喷附工艺在公路边坡植被恢复工程中的试验及应用

刘健华,王 媛,张东明

(1.二滩水电开发有限责任公司,四川成都 610051;2.成都大学城乡建设学院,四川成都 610000)

0 引 言

通常,水电项目前期工程的对外交通专用公路在路基开挖过程中,会形成大量的裸露自然岩石边坡及喷锚边坡(见图1).

图1 公路施工现场开挖形成的岩石边坡

为保证公路运行安全及提高水电站建设工程的环保、水保形象,需在开挖形成的岩石边坡上进行边坡支护及植被恢复工作.目前,边坡植被恢复广泛采用喷附工艺,即通过高压泵体将含有草体的拌料喷射到需要进行植被恢复的坡面上[1,2].采用该工艺时,为保证后期大面积应用的效果,需预先在岩石边坡上采用喷附工艺进行植被恢复工程试验.

1 工程试验

1.1 工程区概况

公路工程所在地区属攀西地区高原气候区,干湿季风明显,每年11月至次年的4月为枯水期,降雨量稀少,只占全年降雨量的5%～10%,干季日照多,湿度小,日温差大;5月至10月为丰水期,气候湿润,降雨集中,降雨量约占全年总降雨量的90%以上,雨季日照相对较少,湿度较大,日温差小.

1.2 工程试验内容

1.2.1 边坡喷附工艺.

边坡喷附工艺与常规的边坡混凝土喷锚工艺类似,但其用来喷射的材质不同,混凝土砂浆换成了植被混凝土基质[3].常规的混凝土喷锚工艺一般采用“锚杆+挂网+混凝土”,而边坡喷附工艺采用的是“锚杆+挂网+植被混凝土基质”.其目的是使基质物料紧贴坡面,植物依靠基质生长发育,从而起到防护边坡、恢复植被的双重作用[4].即,一方面满足一般的固坡要求,一方面实现植被恢复,从而形成防降水冲刷、牢固透气的植被生长环境,以更好地解决坡面稳定和植被恢复的问题.

1.2.2 边坡喷附工艺具体施工工序.

边坡植被恢复喷附工艺如图2所示,其具体工艺流程为:

图2 边坡植被恢复喷附工艺流程示意图

(1)清理及平整坡面.预先清除受喷坡面的浮石、杂物、尘土以及坡脚堆积物等,按工艺要求对坡面进行必要的平整,并处理好光滑岩面及倒坡.同时,用小钢筋埋设并做好记号,以控制喷植时控制喷层厚度.

(2)钻孔.经测量放样后,进行锚杆孔及排水孔的钻孔,钻孔孔径36 mm.

(3)安装锚杆.钻孔完成后,相应地安装锚杆及排水管.

(4)挂网.按工艺设计要求,将机编网平铺于坡面,并固定于挂网锚杆及辅助锚钉上以定位,为保证喷层稳定,机编网与坡面距离保持约3 cm.

(5)配置基材.采用具有较持久肥力的活性土(主要为粘土、锯末、谷壳、复合肥等)、土壤安定剂、速凝剂、粘合剂、保水剂以及混合草种等材料配置成基材,搅拌均匀.基材中,混合草种采用适合攀西地区气候的狗牙根及高羊毛,并选择耐旱、耐寒的低矮小灌木品种夹杂其间,实现物种群落要求.

(6)喷射.将配置好的基材干料通过空压机和喷射设备,在喷射口加水混合后,均匀喷射至坡面上(见图3).

图3 基材喷附施工现场

(7)养护管理.在基材喷植后,必须每天洒水养护,以保持坡面湿润.植物新芽长出后,如发现有病虫害,应进行农药喷洒除虫,出苗稀疏及受虫害的地方应及时进行补种.

1.2.3 质量控制措施.

(1)草种预处理.草种如果直接拌合到种植基材,其发芽较为困难.对此,可采用一定的化学药物进行催芽预处理,以提高其发芽率.

(2)试验段附近的土壤为偏碱性土壤,在配制基材的时候,必须加入一定量的碱性中和因子做缓冲剂以调节种植基材的pH值.

(3)基材喷播后,因与坡面尚未结合牢靠,应覆盖无纺布.这样做,既可防止雨水对种植基材和草种的冲刷和侵蚀,又可防止地表水分蒸发,起到保温和保湿作用.

(4)基材喷播后,应加强前期养护工作,以保证植物前期生长的需要.

1.2.4 边坡喷附工艺特点.

(1)机械化程度较高,种植效率高,可进行大面积、大规模的实施喷植.

(2)适应性广.通过调节喷射设备的方向及扬程,可以在人工难以施工的陡坡、高坡上建植草种护坡.

(3)因种植基材中溶有营养剂及保水剂,在土壤贫瘠、干旱的地区也可发挥作用,提高植物的抗旱性和成活率.

(4)通过机械喷植,草种均匀,喷播后通过适当的浇水即可成坪,适合粗放管理的荒山荒坡.

(5)可根据具体的自然条件或按设计要求,选择不同的草籽及矮小灌木品种进行混播,达到覆盖率、根系、生长期、群落布置、美观等方面优势互补的效果.

(6)由于工程边坡的植被覆盖作用,对于地表径流和水土冲刷有较大的减缓作用,且由于基本封闭了边坡岩石裂隙,可以达到防止边坡岩石的继续风化,从而起到护坡固坡作用.

2 工程试验经验

本工程试验的结果如图4所示.针对本工程项目所在地的实际情况及特点,总结以下经验供同类工程参考.

图4 工程试验的绿化效果

(1)由于工程所在地处于多风地域,且主要为喷锚及岩质边坡,应选择以草种为主的植物物种群落.

(2)根据攀西地区的气候特点,应选择耐旱、耐寒的植被物种.

(3)物种配方需多样化,以形成一定的植被生态系统,且以3～4种草种加2～3种小灌木为宜.

(4)针对汛期多雨等因素,基质必须具备一定强度和厚度,机编网材必须有足够的防腐性能.

(5)由于工程地的土壤多为碱性土,应充分重视土壤的改良工作.

3 结 论

公路边坡的植被恢复工程,应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,通过采取一定的工程措施,保证工程与周围环境融为一体.通过采用边坡植被恢复喷附工艺,公路边坡达到了基本的支护,并实现了生态复绿治理,植物间错综盘杂的根系可起到一定的固土护坡作用.同时,植被覆盖边坡后,可形成赏心悦目的景观,改善了环境,调节了小气候.从本工程试验及实施的效果看,边坡植被恢复喷附工艺在技术上是可行的,值得同类工程推广应用.

[1]刘武,赖向华.高速公路边坡喷播技术应用研究[J].广州城市职业学院学报,2007,23(2):86-89.

[2]谭映瑜.喷播草种护坡绿化技术[J].路基工程,2004,22 (5):45-47.

[3]邹俊.喷植混凝土技术在三峡船闸环境绿化中的应用[J].人民长江,2003,34(9):15-16.

[4]李青芳,何宜典.公路边坡防护与生态恢复[J].水土保持研究,2006,13(6):273-275.

[5]石磊.边坡绿化技术要点分析及发展[J].上海农业科技, 2010,40(6):99,103-104.