植被混凝土生態修復技術在陜北某景區邊坡治理中的應用探討

趙師軍，石鵬程

（西北有色工程有限責任公司,陜西 西安 710038）

近年來隨著生態文明建設的持續推進,文旅建設項目既充分利用了大自然的饋贈,同時也從另一個角度加強了“綠水青山”建設。本次以陜北某文旅項目中河谷溝道兩側邊坡為研究對象,對比幾種邊坡生態修復技術在工程區的適宜性,進而探討植被混凝土生態修復技術在此邊坡修復過程中的應用。

1 研究區概況及地質環境現狀

研究區位于神木市禿尾河左岸,屬半干旱、半沙漠大陸性季風氣候；年差與日差氣溫變化較大,降水年際變化大,降水主要集中在夏季與秋季,9月份最為集中；冬季嚴寒而干燥,多西北風,降雪稀少。

研究區地貌單元為禿尾河河谷兩側岸坡地貌,地形地貌復雜,地層巖性單一,地質構造發育,巖體破碎,地表構成了易產生邊坡病害的地質條件。出露巖性主要為侏羅系（J）砂巖、泥巖,呈砂泥巖互層狀,泥巖和砂巖差異風化嚴重,砂巖呈碎裂塊狀,泥巖呈中～厚層構造,為邊坡崩塌主要物質組成。區內河流流向由北向南,河道長度約800 m,河床下切,河道較窄,河床兩側基巖裸露,岸坡下部近乎直立,上部堆積有第四系松散層,坡度較緩。

范圍主要為河道兩側岸坡,其中左岸邊坡總長度約780.0 m,右岸邊坡總長度約600.0 m,岸坡主要為基巖邊坡,上部覆蓋有第四系松散層,邊坡高度16.0 m～38.0 m,上部松散層坡度緩,厚度約3.8 m～15.2 m,下部基巖坡面陡立,巖體表面風化嚴重,有基巖碎塊掉落。其中治理河岸東側擬治理區域既存在崩塌、落石等隱患,又有綠化要求。

2 邊坡生態修復技術適宜性對比

2.1 種植槽（V型槽）綠化技術

在邊坡坡面按設計間距打入錨桿,并在坡面外端預留一定長度,以此預留錨桿為載體,在其上構筑鋼筋混凝土種植槽,在槽內回填種植土,并栽植喬木、灌木等植物,進而形成一種呈線狀至面狀的綠化區。該種辦法適宜高陡硬質邊坡,施工過程需借助腳手架或垂直運輸設備,施工難度較大且工程痕跡較重,復綠面由線狀發展為面狀需要較長的過程。考慮研究區為文旅區,不適宜體現出過重的工程痕跡,邊坡砂巖及泥巖的互層狀分布導致差異性風化嚴重,大量錨桿施工會加劇崩塌可能性,綠化率及綠化周期的局限性也導致該種復綠方式的欠佳性。

2.2 藤本護坡技術

藤本植物在高陡巖質邊坡修復中具有獨特的優勢,適應性強、根系發達、施工方便、造價低。結合研究區邊坡裂隙發育的特點,通過種植爬山虎或結合種植槽覆土栽植爬山虎,既能達到綠化的效果同時能夠起到防止水土流失、在一定程度上起到護坡作用,同時研究區具有文旅的特性,一定規模的爬山虎也能因四季不同而獨成一景。但藤本植物護坡局限性在于復綠周期較長,短期內達不到景區綠化要求。

2.3 植被混凝土生態修復技術

該技術是一種護坡新型植物生長基材,由砂壤土、水泥、有機質、植被混凝土生態改良劑、混合植綠物種等組成,然后通過噴射機噴射至坡面[1]。適用于 45°～85°的各類土石邊坡、巖質邊坡邊坡,具有一定的強度和抗雨水沖刷能力,滿足植被生存的環境要求。該項技術能夠實現工程防護與生復綠的雙重效果。

