植被混凝土护坡绿化技术在高速公路边坡的应用★

叶 涌 陈 巍 李 明

(1.遵义交通建设投资(集团)有限公司，贵州 遵义 563000； 2.三峡大学后勤集团护坡绿化研究所，湖北 宜昌 443002)

0 引言

在早期，公路、铁路、水利或电力工程项目的结构设计通常是根据期望的功能、结构安全和地质调查结果，在形式和尺寸上，我们很少采取更全面的观点来考虑工程美学、生态学、水土保持和生态景观。近年来，生态工程概念在景观建设中的应用越来越广泛。Mitsh将生态工程定义为“可持续生态系统的设计，它将人类社会与自然环境相结合，同时兼顾两者的利益”[1]。“液压覆盖”是一种生态工程技术，通常用于保护地面覆盖物，重新植被土壤边坡，控制地表侵蚀，改善景观美学[2]。国内外已有大量关于绿化混凝土植被技术的研究，其中最常见的绿化混凝土由两层组成，即多孔混凝土层和表面喷射层，由骨料和水泥浆体组成的多孔混凝土通过浇筑方法应用于混凝土面板边坡，因此不适用于不稳定的斜坡和混凝土挡土墙[3-5]。

在本研究中，我们提出了一种适用于公路边坡的植被混凝土护坡绿化技术。为解决现有方法的缺陷，增加覆盖层强度，提高保水抗旱能力，取得良好的植被恢复效果。本研究根据贵州绥正高速公路边坡的土壤、气候和植被条件，采用植被混凝土护坡绿化技术将水泥、生植土、混凝土绿化添加剂、腐殖质等与植绿种子均匀混合喷射到工程坡面，植物能在此基质上正常生长，特别适用于劣质土边坡、岩石边坡及混凝土边坡的复绿工程。

1 工程背景

绥正高速公路是《贵州省高速公路网规划》678中遵义至绥阳高速公路与道真至瓮安高速公路的重要联络线，是《遵义市骨架公路网规划》“五纵四横九联二环”的第三纵线工程，也是贵州省高速公路重点建设项目之一。线路起自绥阳县坪乐乡南坪荷包坝，与道安高速公路南坪枢纽互通连接，止于绥阳县城顺接绥遵高速，全长46.933 km。工程位于贵州中北部黔北山地高原地带，属中亚热带季风气候湿润地区，雨热同季，年平均气温13 ℃～18 ℃，无霜期280 d～320 d，年降雨量1 200 mm左右，日照1 200 h左右。绥正高速公路开挖边坡以石质边坡为主，大多为灰岩、砂岩和白云岩，开挖边坡面积20万m2左右。按照高速公路施工标准化要求，边坡需要逐级开挖逐级防护，同时要保证绿化和较好的景观效果。

根据贵州地质特点，山体开挖后坡面85%为岩石坡面，岩质大多为灰岩和泥岩。对于开挖后不稳定坡体一般用锚索框架进行处理，但不能阻止坡面继续风化，生态复绿景观效果差；挂网喷射混凝土能有效防止坡面碎落，但无生态复绿景观效果，造价较高，所以植被混凝土绿化技术在该工程的运用能够解决核心问题。

2 技术工序及要求

2.1 植被混凝土护坡绿化技术施工方法及流程

植被混凝土施工流程如图1所示。

1)植被混凝土护坡绿化技术所需材料及用量。

a.水泥：国标，32.5C普通水泥，每平方米用量10 kg左右。b.混凝土绿化添加剂：专利产品，每平方米用量4 kg。c.土：用壤土，或沙壤土，含砂量5%左右，粉碎过筛。d.腐殖质：锯沫、稻壳、桔杆(粉碎)，酒糟，菌苞等，每平方米用量0.02 m3～0.03 m3。e.锚杆：锚杆用螺纹钢，间距1 m×1 m，锚杆长度视坡面情况而定。f.铁丝网：14号菱形铁丝网。g.种子:用种量是平面绿化的1/3。h.无纺布:15 g/m2。i.养护系统。

2)清理边坡。清理岩面碎石、杂草、松散层等，尽可能将坡面清理平顺(允许值为±10 cm)。

3)测量放线。锚钉网格间距为1.0 m×1.0 m。首先使用水平仪及卷尺按纵横间距2 m放点，然后在相邻的锚杆之中点上插补锚钉点位。

4)挂网施工。选用14号铁丝网，挂网施工时采用自上而下放卷，分别用绑扎铁丝连接固定，交接处至少要求有10 cm的重叠。

5)锚钉施工。锚钉施工内容是钻孔、注浆和插锚钉。锚钉选用Ф16螺纹钢，锚杆长60 cm，锚钉插入角度应尽量垂直于坡面，露出坡面的长度全部为10 cm。人工注浆时要求饱满，防止浆液溢流在坡面。

