基于臺階植生法的公路擋土墻生態防護

吳穎峰

(浙江交通職業技術學院路橋學院，浙江杭州 311112)

隨著生態公路的提出，公路邊坡的防護形式已由傳統的工程防護向生態防護發展。生態工程護坡是利用活性植物與工程材料的組合，在坡面上構建一個具有生長能力的功能系統，增加邊坡穩定以達到護坡目的。這項技術在國內出現的時間不長，處理的方法卻比較多，如三維植被網、濕法噴播［1］、客土噴播［2］、植生袋［3］等。此類方法使用效果各有優缺點，總體而言，適用于各類原生土、石邊坡，但在公路擋土墻的外表直接進行植物種植存在很大的困難。本文敘述了一種用于公路擋土墻生態防護的新型的臺階植生法。

1 防護機理

在原有邊坡生態防護基礎上進行技術改進，以形成新型的邊坡生態防護法。在陡峭的擋土墻坡面上，使用SNS柔性防護網主動系統固定綠化基礎材料［4-5］，造出臺階狀的穩定又平坦的生長基盤(土壤)，并進行因地制宜的綠化，這就是臺階植生法。

1.1 植生袋

植生袋直接按臺階狀疊放在擋土墻墻胸表面，再用SNS柔性防護網主動系統固定。由于墻胸坡度較陡，隨著種植的植被長大，以及在長期降水影響下，植生袋體易下滑，不利于生態防護的穩定，因此，采取了臺階法施工，植生體按臺階狀疊放處理，這有利于綠化體的穩定。植生袋分五層，最外及最內層為尼龍纖維網，次外層為加厚的無紡布，中層為綠化基材、纖維、種植土等基材混合物，次內層為能在短期內自動分解的無紡棉纖維布。

1.2 SNS柔性防護網主動系統

該系統是通過錨桿和支撐繩固定，將鋼繩網覆蓋在有潛在崩塌災害的坡面上，阻止崩塌發生和限制其活動范圍，防止落石危害。

它的工作機理是通過固定在錨桿或支撐繩上并施以一定預張拉的鋼繩網，抑制細小顆粒撒落或土體流失，對整個邊坡形成連續支撐，其預張拉作用使系統緊貼坡面并產生了局部巖體及土體移動或細微位移后將其裹縛于原位附近的預應力，從而實現其主動防護的功能。由于其柔性特征能使系統將局部巖土體中下滑力向四周均勻傳遞，充分發揮整個系統的防護能力，因此使系統承受力提高。

采用錨桿為自進式中空注漿錨桿，能起到加固擋土墻與固定防護網的作用。錨桿采用的厚壁無縫鋼管材料，表面螺紋成形工藝以及相應的配件，是一種集鉆進、注漿、錨固功能為一體的錨桿。錨桿鉆至設計深度后，無需拔出，錨桿的深度可根據鉆進情況任意加長或縮短。其中空可作為注漿通道，從錨桿中空孔注入至桿體端頭后，再從桿體與孔壁間隙回返至錨孔外端，從而保證黏結材料充滿錨孔。在止漿塞的作用下，可實現封閉壓力注漿，使漿液向墻體空隙和裂縫中擴散，與錨孔中漿液固化后形成樹狀體系，進一步提高錨固作用及加固墻體。

將植被的防護與SNS主動系統相結合，可形成一種有效的柔性防護系統。

2 工程應用

2.1 工程概況

本項目位于浙江49省道青田縣西門大橋北端。擋土墻高約25 m，為干砌塊石重力式擋土墻，其邊坡坡率為1∶0.3～1∶0.5，并在局部坡面已有自然生成的植被。但仍有大部分砌石外露，且植被生長凌亂，對已有自然生成植被的坡面，在不破壞原植被生長的前提下進行人工修整。對裸露的砌石擋土墻坡面，采用臺階植生法進行綠化，設計情況見圖1。

圖1 臺階植生法代表性斷面(單位:cm)

