三維植被網植草支護在強風化巖邊坡的應用

吳華藝

廣東省水利水電第三工程局（523710）

1 工程概況

臺山核電廠一期工程淡水水源工程新松水庫位于臺山市赤溪鎮的曹沖河，壩址位于曹沖河下游新松村附近，是臺山核電廠工程的配套工程，主要任務是為臺山核電廠提供淡水,年供核電淡水量900萬m3。本工程屬Ⅰ等大(1)型工程，主要建筑物級別為1級，次要建筑物級別為3級。主要建筑物包括新松水庫大壩、輸水管線及進庫道路。

2 壩肩邊坡情況簡介

新松水庫碾壓混凝土重力壩壩頂高程51.0 m，左右壩肩邊坡均為單薄條形山體，分4級邊坡進行開挖支護，底下三級邊坡每級高差10 m，坡比均為1∶1，第四級邊坡從81.0高程起按1∶1邊坡開挖順延至原山體植被覆蓋層。每級邊坡設寬1 m的馬道，坡腳設橫向排水溝，邊坡左右邊上順坡體設縱向排水溝。底下第一級邊坡下半部為弱風化花崗巖，上部為強風化花崗巖，二級邊坡以上巖性均為強風化粒狀花崗巖，局部含有沙土。原設計要求底下一級邊坡用鋼筋混凝土護坡支護，二級邊坡以上植草皮護坡支護。經現場實際施工驗證，在這些強風化巖上種植的草皮存活率只有不到10%，后經施工、設計、業主共同商討，二級邊坡以上采用三維植被網支護。左右壩肩三維植被網支護施工2010年4月份完成，現植被成長效果甚好。

3 三維植被網護坡技術概要

三維植被網護坡是指利用活性植物并結合土工合成材料等工程材料，在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術。根據邊坡地形地貌、土質和區域氣候的特點，在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料并按一定的組合與間距種植多種植物。通過植物的生長活動達到根系加筋、莖葉防沖蝕的目的，經過生態護坡技術處理,可在坡面形成茂密的植被覆蓋，在表土層形成盤根錯節的根系，有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高邊坡的穩定性和抗沖刷能力。其作用機理是∶三維植被網是由多層塑料凹凸網和高強度平網復合而成的立體網結構。面層外觀凹凸不平。材質疏松柔韌，留有90%以上的空間可填充土壤及沙粒，將草籽及表層土壤牢牢護在立體網中間。

本工程所用三維植被網主要技術要求∶

1）網寬≥2000 mm，厚度≥12mm，單位面積重量≥260 g/m2，橫向縱向強度≥1.6 KN/m，顏色為淺綠色，具有阻燃性能，無環境污染，網墊降解后不留痕跡。2）U型錨釘長28 cm，寬5 cm，采用Φ8圓鋼制作。3）草籽選擇應具備抗旱、耐脊、根系發達的品種,并且采用草坪種子與灌木種子混搭形式，經銷商應具備相應的資質，防止假冒偽劣產品。4）巖質排水溝開挖成型后采用三維植被網植草支護，土質排水溝采用厚6 cm的C15預制塊支護。

4 三維植被網施工

4.1 三維植被網施工工藝流程

邊坡開挖成型→邊坡平整→掛網→固定→覆土→噴播→覆蓋土工薄膜→養護管理。

4.2 施工方法

1）邊坡開挖、修整。開挖前，測出開挖輪廓線，并做好標記，用挖掘機將面上覆蓋層自上而下分層挖除，機械無法直接挖除的部位，從邊坡開口線按預留保護層位置鉆孔進行爆破施工，鉆孔時孔斜應與邊坡坡比一致。爆破開挖后，邊坡開挖基本成型，然后進行坡面超欠挖修整處理，確保坡上雜石碎物清理干凈，低洼處回填夯實平整，坡面平順。2）溝槽開挖。在每級邊坡坡腳以及坡面兩臨邊順坡位置按照施工圖紙設計尺寸人工開挖排水溝溝槽和預埋三維植被網溝槽。水平橫向排水溝開挖時，溝底高程平順，防止出現溝內積水，排水不順情況。3）掛網、固定。將三維植被網沿坡面全鋪設,并于坡腳及頂部分別將三維網上、下邊壓入排水溝內并用木樁固定,再回填土覆蓋；坡面三維網用U型鋼釘固定,間距為200 cm梅花形布置;三維網搭接寬度不小于10 cm,U形鋼釘需適當加密。鋪設時注意三維網植生層厚度不應小于5 cm,力求網與坡面之間保持平順結合，平整,不打褶皺。4）覆土、噴播。三維植被網鋪設完畢，將泥土均勻覆蓋于三維植被網上，將網包覆蓋住，直至不出現空包，確保三維植被網上泥土厚度不小于10mm。草籽選用適合當地生長根系發達的草種,并摻入種子量的30%～40%灌木種子,噴播前，草籽與肥料應充分拌和均勻,噴播時，應均勻覆蓋整個坡面，嚴禁出現部位漏噴情況。5）養護管理。噴播草籽后及時覆蓋透氣土工薄膜,以防雨水沖刷。根據天氣情況，適時進行灑水施肥，直至草籽成長并覆蓋坡面，澆水時，采用霧狀噴施，防止形成徑流，造成草籽分部不均勻影響覆蓋率和草籽成長后邊坡的美觀。

