噴播基材新技術在高速公路邊坡生態防護中的應用

馬海兵

（呂梁環城高速公路建設管理處，山西 呂梁033000）

1 工程概況

呂梁環城高速公路位于山西省呂梁市所轄離石區及方山縣境內，是山西省“三縱十二橫十二環”高速公路網規劃中的重要一環。路線全長38.188 km，雙向四車道，路基寬度26 m，設計時速80 km/h。本項目位于呂梁北部山區半干旱大陸性季風氣候，四季分明，差異懸殊。春季干燥，雨少風多；夏季炎熱，雨量集中；秋季涼爽，氣候宜人；冬季寒冷，降雪偏少。年平均氣溫8℃、9℃左右。8、9月份降雨較多，小范圍滑坡、濕陷性黃土塌陷等地質災害頻發。沿線地貌有黃土梁、峁及基巖山坡、沖溝等，黃土塌陷、落水洞較發育，主溝底部多出露上第三系上新統（N2）黏性土，地表覆蓋第四系上系統（Q3）、中新統（Q2）黃土厚15～65 m。沿線高填深挖路段較多，最大填土高度40.9 m，最大挖方深度79.7 m。施工給原地貌及植被造成破壞嚴重，防護工程難度較大，尤其是K17+050段和K19+520段邊坡坡角均在60°以上。針對這種情況，結合工程的實際，經過多方考察篩選和論證，最終研究出了噴播基材新技術，對該路段進行了強制綠化，取得了成功。

2 噴播基材的基本原理[1]

噴播基材技術是以生物學理論和工程力學為依據，采用團粒劑將客土（生育基礎材料）形成團粒化結構，將緩效性肥料、草籽種子等按一定配比，攪拌均勻后加入噴播設備中，通過泵、壓縮空氣噴射到坡面上形成連續空隙的硬化體，具有一定厚度的耐雨水、牢固透氣，與自然表土相似或者更好的土壤結構。種子可以在空隙中發芽、生長，以達到恢復植被、保護環境的目的，實現邊坡防護和景觀綠化的完美結合。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

工藝流程：施工準備→施工放樣→平整坡面（含坡面處理）→開挖溝槽→鋪網、釘網→噴播基材→噴植物種子及營養液→養護→植物自然生長。

3.2 坡面處理

本項目采用人工清除雜物，填筑沖溝，確保坡面整體平整，為鋪平鐵絲網打好基礎。施工前2 m范圍內坡面的凹凸度平均為±20 cm，最大不超過±30 cm。

3.3 測量放線

測量放線人員使用水平儀及卷尺按照縱橫間距2 m放點，確定主錨桿的鉆孔位置，然后在相鄰的主錨桿之中點上插補輔助錨桿的點位。

3.4 鋪網、釘網[2]

本工程采用高棱形鍍鋅鐵絲網，鐵絲網規格為14號；網孔規格為5 cm×5 cm；網寬規格為200 cm。將高棱形鍍鋅鐵絲網向坡頂上方延伸60 cm以上，用錨釘固定。

在較陡邊坡上，沿坡頂線以每米1枚設置主錨釘，與鐵絲牢固連接。主錨釘采用φ16鋼筋，長300～350 mm（可根據邊坡實際情況作相應調整），其他錨釘采用“L”型φ6～φ8的鋼筋（土質邊坡用木樁加固，根據現場實際情況確定木樁大小），鋼錨釘長度為150～200 mm。“L”型錨釘按間距50 cm×50 cm設置。在鋪面網搭接處布置一行，間距1.0 m，在坡面其余位置，每平方米不少于3個“L”型錨釘，呈梅花型布置。對于個別不平順的坡面須增設“L”型錨釘，確保鋪網貼附坡面。對回填堆積區的加固采用φ30～φ40，長300～400 mm的木樁或錨釘進行加固。釘網大樣如圖1所示。

圖1 釘網大樣圖（單位：cm）

3.5 材料混合及攪拌

材料的混合組成有：巖石綠化料、當地土料、有機復合肥、纖維等。

將原料按照一定配比放入攪拌機拌合均勻，其中有機復合肥、纖維加入比例后視采用原料的養分、巖石類型及現場土壤的含水量而調整。

3.6 噴播基質和種子[3]

