公路邊坡防護新技術(shù)應(yīng)用

摘 要：文章從技術(shù)簡介、施工工藝等方面闡述了利用黃土地區(qū)公路客土噴播復綠技術(shù)實現(xiàn)邊坡穩(wěn)固和永久綠化的優(yōu)勢。通過對比闡述適用范圍、經(jīng)濟性、適用性，強調(diào)了其在生態(tài)修復和公路綠化中的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：公路 邊坡防護 新技術(shù)

0 引言

客土噴播復綠技術(shù)通過整修公路邊坡坡面、鋪設(shè)復合材料網(wǎng)加筋，將有機質(zhì)、肥料、粘合劑等配制成專用基質(zhì)，與種植土、種子混合后，用噴播設(shè)備均勻噴射到坡面，形成坡面防護層，實現(xiàn)公路邊坡穩(wěn)固及永久綠化目的。

1 技術(shù)簡介

1.1 客土噴播復綠基本原理

客土噴播復綠技術(shù)在公路邊坡加固實施中，應(yīng)選擇適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境的鄉(xiāng)土植物，通過合理配置喬木、灌木和草本植物，其群落的獨特生態(tài)位分化要能與原生植物物種重疊共存，可以形成穩(wěn)定的生態(tài)群落。這種群落結(jié)構(gòu)有助于減少物種間的競爭，促進生物多樣性，并增強生態(tài)系統(tǒng)的自我維持能力，從而提高公路邊坡的生態(tài)功能和穩(wěn)定性。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢

公路工程常用的骨架植物防護主要用于土質(zhì)和全風化巖石邊坡坡率緩于1∶0.75的邊坡，但在鹽堿地及干旱地區(qū)植物死亡率高，不容易成活，骨架容易損壞。而客土噴播復綠技術(shù)適用于各種公路邊坡坡率的黃土邊坡及巖石坡面，它可以在土壤比較貧瘠、高硬度的邊坡坡面上進行綠化與防護，在坡比偏陡的坡面，可與掛網(wǎng)、菱形及拱形骨架防護相結(jié)合綜合運用，即增加了邊坡穩(wěn)定性又可綠化使之與自然景觀融合。主要表現(xiàn)在：

（1）適用范圍廣?？屯羾姴途G技術(shù)可適應(yīng)不同氣候及土質(zhì)，通過調(diào)整綠化基材實現(xiàn)邊坡綠化防護。

（2）結(jié)合工程防護，用于陡急邊坡和不穩(wěn)定巖基。先錨固鐵絲網(wǎng)和錨桿，再用厚層基材植被護坡。

（3）抗侵蝕和水土流失。粘合劑使基材硬化，與公路邊坡坡面緊密粘接，避免沖刷侵蝕。植被與基材共同增強抗侵蝕性。

（4）保障植被快速成型和生態(tài)穩(wěn)定。混噴基材厚度約10cm，滿足植物安全生長需求。

1.3 擬解決的問題

（1）黃土地區(qū)高鹽堿土質(zhì)公路邊坡的邊坡綠化、邊坡被雨水沖蝕而導致邊坡不穩(wěn)及水土流失的難題。

（2）具有生態(tài)環(huán)境保護要求及生態(tài)恢復的公路路基邊坡防護工作中自然植被生長緩慢、植物物種單一的問題。

2 客土噴播基材的組成與選擇

2.1 客土噴播基材的組成

（1）黏結(jié)劑優(yōu)選：黏結(jié)劑在客土噴播中至關(guān)重要，需確?；慕M分緊密結(jié)合并抵御侵蝕。傳統(tǒng)無機材料有局限，新型環(huán)保黏結(jié)劑如聚合物乳液等逐步引入，提升黏結(jié)性能，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進植物生長。

（2）有機質(zhì)補充：有機質(zhì)是土壤肥力核心，添加腐殖質(zhì)、生物炭等提升肥力，促進植物生長，改善土壤物理性質(zhì)，提高抗侵蝕能力。

（3）微生物菌劑引入：微生物菌劑加速土壤熟化，提高養(yǎng)分利用率，促進植物生長，并增強抗病蟲害能力。

（4）纖維材料強化：纖維材料增強基材結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高抗拉強度和抗剪強度，改善透氣性和透水性，為植物生長創(chuàng)造良好環(huán)境。