6)喷植施工。喷植厚度平均为10 cm，分为两层：基层和面层，基层9 cm，面层1 cm，面层含草种。植被混凝土拌合物在喷植前要搅拌均匀，喷植时喷枪口距坡面1 m左右，喷植次序从上到下，喷植完毕表面光滑平整。

7)养护管理。养护以喷灌为主，保证幼苗所需的水分和养分，完工后继续养护半年。

8)验收标准：a.无裂缝，不龟裂；b.抗冲刷，无蚀沟；c.无生土块，无剥离；d.强度0.3 MPa左右；e.绿化率95%以上。

2.2 设计要求

2.2.1设计调查

主要包括以下三个方面的内容：

1)周边植物调查。根据周围植物的分布情况，类推适合该地区的植物。

2)地形地质调查。观察其边坡形状、坡度、坡高、岩性、表层风化程度、有无涌水等。

3)气象资料调查。在工程地最近的气象站调查近5年的气象资料。

2.2.2网设计要求

网设计要求应符合图2规定。网的材质为镀锌铁丝网，14号镀锌铁丝，菱形，网孔50 mm×50 mm，尺寸2 000 mm×10 000 mm，符合相关产品质量标准要求。按从上到下顺序铺设并张紧，包上坡顶长度不小于500 mm，网片的搭接长度为横向100 mm。

2.2.3锚钉设计要求

锚钉设计要求应符合图3规定。锚钉材质规格为φ12～φ25，长度为300 mm～1 000 mm，按GB 1499中的HRB335执行。锚钉采用梅花形布置，间距1 000 mm×1 000 mm。锚钉长度为300 mm～500 mm，坡顶、坡面较破碎及风化程度较严重锚钉应加粗加大到φ22，加长到为800 mm～1 000 mm。排水孔间距为3 000 mm×3 000 mm，孔径不小于30 mm，孔深300 mm。

2.2.4种子配比设计要求

植物种子的混配必须考虑植物间的生态生物搭配是否合理。冷季型和暖季型草种互相搭配。抗逆性强，适应粗放管理，具有一定的自播能力。

2.2.5喷植厚度设计要求

回填边坡、土夹石边坡喷植设计厚度为50 mm～70 mm。岩石边坡或水泥边坡喷植设计厚度为100 mm。

2.2.6应用条件

施工坡面必须是安全稳定的，对于非稳定坡面，需要用工程方法加固稳定之后再进行绿化工程施工。

3 生态与经济效益评价分析

植被混凝土护坡绿化技术的发展和运用对公路周边生态和经济效益的影响是显著的。图4为绥正高速公路边坡绿化前后对照图。

3.1 生态效益

植被混凝土绿化技术有效防护裸露边坡、减少水土流失，能在进行坡面浅层防护的同时起到生态恢复的作用，其基质强度0.3 MPa，能抗100 mm/h暴雨冲刷，年流失率低于1%。所产生的覆盖层能够在短时间内形成足够的抗侵蚀能力，防止植被根部土壤层滑落，并解决暴露的坡面容易被雨水侵蚀的问题。改变传统石质边坡处理模式，加大边坡复绿面积，增强二氧化碳和灰尘吸收能力，切实推进生态环境保护。初步估算绥正高速公路建成后，年吸收二氧化碳2 000多吨、灰尘1 200多吨。

边坡通过植被混凝土绿化，具有显著的降温作用，与对照区相比，绥正高速公路边坡绿化区域地表温度降低4 ℃左右，0 cm～20 cm土层温度降低1.5 ℃。植被混凝土绿化技术通过植被绿化大大改善了公路边坡原来石质边坡的视觉效果。同时对减弱高速公路噪声有极大的作用，通过监测与未绿化区域相比，平均降低噪声5 dB，高者可达8 dB。

3.2 经济效益

在高速公路施工中解决好石质边坡绿化景观效果和生态恢复长久性，起到防灾、减灾的作用，可大量减少高速公路边坡的维护费用、治理费用。确保高速公路在施工和运营期间的安全性和经济性。植被混凝土护坡绿化技术对在建的高速公路石质边坡生态恢复推广将具有极其重要的经济意义。

4 结语

本文提出了植被混凝土护坡绿化技术。与目前的生态修复技术相比，优势明显。该技术以土壤学、生态学和力学为理论指导依据，能够快速、方便地实现生态修复，具有固土、绿化等较显著的功能。该技术特别适用于劣质土边坡、岩石边坡及混凝土边坡的复绿工程，增强三维感强，绿化效果明显。根据现场实验结果，证明该技术具有较高的实用性和推广价值。