高速公路边坡生态防护施工技术研究

李鸿哲，赵帅磊

（中交路桥北方工程有限公司，北京 100000）

1 生态防护的作用机理及特点

1.1 生态防护的稳定性机理

高速公路边坡施工中，生态防护主要是应用新鲜的植物来替代工程原有的纯工程防护处理方式，这种生态防护的应用能够大大提高边坡坡面的稳固性，并在一定程度上能够有效抵御自然腐蚀等。具体而言，新鲜植物根部可以直接透过边坡表面的松散风化层，经由根茎的锚固作用，有效实现对边坡稳定成的锚固。此外，新鲜植物的存在还可以在降雨天气下，实现雨水的截流等，有效实现了良好的削减溅蚀作用，在一定程度上可以大大减轻对坡面的腐蚀，有效实现了对高速公路边坡的保护。

1.2 生态防护的特点

虽然工程防护的作用见效快，能够在短时间内实现对边坡的稳固与防护，并且其防护的费用相对较低。但是，由于工程防护中过于关注边坡的稳定性，忽略对生态环境等的考虑，使得在防护过程中没有处理好生态防护与环境保护之间的关系，导致其形成的工程防护无法满足高速公路工程项目实施中对环境的保护等，在长期无法形成良好的防护效果。而经由生态防护的坡面形成以后，通过在该坡面上种植植物等，有效实现了植物、土壤对坡面的保护，使得高速公路边坡具有明显的生态效益。此外，生态边坡形成以后，还能够在一定程度上起到环境的修复作用等。

2 工程概况

以贵州省石阡至玉屏（大龙）高速公路土建工程TJ09标为例，本标段路线全长11.54km。属构造溶蚀峰丛低山地貌，有的独自成峰，有的数峰底座相连，山峰的大小、高度各不相同，峰峰之间发育盆地、槽谷。山峰顶部多呈圆顶状，斜坡坡度一般较陡，坡角20～50°，大部分坡体上植被发育，多为灌木、少量乔木。峰间盆地、槽谷宽度不等，宽度20～800m，坡度一般较平缓，坡角0～15°，多为农田、旱地，种植稻谷、玉米、烟叶等农作物。项目区域属亚热带季风湿润性气候区，气候温和宜人，冬暖夏凉，雨量充沛，无霜期长。在强降雨天气下，高速公路边坡极易受到雨水冲刷、径流等的影响，严重影响了边坡的稳定性。

3 防护形式选择

结合本高速公路工程的实际情况，在边坡防护中，主要采用了以下3种防护方式。

3.1 有机基材喷播植草

有机基材喷播植草是采用挂镀锌铁丝网喷混植生防护方式，一般应用坡体稳定、冲刷轻微、坡率缓于1∶0.5的中风化硬质岩挖方边坡。

3.2 挂三维网植草

在土质与混合边坡内，往往采用挂三维网植草的防护方式。在本工程中，由于其填挖边坡的面积相对较大，应用此方式能够取得良好的应用效果。三维网材料使用聚氯乙烯材质，由于该材质本身具有良好的耐久性、耐腐蚀性能，再加上其网格构造相对密集，能够在边坡中起到良好的锚固作用，应用此防护方式，能够促进雨水的排流，有效降低了雨水冲刷等对边坡稳定性造成的不利影响。从该种防护应用的整体效果来看，其本身的操作相对简单，能够在短时间内起到良好的防护作用。热塑树脂是主要的原材料，根据防护的实际需求，对其加以科学设计，经由拉伸等加工，提高了该材料的稳定性，应用该种材料对边坡加以防护，不仅能够减小雨水冲刷，还为植物生长等创造了良好的环境条件，对边坡起到了良好的防护作用。

3.3 锚杆框架梁加植生袋

在高速公路边坡防护中，在锚杆框架梁内，进行植生带的铺设，能够起到良好的边坡防护效果。植生带主要是将植物种子混合于种植基材内，装填在可以自行降解的网袋内形成的袋状植物材料。在应用此种防护方式时，有关的工程人员需要首先对坡面进行平整处理，及时清除坡面上的杂物等，对于坑洼地段，填土踩实。在植生袋铺设之前，首先要在坡面上覆盖10～15cm厚的基土，以增加草根的扎根深度，保证植生袋底部与基面的接触效果，提高植物的抗旱能力。锚杆框架梁的混凝土骨架截面尺寸多在40cm左右，嵌入边坡30cm，而外露的10cm也就是安放植生袋所需要预留的空间尺寸。

4 高速公路边坡生态防护施工技术要点

4.1 工艺流程

有机基材喷播植草防护包含了清理坡面、安装锚杆、固定镀锌铁丝网、喷射有机基材、喷播草籽、覆盖无纺布、养护管理。而挂三维网植草防护包含了坡面清理、三维网挂设、喷播植草、覆膜养护等过程。锚杆框架梁加植生袋防护包含了坡面整平、植生袋准备、基质装袋、植生袋回填与锚固、养护等过程。