2.2 施工與養護管理

2.2.1 SNS柔性防護網主動系統施工

基材混合物由綠化基材、纖維、種植土等按一定比例混合而成，其體積配合比一般采用綠化基材:纖維:種植土=1∶2∶2。綠化基材由有機質、肥料、保水劑、穩定劑、團粒劑、酸度調節劑、消毒劑等按一定比例混合而成，具體配合比須根據巖體堅實度、巖體類型、氣候狀況和原料質量進行組配。所用綠化植物種子為常春藤、迎春花等草本種子，并加入由小葉女貞、小葉蚊母、長紅繼木、銀合歡、多花蘭、小葉赤楠組成的喬灌木種子，草灌比例宜為3∶7。施工時選擇在擋土墻附近的開闊場地進行現場拌合裝袋，基材裝袋時應盡量密實。

施工時應首先平整坡面，清除原擋土墻表面的浮土等其他一切雜物，填平較大的坑穴。然后進行鋪設固定，把植生袋按臺階狀碼放，同時通過錨桿和支撐繩以固定的方式將鋼繩網蓋在植生袋上，當施工到擋土墻體底部附近時，錨桿應固定在坡腳處并填土壓實。

2.2.2 錨桿施工

按照設計圖要求，用油漆現場標注錨桿位置，隨后進行鉆進，使用風動鑿巖機鉆眼，方向大致與墻面垂直。風鉆就位后，先接1根長3 m的錨桿鉆進，風槍開孔時鉆速不宜太高，等鉆深30～50 cm后轉入正常鉆速。第一節錨桿鉆完后，風槍與錨桿脫離，使用錨桿連接套接長;第二節錨桿繼續鉆進，按此法依次接桿直至鉆至設計深度，最后一節錨桿外露10～15 cm。

鉆進過程中，如遇墻體背后空洞過大或松弛巖石，應加長錨桿至進入穩定巖體3 cm。以錨桿長度控制，鉆到深度后進行清孔。拆卸連接風槍與錨桿的纖維外套，然后將止漿塞通過錨桿外露端打入孔口約30 cm處，進行固定，安裝拱形墊板及球形螺母，完成一根錨桿的鉆進作業。最后開始灌漿，砂漿灌注時的水灰比應控制在0.35～0.45，使用強度等級不低于32.5的硅酸鹽水泥，且注漿須飽滿。

整個系統由高強度鋼繩柔性防護網、錨桿、支撐繩及其它安裝附件組合而成。與傳統的施工方法相比，該系統克服了剛性防護施工中諸多弊端，采用模塊化安裝方式，縮短了工期和施工費用。

2.2.3 養護管理

施工結束后，為了提高種子的發芽率和成苗率，應使用無紡布覆蓋植生袋，并用U型釘臨時固定，從施工結束到出苗以后的幼苗期，都需要每天灑水。灑水時最好采用水滴細小的噴水設備，均勻噴灑，尤其是首次澆水時要用小水頭成噴霧狀從遠處向坡面緩慢淋灑，不可用大水頭順坡面放水，以免邊坡上部的種子被沖到邊坡下部，造成上部植生袋內種子發芽不均勻。每次的灑水量以保持土壤濕潤為原則，每日灑水次數視土壤濕度而定，直至出苗成坪，在成苗后期灑水要求同上。等幼苗長到5～6 cm或若干葉片時，揭去無紡布。當喬灌草根系將土層固定在墻體上時，可進入常規化養護階段。

3 結語

擋土墻在公路邊坡防護中占有很大的比例，臺階植生法改變了公路擋土墻傳統單一的邊坡防護作用，將公路的工程防護與綠化防護有效結合，既美化了公路景觀，又加固了邊坡。雖然此方法相比于其它生態防護法造價偏高，但其帶來的積極效應卻是其它方法無法企及的。在提倡公路生態化的大背景下，臺階植生法將在擋土墻生態防護方面具有廣闊的應用前景。

［1］中華人民共和國交通部．JTG D30—2004 公路路基設計規范［S］．北京:人民交通出版社，2004．

［2］吳穎峰．客土噴播技術在公路巖質邊坡防護中的應用［J］．路基工程，2011(2):163-165．

［3］鄧輔唐，鄧輔商．植生袋在高速公路石質邊坡生態防護中的應用［J］．中國水土保持，2005(1):42-43．

［4］羅四元．SNS柔性防護系統在既有線路基病害防治中的應用［J］．鐵道建筑，2010(3):74-76．

［5］楊建宏，陳浙江，王玲娟，等．TBS植被防護在公路邊坡治理中的應用［J］．鐵道建筑，2010(10):90-92．