客土喷播技术在安景高速公路上的应用

刘前虎

（安徽省高速公路控股集团有限公司，安徽合肥 230000）

1 客土喷播技术的原理

客土喷播技术是将植物生长的土壤与有机基材、高分子黏结剂、保水剂、肥料和种子等，按一定比例混合经过机械充分搅拌均匀后，利用注塞泵和空气压缩机提供的动力喷射到坡面上，形成适宜植物生长的土壤层，种子发芽、生长成坪后可以对边坡的稳定起到有效的保护，从而达到快速修复生态系统和护坡的目的。客土喷播以重建植被生态系统和生物护坡为目标,是一项兼顾边坡防护和绿化美化环境于一体的生态防护技术。与传统的边坡防护措施相比，客土喷播技术有明显的生态效益和经济效益，其平均造价只有传统浆砌片石的30%左右 。

2 客土喷播的技术要点

2.1 客土喷播的材料是边坡生态修复与防护的关键因素

客土材料的配比是否合理，不但影响客土层的开裂与剥离，而且影响种子的发芽、生长及成坪。经过多年的研究和工程实践，目前用于岩质边坡工程绿化的有机植生基材的原材料，主要有土壤、黏结剂、有机基材、肥料、保水剂、种子等。客土喷播技术与喷混植生技术，在工艺流程上大同小异,均针对岩质边坡的生态防护,所不同的是，客土喷播采用高分子材料作为黏结剂。

2.2 客土喷播厚度

由于边坡的岩性不同，客土厚度和客土材料也有所不同。一般来说，岩性越强，客土厚度就越厚，岩性越弱，客土层就越薄。为了保证植物根系有一定的生长土层，弱风化岩边坡的厚度应达到10～12 cm,客土材料应增加木屑等材料，以改善土壤物理结构；中风化岩边坡的客土厚度应达到 8～10 cm；强风化岩质边坡的厚度应达到6～8 cm

2.3 植物种子配置

植物种子的配置应综合考虑边坡类型、坡度和当地的气候等多种因素。植物配置是否合理，直接关系到护坡的效果。如纯草本护坡，虽然前期容易出效果，并且费用比较低廉，但由于草本植物的根系一般比较浅，抗拉强度比较小，护坡的效果相对比较差，同时草本植物容易退化,造成斑秃。所以，草本植物最好当作先锋植物，为乔木、灌木和藤本的生长提供一个较好的生态环境。藤本植物比较适合于比较高陡、并且凹凸不平的弱风化岩和中风化岩边坡的生态修复，其缺点是侵占性强，不利于草本、灌木和乔木的生长。灌木的根系比较发达，适应性和抗逆性都比较强，土石边坡和强风化岩边坡，以灌木为主能达到较理想的护坡效果，其不足是建植速度比较慢，前期防止侵蚀的能力比较弱，需与合适的草本结合使用；乔木由于树体比较高大，根系比较发达，所以只能在土石边坡上配合灌木使用。

（1）根据该路段土质和设计要求提供植物种子主要有以下几种：

a.草本：黑麦草、高羊茅、白三叶、毛苕子、狗牙根、白喜草。

b.灌木：火棘、胡枝子、紫花苜蓿、刺槐、紫穗槐。

根据季节不同将植物种子进行混播，根据各施工期的发芽率及基材混播方法调整各种子用量、一般1 m2播种量为20～30 g；草本占6%，灌木占94%。

（2）选用植物种子的主要生理特性：

a.黑麦草：在贫瘠地，遮荫条件下能生长发育，有一定的耐践踏性，适应的土壤范围广，以微酸性，肥力中上的土壤生长迅速。耐寒、耐热和耐干旱均较差、一年生黑麦草只适应当年生长。

b.高羊茅：耐寒性强。适于各种土壤条件生长，对各种立地条件的适应均强。

c.狗牙根：极耐酷暑、干旱。在海岸、沙地生长发育好，不耐遮荫，耐寒性差。

d.紫穗槐：耐贫瘠、耐干旱展性强，根系固土能力强，发芽生长稳定，可靠性强，稍耐荫，耐热，易与草本植物混播共生，在陡坡地、石质山地能正常生长，初期生长较缓。

（3）生产发育基材材料特性及用量配比：

a.普通粘土（40%～50%），选择粘结附着力较强，而且含砂量较大，与其他改良材料混合后通透较好的黏土。

b.有机营养土（25%～35%），主要是泥炭等有机物含吸收有较多长效营养成分的有机质和肥土。

c.土壤改良材料（15%～25%），主要是木屑，植物纤维、禽粪、膨化物等辅助材料。目的是增加土壤肥力的保持水能力和渗透性，增加土壤的缓冲力，微生物活性和养分的供应，使根系易生长、繁殖和穿插。

d.多含量复合肥（0.6%～0.8%），主要是普通复合肥和供肥期长、不易流失的长效复合肥。

e.保水剂（0.25%）：一种高效的土壤保湿，其微粒膨化体吸收和释放的水分解能使土壤保水，可供植物生长期反复地吸收。

f.团粒剂（0.3‰）：高分子树脂类制剂，能解决基材混合后形成易于植物生长的团粒结构。

3 施工工艺流程和技术方案

3.1 施工工艺流程

清理坡面→挂钢丝网→风钻锚杆孔→灌浆固定锚杆 → 锚杆固网 → 有机基材混合高压喷土 → 混合料和种子混合 → 高压机械喷播→ 覆盖无纺布 → 喷灌透水 → 养护管理。

