客土喷播技术在长江河道岸坡修复中的应用

(南京市长江河道管理处，江苏 南京 210011)

河道岸坡是对生物栖息环境的人工改造，以往主要采用浆砌石、现浇混凝土等措施进行护坡，这与当前生态环保和可持续发展的理念冲突，河道岸坡生物栖息地因为人工的介入造成了连续性中断[1]。近年来，长江南京段在堤防防洪能力提升的过程中，部分岸段堤防仍采用混凝土护坡型式。为改善堤防护坡的生态环境，引入客土喷播技术[2]。本文通过分析客土喷播的施工技术特点，结合长江南京段河道岸坡的修复实践，探索传统江堤护坡生态改造的途径[3-4]。

1 长江南京段河道堤防概况

长江南京段上起苏皖交界，下接镇江扬州，河道总长约97km，两岸有29条入江河流，堤线总长276.9km，其中干堤段总长191.67km、港堤总长22.4km、以山代堤段9.42km，另有洲岛堤防长约55km。南岸起自江宁区和尚港，经江宁区、雨花台区、建邺区、鼓楼区(含原下关)、栖霞区，至栖霞区便民河口，总长约97.72km，北岸起自浦口区驷马山河口，经浦口区、江北新区、六合区，至六合区小河口，长约93.95km。

2010—2013年，南京市结合滨江风光带建设对江堤进行了防洪能力提升。其中江宁区全段19km、浦口区驷马山河至中心河下游段堤防22.9km、江北新区郝家坝至划子口河段堤防10.2km、六合区全段14.2km。66.3km长的堤防采用土堤型式：堤顶高程在11.7～13.6m之间(吴淞高程，下同)，迎水坡坡比1 ∶3.0，采用现浇混凝土护坡，背水坡坡比1 ∶2.5，采用草皮防护，部分堤段在护坡中间设置平台放缓。剩余岸段为挡墙结合土堤、防洪墙及路堤结合等型式，迎水坡护坡较少，对河道生态影响较小，可以维持现状。

2 客土喷播技术简介

客土喷播技术是将客土、纤维、保水剂、缓释肥按照一定的比例，混合成培养基质，按配合比融入植物种子，通过设备喷洒播种的技术[5]。

2.1 技术特点

客土喷播技术适用范围广泛，对基层的要求不高，无论是土质边坡还是较缓的石质边坡[6-7]都能取得良好的效果；混合基质直接为植被提供了生长基础，复绿速度相对较快，形成的群落也具有更好的稳定性；混合基质性质统一，复绿效果均匀，景观效果较好；可机械化施工，效率高[8-9]。

2.2 施工工艺

客土喷播的施工工艺简单清晰，先是工人进场、施工机械和原材料准备，然后进行坡体清理修整和骨架的挂网施工，再配置客土基材混合物并均匀喷播，最后做好科学养护的后续工作，总共六项关键步骤，就能达到客土喷播的施工要求。施工工艺流程见图1。

图1 客土喷播施工工艺流程

2.3 施工技术要点

2.3.1 挂网

采用网孔规格为5cm×5cm的高镀锌棱形铁丝网，从河道堤防现有护坡的安全稳定性出发，接缝处以1m×1m的间距标准按梅花形布置，挂网施工时采用自上而下放卷，相邻两卷铁丝网(土工网)交接处的重叠达到10cm以上，并用铁丝进行绑扎固定，与基层的连接用L形铆钉固定，每平方米不超过5只。网与作业面保持均匀一致的间隙，同时用草绳按一定间隔缠绕在网上，在增加附着力的同时保证了喷播厚度，挂网的目的是使后期喷播的客土基质形成覆盖原护坡的整体板块。

2.3.2 喷播基土

为了减少对长江的污染，施工采用按厚度分层、多次喷播的方式，将富含营养物质的泥炭、腐殖土、草纤维、缓释营养肥料等[10]通过专用的机械搅拌混合后喷播在铁丝网上，每次喷播厚度为2～8cm。要求喷射厚度为设计厚度的125%，保证水分丧失后基质的厚度仍然满足要求。

2.3.3 喷播植物种子

根据施工作业面土壤或岩面的特征、本地气候条件、施工时的季节，选择生长特性适宜的植物种子，同时添加本地相同地貌的乡土植被的种子[11]，确保施工后的次生植被在养护生长过程中逐渐与周边的自然生态相融合，不显人工雕琢的痕迹；用喷播机将种子与纤维、黏合剂、保水剂、缓释肥、微生物菌肥等搅拌混匀成喷播泥浆，均匀喷洒在作业面上[12-13]。

2.3.4 养护管理

在雨量较多的时节要保证植物种子生根前免受雨水冲刷，在气温较低的寒冷时节要防止植物种子和幼苗受冻伤害，在正常的时节要提供植物种子保温保湿的生长环境，这些都需要在施工后采用无纺布(或稻草)覆盖种子，为成型后的作业面遮风挡雨，营造温度、湿度适宜的环境，促进植物的成长。在无纺布的外围可用木片进行固定，以防止无纺布被风带走。