綜上所述，客土噴播基材組成需科學配比和優(yōu)選材料，以滿足工程需求并符合生態(tài)要求，提升生態(tài)修復工程質(zhì)量和效率。

2.2 客土噴播基材的選擇

2.2.1 客土噴播基材選擇總體要求

黃土地區(qū)公路邊坡客土噴播基材的選擇應(yīng)綜合考慮適應(yīng)性、環(huán)保性、經(jīng)濟性、可持續(xù)性和多元化等多個方面。通過科學配比和優(yōu)選材料，確保基材能夠滿足公路防護工程需求并符合生態(tài)要求，為黃土地區(qū)公路的生態(tài)修復工作提供有力支持?；牡谋壤龑ν寥懒芽p和剝離有很大關(guān)系，同時也關(guān)系到植物種子的發(fā)芽、生長以及防護能力的形成。客土噴播中所用的各種基材的比例是通過實驗來確定的?；倪x擇有以下總體要求。

①基材本身應(yīng)無害，對周圍環(huán)境應(yīng)無污染，且符合下列要求。

a.有機質(zhì)含量≥40%；b.腐殖質(zhì)含量＞15%；c.氮、磷、鉀（N+PO+KO）含量≥4.0%；

d.含水量≤40%；e.pH值：5.5-7.5；f.粒度（＜5mm）：不低于70%。

②基材拌合好后要松散適度，方便施工。

③基材要粘結(jié)牢固，防止自身重力、風吹或雨水沖刷導致脫離坡面。

2.2.2 客土噴播的材料要求

①種子：選擇優(yōu)良草本植物混播。

②客土材料：以天然有機質(zhì)土壤改良材料為主，混入有益有機質(zhì)及無機質(zhì)。

③營養(yǎng)材料：采用高效化學及緩效肥料，由有機肥、化肥、表土拌和而成。

④穩(wěn)定劑：采用木質(zhì)纖維，增強混合料強度及孔隙率。

⑤粘結(jié)劑：采用高分子聚合物及天然植物加工，使噴播材料緊密連接，與坡面粘結(jié)。

⑥水：采用無污染水。

3 黃土公路邊坡客土噴播關(guān)鍵技術(shù)

3.1 設(shè)計原則

（1）安全原則：確保公路邊坡穩(wěn)定安全；（2）協(xié)調(diào)性原則：公路邊坡生態(tài)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)；（3）永久性原則：減少運營后人工維護工作量；（4）經(jīng)濟學原則：選擇經(jīng)濟合理的公路綠化生態(tài)防護法；（5）因地制宜原則：根據(jù)工程情況選擇合理的施工工藝。

3.2 基材配合比設(shè)計

為確保植物正常生長，基材混合物需具備良好土壤改良特性。為增強混合物穩(wěn)定性，需加入粘合劑、保水劑、有機質(zhì)、復合肥、腐殖酸及噴播、疏松土壤木纖維等輔材，按一定比例混合。根據(jù)總厚度12cm和3cm，推薦每平方綠化基材配合比見表2，表3。

3.3 植物種子的選擇

西北黃土地區(qū)公路邊坡綠化防護，要根據(jù)施工作業(yè)面土壤性質(zhì)、當?shù)貧夂驐l件、施工季節(jié)，選擇草本植物及喬、灌木種子，并增加當?shù)仡愃频孛沧鳂I(yè)面上的同類樹種，關(guān)鍵考慮以下幾點：

（1）鄉(xiāng)土植物，或以適應(yīng)本地氣候條件的外來植物；（2）抗逆性強，特別是抗風能力強，貧瘠性強；（3）根系發(fā)達，生長速度快，覆蓋能力強；（4）綠化和美化結(jié)合，營造自然舒適的視覺效果；（5）多年生，有自我更新能力，效果長久，一勞永逸；推薦混合物種子及配比用量如表4所示。