5 三維植被網植草支護在本工程運用的特點

1）施工時期選擇適當。臺山市地處南亞熱帶季風性氣候區，氣候特點是高溫多雨。常年平均氣溫22.3℃；常年平均降水量2347 .2mm，降水集中4月～9月之間。本工程三維植被網植草施工安排在三月份，氣溫適宜，無暴雨沖刷，適合草籽生長。到5月份雨季來臨，邊坡的植被覆蓋率已達到70%以上，能承受雨水的沖刷，加上陽光雨水充足，生長迅速，并且不需專門人工灑水養護。2）支護邊坡巖性為強風化巖。一般三維植被網植草支護，其巖性均為土質邊坡或者土石邊坡，而強風化巖邊坡的支護形式一般采取錨噴支護或者混凝土護坡。本工程在強風化巖邊坡支護選擇三維植被網植草支護是一種新的嘗試。至于為什么要去采取這樣一種嘗試，主要是草皮護坡在強風化巖邊坡上存活率太低，而采取其他支護形式又不滿足綠化要求。3）草籽選擇、搭配恰當。本工程噴播的草籽，采用草坪草籽和灌木種子混合搭配的形式。草坪草籽選擇適合本地生長的耐熱、抗旱、耐瘠的絆根草，而灌木種子選擇狼牙草。絆根草長生期長，生活力強，根系發達，繁殖迅速，蔓延快，成片生長，易于與其他植物共存；狼牙草抗旱、耐脊，生活力強，枝葉茂盛、根系發達、莖低矮（0.8～1 m）、生長周期長。草籽配量上，絆根草7～9 g/m2,灌木種子用量為絆根草的30%～40%,這兩種植物均適合在強風化巖邊坡生長，其發達的根系，能夠滲透入巖層裂隙，而且能夠防止強風化巖邊坡中局部沙土的流失。4）施工成本降低明顯。三維植被網植草護坡成本是錨噴混凝土和干砌塊石護坡成本的1/7，漿砌塊石護坡成本的1/8。本工程中邊坡支護總面積4.32 km2,涉及進庫道路沿路邊坡、大壩壩肩邊坡以及下游永久征地部分、石料場水上開采階面等，其中有70%的支護面積巖性為強風化巖，不適合草皮護坡施工，采用錨噴支護不但成本高，而且不符合公路、庫區的綠化要求。所以采取三維植被網施工是最好的選擇,不但造價低，施工簡單，而且只要選擇好合適的施工季節，后期維護管理費用較低。5）符合庫區綠化需要。現代社會講究綠色環保，修筑大壩建水庫，本身對生態環境就有一定的破壞，三維植被網植草支護這種“綠色支護”更符合水庫綠化美化的需要。

6 結語

本工程左右壩肩以及部分沿進庫道路強風化巖邊坡采取三維植被網植草支護,至2012年初完成施工面積22000 m2，2010年種植的草籽,經過兩年的生長，覆蓋率達100%，狼牙草平均莖高0.9 m，枝葉茂盛，現絆根草和狼牙草根系己充分發育，并與土工網完整結合在一起，在兩年內的多次大暴雨襲擊下，邊坡完好無損，防護效果好，而且有美化綠化作用。通過臺山工地試驗，三維植被網植草支護可以運用在強風化巖邊坡，而且效果較佳，可供類似巖性邊坡支護參考。

[1]三維植被網在路基防護施工中的應用[J].遼寧省交通高等專科學校學報,2006,11(第八卷)增刊.

[2]三維植被網防護在高陡及碎石質土邊坡上的應用[J].中南公路工程,2001(03).

[3]臺山核電廠淡水水源工程水土保持專項設施施工圖紙設計報告[R].中水珠江規劃勘測設計有限公司.