本工程施工噴播時采用噴播機，將噴播基材混合物噴到施工坡面上。噴射的角度盡可能從正面進行，按照從上到下、從左到右順序操作，盡量避免仰噴，凸凹部要注意不能漏噴，不能留死角。噴播到最后一遍時，將種植土、紙漿或者木纖維、保水劑、黏合劑、草種攪拌均勻后，噴灑到施工坡面上，厚度在10 cm左右。

噴播結束后，采用高分子聚合物制成的無紡布由上至下覆蓋施工后的坡面，有利于保濕、防沖刷。無紡布密度要求15～18 g/m2。噴射工藝流程圖如圖2所示。

圖2 噴射工藝流程圖

3.7 苗期的養護管理[4]

工程施工結束以后對植物進行養護，在種子從出芽至幼苗的生長期間，應該加蓋無紡，30～45 d后開始揭布，在此期間必須澆水養護，保持土壤濕潤。幼苗期應每隔1～3 d的早晨澆一次水（根據不同的情況，如果在炎熱的夏季可以早晚各澆一次水），澆水時應采用水滴霧化的方法進行（如果有條件可以安裝霧化噴頭），生長期隨著植物的生長可逐漸減少澆水的次數，并根據天氣降水情況適當地調整。在草坪逐漸生長的過程當中，根據情況對草坪適時施加肥料和對草坪進行防治病蟲病害，施加肥料時應堅持“多次少量”的原則。噴播完一個月以后，對草坪應該全面檢查植草生長的情況，對其生長明顯不均勻的位置加以補播。

4 噴播基材技術特點及應用效果

4.1 噴播基材技術特點

a）技術領先。傳統方法，是對邊坡及臺階面進行漿砌防護、植草處理。這種修復方法工期長、工程量大，人工痕跡明顯。噴播基材技術致力于“以自然的方式恢復自然”，把邊坡修復上升為恢復。實現了噴播基材以灌木為主、鄉土植物優先、地貌分級復制自然、兼顧景觀效應的目標。通過綠色錨桿、植物多樣性等工作手段，達到了1～2年免養護、逐漸恢復為原貌的技術水平。

b）見效迅速。噴播基材技術是根據整治坡面地質情況及風向、雨水徑流、植被調查等情況，先因地制宜制定恢復方案。在清除地質災害隱患后，立即進行噴播作業，優先采用鄉地物種，重點選擇適宜作為“綠色錨桿”的物種，其根系發達，生命力強，像錨桿一樣扎根于巖土中吸取必需的養份。噴播結束后2～3個月即可見綠，一年后灌木開始生長，植物生態群落初見成效，1～2年實現免養護。噴播作業基本不受季節影響，春、夏、秋三季均可施工，工期短，見效迅速。

c）效果明顯。實施噴播后，隨著時間延展，木本植物根系扎入巖土縫隙，織成龐大的網，促進坡體穩定的同時，綠化效果明顯，綠化率90%以上（不含景觀裸露），木本植物覆蓋率達到65%～80%，冬季綠度15%～50%。植物恢復自然生態，與山體融為一體。

4.2 噴播基材的應用效果

通過“噴播基材技術”達到土體穩定，恢復生態的目標。施工一年內效果，如圖3、圖4所示。

圖3 兩個月后效果

圖4 8個月后效果

基材噴播3～20 d，草種樹種逐步發芽，邊坡逐步變綠，30～60 d成坪；植被蓋度不低于60%，施工結束一年后，邊坡綠化以樹為主，草坪等為輔。三季常綠，冬季半綠。樹高草低，達到立體綠化效果雛形。基本達到了生態恢復效果，植被蓋度95%（景觀裸露除外）；施工結束兩年以后，植被蓋度99%以上，無需人工養護。

5 結語

噴播基材新技術施工工藝簡單、施工方便、機械化程度高，生態效益與經濟效益顯著。該技術適用于邊坡比較穩定，但坡面比較陡的路堤與路基。噴播基材新技術相對比較成熟、造價相對較低、效果相對較好，在我國山區公路上可以得到廣泛應用。