4 公路客土噴播防護施工工藝簡介

4.1 公路客土噴播防護施工流程

施工準備→公路邊坡清理→錨桿放線→鉆孔→鋪網(wǎng)→釘網(wǎng)→錨桿打入→客土材料攪拌→噴射基料→噴射種子及營養(yǎng)基→無紡布覆蓋→前期養(yǎng)護。

4.2 施工準備

4.2.1 機械設(shè)備準備情況

綠化機械設(shè)備是本工程質(zhì)量和進度的重要保證，在全面開工前進場到位，并做好機械設(shè)備的調(diào)試。（表5）

4.2.2 材料準備情況

植物種子發(fā)芽率根據(jù)正常計算而得，在噴播前對批量種子發(fā)芽率進行測定，并根據(jù)實際測定發(fā)芽率，計算實際種子用量。（表6）

4.3 施工過程與過程控制

（1）公路邊坡坡面整理：清除坡面菱形骨架內(nèi)浮石、松土、鹽堿土壤、浮根、雜草、垃圾，厚度不小于20cm，保持坡面原狀，凹凸坡面促進基材混合物與巖石坡面結(jié)合，噴播坡面凹凸度平均±10cm，最大30cm，禁止出現(xiàn)反坡。

鉆孔、安裝錨桿、膨脹鉤、固定木板：

（2）錨桿放樣、鉆孔：以公路邊坡單個菱形骨架為單位，在菱形骨架周邊均勻分布布置8個膨脹鉤孔位及在菱形骨架中心位置布置錨桿孔位，布置孔位用電錘鉆孔。

（3）安裝木條、錨桿加固：木條寬10cm，厚1cm，用錨桿固定，間距40-60cm，坡度可調(diào)至30-50cm。主錨桿長80cm，Ф14mm螺紋鋼，加固巖土表層，固定鍍鋅網(wǎng)。先鉆孔后打入錨桿，主孔深70-80cm，副孔深30-50cm。主錨桿間距100×100cm，副錨桿間距50×50cm。坡頂、搭接處和主要受力處間距不大于100cm。

（4）鋪設(shè)、固定鍍鋅網(wǎng)：鍍鋅網(wǎng)采用菱形結(jié)構(gòu)鍍鋅低碳鋼絲，規(guī)格為10*10cmΦ0.2cm×L50。用錨桿固定木條后鋪設(shè)，掛網(wǎng)自上而下，相鄰網(wǎng)用Φ0.2cm鐵絲連接，重疊≥5cm，與坡面距離≤10cm。錨桿、膨脹鉤與網(wǎng)連接處鐵絲綁扎固定，不平整處加密錨桿，露出坡面10cm。

（5）種植土篩分及基材的配比稱重、投料攪拌：裝載機、篩土機篩分種植土，粒徑小于10mm。按基材配方配比稱重，噴播機械攪拌均勻后使用。攪拌時，先加水，再投木纖維攪拌至化開，混合基材攪拌時間不少于20-25min。

（6）噴射基材混合物：完成邊坡掛網(wǎng)施工并檢測合格后，使用噴播機噴射基材混合物。調(diào)節(jié)泵壓和風量，分三次噴射。前兩次噴射不含種子的中和層、營養(yǎng)層，最后噴射含種子的培養(yǎng)基。每次間隔30-60min，確保牢固附著。試噴時調(diào)整噴頭距離和角度，從正面噴射，注意死角部分，確保厚度均勻。

（7）覆蓋無紡布：在種子噴射層完成后，覆蓋無紡布進行保墑或減少因強降雨對種子層的沖刷，還起到減少邊坡表面水分的蒸發(fā)和保溫的作用，從而進一步營造適宜種子快速發(fā)芽、生長的環(huán)境，覆蓋后用“U”型釘固定。

