适当遮阴，防止土壤干燥，使种子更容易发芽，无纺布可选16-20g/m2热合或热粘型无纺布。
4 施工工艺
4.1 坡面修整
　　高速公路路堑坡面因山势和征地等原因，一般都较陡急，修整前边坡因暴露风化，碎落，形式凹凸不平。在进行绿化前应按设计要求，对边坡不平整处进行人工修坡，清坡平整度宜控制好，并把坡顶和可视断面一并修整，保持坡体线条明畅，
4.2 在岩石坡面上人工开挖楔形沟，楔形沟竖向保持直立，横向设置5%的倒坡以保证填土的稳定，沟间距离为300-400mm。
4.3 回填基质材料
　　沟内回填富含有机肥料的基质材料，土壤和基材必须事先混合均匀，并保持一定的湿度。适当洒水以确保坡面潮湿，再挂三维网并用U形J形钉固定，网上撒细粒土经多次噴水沉降以覆盖三维网网包。也可采用灌浆法对三维网灌浆，还可通过喷混机，将表土均匀喷到三维网上，直到全面覆盖三维网。
4.4 喷种
　　采用液压喷播机，将种子、保水剂、肥料、纤维混合料均匀喷播在坡面上，喷播完成后，视情况可撒少许细土覆盖表面。
4.5 覆盖
　　南方雨水较多，可在喷种后覆盖无纺布以防止雨水冲刷。并可在干热季节适度遮阴，利于种子萌发。
4.6 养护
　　喷播后应浇水使土壤保持湿润状态。在春天5-10天左右发芽，一个月成坪。成坪后进入正常养护。
5 实例
5.1 成都市绕城高速公路K27+510—K27+120
　　该路段为挖方路段，其母岩为紫色页岩，2000年开挖成型，岩层稳定，坡度较陡，但其表层在风、雨浸蚀下，逐步风化脱落。2001年7月采用挖沟植草技术进行绿化，至今植物长势良好，覆盖度达到85%以上。
5.2 成都至南充高速公路K53+401——K53+256
　　该坡面为沙、页互层，垂直高度达35m，坡比1:1至1:1.5，2001年3月挖沟植草，经过一年四季不同气候条件的考验，现草层高度15cm，中间间生部分小灌木，植物覆盖度达到95%以上。
5.3 重庆至合川高速公路K6+230——460
　　该路段为深挖方地段，边坡岩质为页、沙互层。岩石表层多破碎物，垂直高度30多米。2001年10月，采用挖沟植草技术进行生物防治，在缺水、少雨，低养护条件下覆盖达到95%以上，所栽草本植物长势良好，没有出现发黄、枯死现象。