从植物种子出芽到幼苗生长这段时间，要求用淡水养护维持环境湿润。养护刚开始，坚持每天早晨浇水一次，如果是炎热的夏季则根据情况增加浇水的次数，用水雾湿润的效果最好，有条件的考虑安装雾化喷头。之后随着植物的生长逐步减少浇水的次数和间隔，期间结合降水情况灵活调整[14-15]。此外，即使在基质处理时已经混合了长效肥，在植被生长过程中也应根据肥力情况进行补肥，注意是否有病虫害情况，并在明显生长不均匀的区域进行补播。

2.3.5 控制参数

挂网喷播用铁丝网统一采用机编双扭结单层14号镀锌铁丝网，网目边长不大于5cm。铆钉一般长度约15～20cm、直径1cm左右，应用中根据边坡实际地质情况进行调整。基材混合物由绿化基材、纤维、植壤土等按一定比例混合而成，其中绿化基材由有机质、土壤结构改良剂等制成，根据实际需要进行标准试验，选定配合比；植壤土选用工程地原有的地表土或附近农田土粉碎过8mm筛，含水量不大于20%，风干过筛后的植壤土应采取防水措施；纤维秸秆、树枝等粉碎成10～15mm长，应采取防水措施，含水量不大于20%。基材混合物的配合比为绿化基材 ∶纤维 ∶植壤土=1 ∶2 ∶2(体积比)。

2.3.6 质量控制

在工程管理方面，首先要进行严格而详细的技术交底，使所有施工人员都明确并严格遵守施工内容、工艺方法、质量目标以及奖惩评估标准。施工质量控制要素见表1。

表1 客土喷播施工质量控制要素

3 客土喷播技术在长江南京江宁段的应用

本技术的应用段工程位于长江南京段江宁区新洲社区上侧堤防迎水面护坡，工程长度为800m(K14+000-K14+800)。本段堤防于2013年完成防洪能力提升，堤防等级2级，堤身为标准土堤断面，堤顶高程13.25m，堤顶宽度8m，堤顶设6m宽防汛道路，以沥青路面为主。堤防迎水坡坡比1 ∶3.0，设计洪水位以上0.5m采用草皮护坡，以下采用现浇混凝土护坡，高程9.75m处设置2m宽二级平台放缓，背水坡坡比1 ∶2.5，采用草皮防护。

本次施工范围为堤防迎水面混凝土护坡(草皮护坡以下至堤脚)，见图2蓝色线条覆盖部分。

a.测量放线，框定出挂网的区域，标示出锚杆的孔位，锚杆间距维持在1m以内。

b.采用20cmφ8螺纹钢做锚杆，锚杆间距1m，采用空压机打孔锚固，与铁丝网构成整体对坡面加固，避免局部的崩塌现象，锚杆与铁丝网的结合处用铁丝绑扎，局部不平整处要增加锚杆的密度，锚杆固定后要求露出表面5cm左右。

c.混凝土坡面植被需要打好稳固的生长基础，使用5cm×5cm的铁丝网格，铁丝直径在1.6mm左右，本次施工要求相邻铁丝网之间的重叠部分大于15cm，竖向每30cm的距离用铁丝连接一次，铁丝网的铺设要保持超出坡顶处及坡体两侧不小于50cm，否则要采取锚杆加密措施。

图2 K14+200断面施工示意图 (单位：m，吴淞基面)

d.配制绿化基质层，绿化基材由客土、纤维、肥料、保水剂、黏结剂、花草种子等按一定比例通过搅拌机充分搅拌混合而成。基质层分基层和面层，配方见表2。

e.选用专用的客土喷播机，根据试验情况调整泵送压力和出风量，均匀地、自上而下地将混合料喷射到坡面，喷射厚度在12～15cm之间。按照配合比例将植物种子混合，均匀地、自上而下地将混合种子喷洒到坡面上，最后以无纺布覆盖，无纺布相接处用木签固定，间距在2m以内。现场施工效果见图3。

表2 绿化基质层配方

图3 现场施工效果

4 结论与展望

植被+工程措施型的生态护坡型式是水利工程岸坡生态防护发展的必然趋势，客土喷播技术有效地改善了传统混凝土护坡生态环境，该技术既实现了岸坡安全稳定和持久使用，又为生物提供了赖以生存的生活环境。考虑到长江河道汛期水位变化较大，风浪冲刷较强，为有效保护喷播层，建议在植物种子选择时根据枯水位、常水位、高水位、设计洪水位等不同水位适当分层，综合考虑美观及耐淹性能；堤脚位置布置适量块石抵抗冲刷，同时在汛后进行检查，适当进行补喷，保障修复效果。