（8）養(yǎng)護管理：工程完工后，定期進行噴水、補種、施肥、病蟲害防治養(yǎng)護。草種出芽以及幼苗期，注意澆水養(yǎng)護，重點做好以下幾點：

①在養(yǎng)護期保持植被基層土呈濕潤狀態(tài)，澆水設(shè)備應(yīng)采用噴霧噴頭移動式噴灑，杜絕高壓水槍直接噴灌，注意控制好噴頭與坡面的距離和移動速度，如有草坪出草不均勻，灌木死亡等現(xiàn)象，應(yīng)及時在綠化工作中點入草籽和補植；一般綠化工作面30天時間后能基本形成穩(wěn)定的根系網(wǎng)，因此，前期持續(xù)養(yǎng)護時間為30天左右。②每天養(yǎng)護兩次，夏季早晨的養(yǎng)護時間應(yīng)在早晨10點以前完成。③高溫干旱時，幼芽及幼苗易燙傷，需日增1-2次養(yǎng)護，保持濕潤。④草生長期適時施肥、防病蟲。出苗不足需查明原因后整改。

（9）質(zhì)量檢測標準：公路路基客土噴薄復綠技術(shù)的質(zhì)量檢測標準見表7。

5 工程應(yīng)用案例與前景分析

5.1 工程應(yīng)用案例

（1）S34雙達高速公路：臨夏州地勢西南高東北低，降水南多北少，傳統(tǒng)種植方式難以形成有效邊坡防護。S34雙達高速采用客土噴播復綠技術(shù)，生態(tài)恢復效果顯著。

（2）S106線：S106線起點蘭州達川，終點達里加山，沿線黃土地區(qū)降雨少且不均，公路路基邊坡植被稀少，暴雨水害頻發(fā)。2021年，臨夏公路事業(yè)發(fā)展中心在S106線K10+117至K10+387段試點該技術(shù)，考慮公路途經(jīng)地降水稀少、公路邊坡土質(zhì)鹽堿度高，選用西北寒旱地區(qū)推薦植被，注重鹽堿處理和土壤改良，科學配方混合材料后噴射邊坡，形成良好土壤培養(yǎng)基礎(chǔ)，快速形成植物群落，有效抵抗雨蝕和風蝕，達到防護及綠化雙重目的。防護后公路路基邊坡無塌方、脫落現(xiàn)象，植被全面恢復，覆蓋成坪率97%以上，形成藤本、草立體綠化防護效果。

5.2 前景分析

近年來，國家注重生態(tài)環(huán)境改善，推動經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)、綠色、可持續(xù)發(fā)展。公路路域環(huán)境生態(tài)修復成為交通綜合發(fā)展的重要部分，走環(huán)保之路、建綠色通道是公路發(fā)展方向。

（1）客土噴播復綠技術(shù)形成穩(wěn)定表土，為植被和微生物提供初級生態(tài)平衡環(huán)境。

（2）該技術(shù)解決了西北地區(qū)植被恢復難題，促進公路綠化，為國土綠化、生態(tài)保護和水土保持做出貢獻。

（3）經(jīng)濟美觀，與護面墻、掛網(wǎng)噴漿相比，具有顯著經(jīng)濟效益和美觀性，單價低廉，與自然植被融為一體。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟效益評價

基材中的噴播木纖維提升種子出苗率和成活率，形成的草皮質(zhì)地均勻致密，保護公路路基邊坡穩(wěn)定性，防止水土流失。噴播工作效率高，日噴播可達1000平方米，減少人力，降低成本?？屯羾姴セ|(zhì)壽命長達15-20年，壽命終點時與石縫、巖石風化層融合，公路邊坡護坡效果持久，降低養(yǎng)護成本。

6.2 社會效益評價

客土噴播復綠技術(shù)通過改良土壤和掛網(wǎng)，解決了公路生態(tài)恢復、連接問題，并添加適應(yīng)環(huán)境的植被，顯著提升防護效果。該技術(shù)融合了多學科，實現(xiàn)了公路景觀與自然景觀的和諧統(tǒng)一。其造價低于傳統(tǒng)擋墻防護，并構(gòu)建了公路邊坡小生態(tài)圈，實現(xiàn)穩(wěn)定植被防護，環(huán)保效益顯著。

參考文獻：

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