4.2 技术要点

（1）有机基材喷播植草。在应用有机基材植草防护时，其主要的施工流程如下：①清理坡面。在路基边坡按设计的坡率、坡高、平整度修整坡面，人工清理坡面浮石、浮土等，并且做到处理后的坡面斜率一致、平整，无大的突出石块与其他杂物存在，对于光滑岩石要采取挖凿横向平行沟等措施进行加糙处理，以免基材下滑，使其有利于基材和岩石表面的自然结合。②安装锚杆。锚杆可分为长锚杆和短锚杆，长、短锚杆错开分布。采用风钻进行钻孔，钻孔深度要比孔中锚杆长度深20cm，注M30砂浆锚固。③固定镀锌铁丝网。铺设网时应拉紧，铺平顺后，将网挂在锚杆上，用连接件或铁丝锁紧，并根据需要在锚杆中采用不同厚度的混凝土垫块，格栅网与坡面保持4～5cm的间隙，搭接宽度不小于20cm。完成网与锚杆的连接工作后，要严格检查铁丝网与锚杆连接的牢固性，确保网与坡面形成稳固的整体。④喷射有机基材。基材混合物由水泥、土壤稳定剂、植生土、草种、水配合而成，配合比应通过现场试验选定，喷射厚度6cm，凸凹部死角要补喷，基材喷射完成后，待其自然风干4～12h后才可进行面层的草籽喷播工作。⑤喷播草籽。喷播草籽采用液压喷播技术，喷播2cm厚，喷播物附有促进种子萌发、小苗生长的种子附着剂（也称土壤改良剂），纸浆纤维、肥料、草种等，混合置于喷播机内经过机械充分搅拌，形成均匀的混合液，进而通过高压泵，将混合液高速、均匀地喷布于已经处理好的坡面上。⑥喷播完成后，在其表面层覆盖无纺布，减少因强降水造成的对种子的冲刷 同时也减少边坡表面水分的蒸发，从而进一步改善种子的发芽、生长环境。栽植后早期，每天洒水不少于2次，应浇透，浇水应避开中午阳光强烈的时段，浇水次数以保湿为度，注意清除强生的杂草。草皮早期由于根系不发达，应保持土壤湿度。

（2）挂三维网植草。在应用挂三维网植草防护时，其主要的施工流程如下：①边坡清理。施工前，对表面的杂物等进行必要的清理，保持坡面的平整性，如果坡面上的土质相对松软，往往需要进行必要的夯实处理，而局部的凹陷等需要进行垫土。②三维网挂设。挂设过程中，主要是将边坡顶端延伸0.5m之后，将三维网埋设于截水沟中，随后遵循从上至下的平铺处理方式，保证三维网搭接的平顺性，避免在挂设过程中出现三维网的褶皱等。③三维网锚固。如果是挖方边坡，其在锚固处理的过程中往往是应用钢筋与铁丝支撑U形钉的方式来进行的，而对边坡的顶部与搭接位置，一般要应用主锚钉来对其加以固定，而其他位置使用辅锚钉。如果是填方边坡，往往要应用钢筋加工U形主锚钉的方式来进行锚固处理，而在边坡的顶部与搭接位置，需应用主锚钉加以固定。④喷播植草。在本边坡工程中，土方主要包含了黏性土、腐殖土、复合肥、黏接剂等，在实际的施工过程中，要严格控制黏性土的含水量，如果含水量超出了工程的实际要求，就会严重降低边坡处理的整体效果。回填处理时，先要对土壤加以粉碎与过筛，将其与其他材料等加以充分混合，提高土壤的肥力。当搅拌结束以后，应用喷射机加以喷射处理，主要由人工来进行水量的控制，避免在喷射过程中出现散落与溢流等现象。在实际的喷射过程中，要从正面开始，避免在喷射过程中喷射不充分，保持喷射厚度在5cm以上。

（3）锚杆框架梁加植生袋。在锚杆框架梁加植生袋防护处理时，其主要的施工流程如下：①坡面处理。在坡面处理上，主要是要进行坡面的整平和去除杂质，在坑洼区域内，填土压实，覆盖一定厚度的基土。②植生袋准备。植生袋主要包含了几层，从外到内依次为尼龙纤维网、加厚无纺布、植物种子等混合料、短期内可以自动分解的无纺棉纤维布等。③基质装袋。植生袋装填的绿化基质包含了复合肥料、保水剂、泥炭土等，装袋实施现场作业。④植生袋回填与锚固。在已经做好方格网或者拱形混凝土边坡上，如果边坡坡度相对较小，在植生袋回填时一般不需要进行锚固。⑤养护。养护主要是要及时对滑落的植生袋加以补填，保证边坡植物水分的及时供应，按时施肥等。

4.3 防护效果

在高速公路边坡防护中，应用这些生态防护技术，能够取得良好的生态防护效果。有关人员在日常的工作中通过必要的养护管理，使得草籽的发芽率等达到了正常的水平，保持了良好的生长态势，平均生长高度在8cm以上，坡面的植被覆盖率高达98%，提高了高速公路边坡的稳定性与安全性，提高了高速公路工程的经济效益、社会以及生态效益。

5 结束语

近年来，随着高速公路工程项目的增多，在工程建设中，人们越发注重边坡的防护处理。在边坡防护过程中，通过对边坡类型等的具体分析，科学应用生态防护施工技术，能够大大提高边坡防护的稳定性，并起到良好的生态防护效果，提高高速公路工程的整体质量。