高速公路边坡三联生态防护建植技术研究与应用

黄骤屹 况振华 聂鑫磊 杨卫红

1.文山州广那高速公路投资建设开发有限公司 2.中润祥实业发展有限公司

1 引言

随着人们绿色环保意识不断提高，三联生态防护植建技术作为一项新技术在高速公路的建设中得到应用。同传统防护技术不同，三联生态防护植建技术在满足高速公路工程建设标准的基础上结合植被特点，在有效防护工程建设的同时，做好环境保护工作。在生活质量不断提高、环境保护的重视程度不断加深的今天，对高速公路边坡建设实施三联生态化防护建植建设尤为重要。

2 三联生态防护建植技术概述

2.1 技术定义

三联生态防护建植技术主要是指边坡施工中，物理、抗蚀、植被修复三项防护措施的联合应用，实现了安全防护与生态修复的有机融合。其中物理防护措施为镀锌金属网与锚杆的联合使用进行防护；抗蚀防护措施为合理配比专用黏结材料与纤维进行防护；生态修复措施为利用符合生态循环及环境再造条件的乔灌植物的茎叶和根系进行防护。

2.2 防护机理

三联生态防护建植技术联合运用工程措施和生物群落来防护坡面。该项技术主要包括镀锌金属网结合锚杆、合理配比专用的黏结材料和纤维、生态植被等三种防护方式。其中植被防护是关键、核心技术，利用土壤的生态环境、养分循环等系统的重新构建，达到边坡生态功能及结构修复的目的，实现边坡防护的自主循环、自我优化。

2.3 核心技术

生态修复技术3S-OER，其中“3S”特指植被群落、土壤生态环境、物质循环等三个系统。其核心产品具有生态修复功能的群落调节剂、土壤修复剂及循环物质剂等。

2.4 防护实施

2.4.1 物理防护

参考高速公路地质勘测的报告及现场勘测的结果，计算锚固参数，运用力学进行计算分析，然后将主锚杆与辅锚杆的规格和分布状况制定出来。按照计算的结果，结合坡面的地质，选择最佳锚固形式，其中包括选择型号规格不同的三维网。

2.4.2 抗蚀防护

防护实施过程中，加入黏结材料和纤维，促进基材抵御雨蚀、风蚀能力的提高。也可结合实际状况，选择使用辅助材料，比如巢式结构等。受不同施工区域、气候、环境的影响，配比基材的方案有所不同。比如，强降雨环境下，对各种黏结材料、纤维、渗透剂、保水剂等基材进行对比，提高配比基材的抗冲刷能力和理化生的性质。

2.4.3 植被防护

植被生态防护技术是将具有生态循环和生态环境再造功能的乔灌草木的茎叶和根系进行边坡防护的措施。高速公路实施三联生态的防护措施实施中，应当根据防护工程所处位置的气候、地理、地质等条件，实施修复设计、菌剂配制、实验验证、参数控制、工程验收的工程及工序，如果施工工序比较复杂，且技术含量较高，则花费较长的时间做好前期工作，周期通常为三个月。

2.5 技术指标

三联生态边坡防护建植稳定性需要满足相关规范要求，>1.04 安全系数；重建土壤生境、植被群落、营养物质的循环等系统；由第三方对坡面的抗冲刷性能进行检测，出具检测报告；用3S-0ER 技术针对三个系统进行植被修复，构建自行演替、自行循环、自主维护一体化的维护体系。

3 应用分析

某高速公路三联生态防护工程，施工场地地质为土石，边坡高24m，坡度范围40°～60°，坡面稳定性较好，坡面没有植被覆盖，在降雨的影响下，坡面冲蚀现象严重，植被生长难度大。为了做好边坡生态防护工作，提高防护质量，2015年4月实施三联生态防护建植技术。

3.1 物理防护

3.1.1 准备工作

通过实地考察施工现场的具体情况实施三联生态边坡技术，路堑平均10.5m的开挖深度，开挖施工分两级进行，该路段地质为粉土、腐殖土、全风化的砂岩，按照1:1.75的设计要求开挖放坡，开挖工具为挖掘机，运输工具为自卸车。

