关门山水库溢洪道左岸坡客土喷播设计

邵明贵，娄 红，王立明

(1.辽宁省水利水电勘测设计研究院，沈阳 110006;2.辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110179)

1 工程现状及防护条件

关门山水库溢洪道为直泄陡槽式，位于主坝左岸凹部左侧山崖上，为岩石开挖后修建而成。其中溢洪道左岸岸坡较高，岩石开挖坡度较陡，平均开挖坡度为1∶0.1左右。岸坡山体岩石主要为安山岩，呈暗灰色，结构致密，具流纹构造，含长石斑晶，节理发育，岩体完整性差。其中含有少量的闪长岩岩脉及闪长玢岩岩脉，结构松散，抗风化能力弱，受断层影响，风化深且破碎。

在除险加固阶段从现场实际测绘结果来看，左岸山体表层为强风化岩。从钻孔资料中，岩芯采取率明显降低，一般＜50%，蓄水后该段处于正常高水位以下，长期处于干湿交替的环境下，易于风化。左岸山体上游发育4组节理，从4组节理结构面的组合来看，较易形成不稳定岩块，因此库区迎水侧时有掉块和小塌方形成，其中在左岸山腰形成一个高度约5 m的楔型节理破碎带，呈镶嵌碎裂结构，强风化，并顺该破碎带有渗水流出，该破碎带在地震、雨水等不良外力作用下，具有崩塌的隐患。因此对左岸山体表部采取必要的加固防护措施。由于关门山为国家4A级景区，左岸山体的加固既要考虑解决现状存在的安全隐患，同时又要考虑使处理后的山体生态美观。

2 防护设计方案

由于地质勘查揭示溢洪道左岸岩石破碎，存在局部崩塌失稳现象。如果溢洪道左侧山体坍塌，将会阻碍溢洪道的泄洪，危及大坝的完全，需对溢洪道左侧山体进行必要的加固处理。通过技术研究对溢洪道左侧山体的加固采用削坡与防护相结合的处理方案。首先对溢洪道左岸山体进行削坡处理，由于岸坡为强风化岩，削坡坡比为1∶0.75;对无法削坡的大块危岩采用锚杆加固。

岩石削坡后，裸露面必须进行防护，为防岩石继续风化，以往的防护措施为喷射混凝土防护，部分工程为了加强美观喷射彩色混凝土进行防护。无论喷射普通混凝土或者是彩色混凝土都会使岩坡生硬、单调、呆板，与周围绿色景观极不协调。尤其是在本工程中，这种护坡在景观上的缺点更是明显。

为了使边坡的防护措施即达到防护功能又满足生态美化的作用，对边坡防护采用客土喷播的绿化技术。

3 客土喷播技术

3.1 基本原理

客土喷播技术是将客土、纤维、侵蚀防止剂、长效缓释性肥料和种子等按一定比例配合，加入专用设备中充分混合搅拌后，通过空气压缩机喷射到坡面上形成所需要的生育基础。对裂隙发育的硬岩坡面、软岩坡面、砂地、贫瘠地、酸性及碱性土壤等植物生长困难地区，该技术形成的耐侵蚀性生育基础使边坡尽快恢复草本群落成为可能，从而达到防护及绿化边坡的目的。

3.2 客土喷播的材料要求

种子:选择抗性好、适应性强、耐瘠薄、耐旱的优良灌木及草本植物混播，如乡土乔木、灌木、草种子。

客土材料:以天然有机质土壤改良材料为主体，混入含各种对植物生长有益的有机质及无机质材料。

营养材料:采用高效化学合成肥料及缓效肥料，提供植物生长不同时期所需营养。

稳定剂:采用木质纤维，增加混合料强度及孔隙率，使喷播层稳定性增强。

黏结剂:采用高分子聚合物及天然植物加工而成，使喷播材料在其作用下相互紧密连接形成一定厚度的喷播层，并与坡面的表面黏结在一起而不下滑流失，形成良好的团粒结构。

水:普通植物生长所需水分，要求采用无污染水。

3.3 客土喷播技术的适用条件

泥状客土喷播非常适用于风化岩、土壤比较少的软岩及土壤硬度较高的土质坡面。能够在这些绿化比较困难的坡面，通过添加营养土，创造植物生长条件，达到绿化的目的。客土喷播与一般的喷播最明显的区别在于，它可以在土壤比较贫瘠、高硬度的坡面上进行绿化施工。偏陡的坡面，可与挂网、菱形及拱形骨架防护相结合。既增加了边坡稳定性又可以达到绿化的目的。与其它防护方法如浆砌护坡比较，具有安全和经济特性，效果是其它方法无法比拟的。

4 本项目客土喷播的应用

4.1 材料组成

种子:本地区植被种类很多，根据本项目边坡的岩质、土质情况、气候情况、绿化要求选择了狗牙根、百喜草、柱花草、知凤草等;

客土材料:当地的优质耕植土。

肥料:微生物菌体，N、P、K，微量元素合成肥料。

营养材料:生长激素，pH值为6.0～7.0，饱和容重为0.5～0.6 t/m3。

稳定剂:木质纤维。

黏结剂:高分子聚合物。

水:普通的浇灌用水。

4.2 主要施工设备

主要设备:客土喷播机、输送管、普通卡车、抽水泵、自动震动筛。

4.3 技术特点和优点

将处理加工过的树皮、纤维、养生材料、植物种子与少量的当地优质土混合，添加营养剂、黏结剂和土壤稳定剂制成客土，借助喷播机均匀喷于岩面上。由于生长基础是由有机物、各种土壤改良材料、化肥等构成，所以它具有优良的对植物生长最重要的保水、保肥及透气性。在本工程局部山体较高，无法削坡的陡坡段，先使用格子梁及喷锚方法使边坡稳定，然后再使用本方法进行绿化。客土的应用，为灌木和树木的根系提供了良好的生长基础，能够实现草、灌、乔合理的植物群落配比，达到建成后边坡植被与自然植被融为一体的效果，抑制山体风化。由于生长基础混合料中有黏合剂，且通过空压喷覆于坡面，形成具有一定强度及厚度的面层结构，加之植物发芽及初期生长快，很快将表面覆盖，能在短期内发挥植物的防雨水侵蚀效果。灌木根系可扎入岩石缝隙，在固土护坡效果上，起到比草本植物更可靠的作用，与喷射混凝土浆或挂网喷射混凝土浆相比较，有明显的经济效益和生态美观性。应用客土喷播技术，防护绿化工程水土保持好、经济性好、使用寿命长、机械化程度高、施工干扰小、美观自然且不需要养护。

4.4 施工顺序及注重事项

1)施工顺序:

边坡开挖→明、暗排水施工→边坡刚性骨架防护→边坡表面清理、修饰→边坡岩、土质酸碱度检测→酸碱性岩、土的中和处理→客土材料的预备→设备调试→生产→检验喷播效果→调整后规模生产。

2)注重事项:

施工时注重天气的变化，大雨前禁止施工，以防忽然降雨造成冲刷破坏;施工最好选在雨季施工，减少浇水浇灌的施工投入;注重高空作业的安全生产工作，做到安全生产措施到位。

本工程客土喷播结构如图1。

图1 客土喷播结构图

5 结语

以往对于石质的挖方边坡，由于缺乏植物生长的基础，无法绿化。客土喷播则很好地解决了这些难题，为建设生态绿色工程创造了条件。希望本工程岩质边坡绿化防护的经验能为以后的工程开挖边坡的生态修复提供一些帮助。