3 研究區生態修復技術方案的確定

針對本項目邊坡坡面巖體破碎,差異風化嚴重,易引發崩塌地質災害的特點,治理思路首先是通過工程治理解決邊坡存在的崩塌隱患,其次是在工程治理的基礎上進行生態復綠,并能夠做到短期內實現大面積復綠并于景區生態景觀相協調。基于安全、協調、長期、高效的原則,本次采用SNS主動防護網+植被混凝土技術對邊坡進行綜合治理。

4 植被混凝土生態修復技術實施方案

施工工藝：坡面平整→掛網、錨固→植被混凝土基材準備→坡面清理、濕潤→噴射植被混凝土基層→噴射植被混凝土面層→養護管理[2]。

4.1 坡面平整

依據坡面工程治理要求清理邊坡危巖、浮石、樹根等,重點清理明顯凸出原始坡面的浮石,但避免超挖；對于明顯凹進的地段,可進行填補,借助風鎬將基巖面鑿毛,浸潤后采用水泥砂漿填平抹面。

4.2 掛加筋網和錨釘錨固

加筋網利用主動防護網的S0/2.2/50格柵網,除按照主動網的設計要求進行施工外,為保證噴射基材植被混凝土層與金屬網的局部穩定,確保噴射基材附著,需對格柵網加密錨固。錨釘采用HRB400級Φ20鋼筋制作,錨入巖體深度90 cm,錨釘間距1 m×1 m。錨桿外露10 cm。局部坡度＞85°,錨釘處增設Φ14壓網鋼筋。對于巖體松散、風化嚴重區域應進行加密處理,從而保證坡體穩定。防護網由上至下按設計高度鋪設,加筋網的安裝要保證張緊,網片之間及錨釘接觸部位通過鐵絲綁扎。防護網應與坡面保持一定的距離,一般為5cm～7 cm,局部間距較小處用墊塊支撐。

4.3 植被混凝土基材制備

參照以往的工程案例,結合該地區氣候及自然條件及景觀設計要求,水泥選用PO42.5,種植土就近取料,有機質采用酒糟或醋渣,植物草種選用適宜當地生長的禾木科狗芽根、高羊茅、苜蓿等,灌木種以紫穗槐為主,摻入截葉胡枝子等[3]。本次設計植被混凝土材料組成見表1。

表1 植被混凝土材料構成表［3］

4.4 噴播植被混凝土

加筋網鋪設和錨釘安裝結束并經驗收合格后,準備進行噴播施工。配料現場拌制,采用干式噴漿法進行,噴播厚度平均10 cm,分為兩層,基層和面層,基層厚度7 cm～8 cm,面層厚度2 cm～3 cm,面層含有草種,噴播時噴管頭與坡面垂直,且與坡面距離不超過1 m[3]。基層與面層噴播時間間隔應控制在4 h以內,面層噴護之前在坡面上噴一次透水,保證基層和表層的粘結。噴射從坡面由上之下進行,每次噴護單寬4 m～6 m,高度3 m～5 m。噴射移動可采用“S”形或螺旋形移動前進,先噴凹陷部分,再噴凸出部分。

4.5 養護管理

1）植被混凝土施工完畢后,隨機進入養護階段,養護期不少于60天。當遇到連續低溫、降雨時,可適當延長養護。

2）養護工作主要包括無紡布覆蓋、結合降雨量進行灌溉、日常病蟲害防治以及苗木修補等。

3）此次設計永久噴灌系統進行養護,噴灌系統主管道布置于坡頂,噴頭間距根據邊坡走向現場調試確定,調試后的噴灑覆蓋范圍必須覆蓋邊坡的每個部位。

4）強降雨過后及時檢查邊坡穩定狀況、防護網的松動以及植被沖刷情況,并依據現場情況及時制定補救與防范措施,同時加強監測。

5 結論

SNS主動防護網+植被混凝土技術是生態護坡與傳統護坡工藝的組合創新應用,將植被混凝土生態防護從穩定裸露巖壁的復綠拓展至具有崩塌地質災害特點的邊坡,針對該項目邊坡災害特點及景區景觀要求,采用SNS主動防護網+植被混凝土技術,治理面積達4000 m2,實現了消除工程邊坡潛在崩塌隱患,兼顧景區景觀環境相協調的雙重目的,能夠針對性地實現工程防護和生態防護的雙重效果。