3.1.2 清理工作

完成路堑开挖后，用石灰在开挖边界撒线，并给予保护，利用人工方式对边坡坡面实施清理。为了抑制草木生长，完成坡面清理后，在坡面喷除草剂。为了防治坡面有粉尘土和浮土出现，结合坡面干湿程度，适当对坡面洒水。

3.1.3 挂网工作

沿着坡面用三维网由上向下进行铺设，然后进行整平，用U型钉沿着坡面交错固定网片，U 型钉间距为横向140cm、竖向100cm。用U型钉将坡顶的三维网固定，位于坡脚的三维网通过填土埋设进行固定，对于两级边坡的平台位置的三维网，就地实施现浇。第一幅与第二幅的三维网连接位置应当有100mm的重叠，特殊情况下，三维网应当保持≥0.5mm的搭接宽度。

3.1.4 锚固工作

组成锚杆的材料为HRB400 钢筋作，主锚杆：Φ12mm，布置密度：5根/10m2；辅助锚杆Φ10mm，布置密度：23根/10m2；施工过程中，沿着网孔的上边缘将锚杆垂直钉到边坡内，为了避免三维网出现下滑现象，弯头应当向上。

3.2 抗蚀防护

加入可降解、木质以及黏结性的材料，增强基材抵御风雨侵蚀的功能，结合实际需求，采用巢型结构作为辅助材料。结合不同的气候条件、区域环境，采用不同的配比基材的方案。本案例针对当地区域特点，通过对比保水剂、黏结剂、渗水剂、菌剂以及纤维等配比，所配置的基材具有较强的抗冲刷性能和较好的性质。

3.3 生态防护

3.3.1 筛分回填

首先填筑筛分土，用网筛筛分回填土，所用网筛的筛孔应当小于三维网网孔。由上至下实施首次用回填土进行回填，拍实，回填材料禁止使用湿土；为了让回填土能够自然下沉，避免土壤内部有“空鼓”出现，因此首次回填完成后，用水浇透；然后进行二次填筑，回填的方法与首次回填相同，二次回填后，土、网额边坡融为一体，有少部分地方出现“空鼓”，然后用泥浆泵进行第三次喷浆填筑，密实度大大增加。

3.3.2 草种种植

结合工程现场的具体状况，经过多次现场考察，发现混合种植黑麦草、苜蓿、白三叶、高羊茅、早熟禾等草种比较适宜。混合种子、保水剂、改良剂、肥料以及水，用液压喷洒机在坡面均匀喷洒。喷洒完成后，用无纺布进行覆盖，并用U型钉将无纺布固定。

3.3.3 管理养护

在喷洒后的12h内，首次浇灌养护水，为了保证回填土一直处于湿润状态，覆盖30～45 天后将无纺布揭开。草坪形成后无须进行人工养护，在气候比较干旱时，通过人工浇水，进行养护，植被的覆盖率得到提高。

3.4 效果分析

经过三年的实践发展，三联生态坡面防护建植技术的实施，大大提高了植被的覆盖度，树群落种类、覆盖率、群落的多样化等与建植前相比，增加效果显著。建立植被群落，植物根系在土壤内产生的穿插作用使明土壤的密实度明显降低，边坡的稳定性增强。坡面修复后同周边环境保持良好的协调性，取得显著的减排效果，维持高速公路的边坡工程良好的耐久性。由此可见，该项技术在高速公路边坡防护中的应用取得了极大成功，该项技术在相关地区值得应用推广。

4 结束语

根据现场生态环境建设的实际需求，结合工程设计，保护高速公路沿线环境，减少地下及地表水污染，有效保护边坡植被，促进高速公路绿色发展步伐，是实施三联生态防护建植技术的最终目的。该项技术有着旺盛市场需求，技术的优越性强，具有良好的协调生态景观功能，实用范围广，社会效益和经济效益明显。“3S-OER”技术在三联生态防护建植技术中应用，为该项技术在高寒融冻区域高速公路边坡防护中发挥应有作用提供保障，降低植被破坏的程度，减小后期养护的工作强度。