3.2 坡面施工技术要求

坡面基本要求：（1）修整坡面：清理坡面杂物、危石，使坡面基本保持平整，对浅层不稳定的坡面，做好稳定固后并可采取点状喷浆使其稳定。（2）处理坡面排水。对坡面径流、涌水进行处理，通过设置泻水管，将涌水引至坡底，设置好坡面平台排水设施，使平台水从坡面两头排出，引至坡底。（3）对坡面残存植物，在不防碍施工的情况下应尽量保留。（4）对过于平滑的坡面，应建造一定的凹凸粗糙面，以营造植物的生存空间，防止基材流失。

3.3 基材喷射植被护坡锚杆施工

（1）菱形网的铺设应尽量与坡面紧贴，在岩石边坡表面铺设菱形镀锌低碳钢丝网，网丝直径不小于2 mm，孔径不大于50 mm，并用主锚钉和次锚钉固定。锚杆与镀锌网接触呈90°弯起，弯起长度不小于5 cm。（2）主锚和次锚：根据岩面强度和坡比不同确定主、次锚的直径、锚固长度及每平方米锚杆根数。（3）对于两张铁丝网重叠处应不小于10 cm。（4）菱形网和铺设应保持坡顶处及坡体两侧覆盖不小于1 m，小于1 m应用更多的锚钉固定。局部不平整处加密锚杆。（5）钻孔严格按照设计间距布置。

3.4 喷射作业

（1）喷射施工时，喷附者应自上而下对坡面进行喷射、并尽可能保证喷出口与坡面垂直，距离保持在0.8 m～1 m，一次喷附宽度5 m～6 m。

（2）严格执行设计喷附厚度（坡比大于1∶0.75，基材厚度为6 cm；坡比大于1∶0.5，基材厚度为8 cm）。将准确称量配比好的基材与植被种子混合物充分搅拌混合后，采用喷射机喷射到需防护的工程坡面，并保持喷附面薄厚均匀。事先准备好检测尺，施工者做到经常对喷附厚度进行有效管理。

3.5 边坡植被养护

喷射作业结束后应及时覆盖无纺布，并用竹钎和绳索固定，防止被吹落。洒水养护时应采用雾状水洒向坡面，按规定厚度浸润透基材，除要洒水养护外，针对实际条件和设计要求的不同，进行不同季节追肥。

（1）在喷播实施2.5个月左右，进行一次施肥，施肥量：尿素 5～10 g/m2，复合肥（5∶10∶5），约20 g/m2。

（b）春季（4～5月）施肥量：尿素 15 g/m2，复合肥（5∶10∶5）35 g/m2；秋季（9～10月）施肥量：复合肥（5∶10∶10）40 g/m2。实际施肥量根据植被和季节灵活掌握。

4 关键技术控制

（1）部分边坡在喷播12 d后草种仍未发芽，这是草种未发育成熟所至，可用浸种催芽的方法处理，将草种用30℃温水浸泡12 h，一般喷播7 d后就能发芽。

（2）有些坡面草生长不均匀，这主要是草籽分布不均匀所致，在喷播时应注意加强喷液的搅拌，使草籽分布均匀。

（3）对后期养护管理过程中出现的干旱、虫害现象，可按“少量多次”的原则浇水与喷洒农药，以保证草籽的正常生长。

（4）土壤层配方用土过粘，或为了提高边坡的抗冲刷和凝固能力而加入水泥，均对草籽生长不利，这时可加入珍珠岩粉、煤渣、砂、谷壳、锯末等提高土壤的透气、透水性。

（5）适合草籽生长的土壤最佳pH值为5.0～6.5，而当地天然粘土的pH值大都过高或过低，可用生石灰、草木灰或硫磺、石膏调节。

5 几点建议

（1）经过在安景高速公路边坡防护实践中发现，客土喷播实际喷层厚度要达到1.2～1.25倍设计喷层厚度比按照设计厚度控制效果较好。这是因为岩质边坡会造成一部分基质水分散失而导致基质实际厚度达不到设计厚度。

（2）客土喷播技术在边坡防护中已成为一项较理想的边坡生态防护技术，但在选用防护方案前，应充分论证边坡稳定性，不可一味地追求绿化而留下工程质量隐患。

（3）对于稳定性差的边坡，可以在采取锚杆、预应力锚索等防护方式后再应用客土喷播进行生态复绿处理。

6 结语

随着我国可持续发展战略的实施，基础设施建设对环保的要求将更进一步提升，客土喷播这种生态防护技术将在公路、铁路、水利建设领域的边坡防护及住宅小区边坡绿化防护、采料场等的生态恢复中将得到进一步的推广应用。