CBS植被混凝土护坡在高速公路施工中的应用

罗秋林

(广西交通投资集团南宁高速公路运营有限公司,广西 南宁 530022)

0 引言

在公路建设路堑开挖过程中,会出现裸露的路基边坡,受雨水冲刷的影响,边坡容易产生浅层滑坡现象。常规施工工艺在对边坡表面进行保护时,常常运用水泥土、铁丝网以及土壤稳定剂等材料,但是上述材料会随着时间推移而失效,还需进行不定期的维护和修复。而CBS植被混凝土护坡凭借着自身优势受到广泛关注,其采用了混凝土配方和混合植物种植配方对岩石边坡进行防护和绿化,实际效果明显,营造出的环境相对理想[1]。

1 项目概述

平果至南宁高速公路NO2合同段内高边坡多数为基岩边坡,坡体多为强中风化灰岩、中风化砂岩。其中有5个膨胀土边坡,坡体为冲洪积硬塑黏土,具有膨胀性。项目结合边坡不同土质及坡度,设计了符合广西多雨地区的CBS植被混凝土配合比,同时建立了全国首座植被混凝土生态基材拌和站,大幅度提高了生产效率,提升了工程品质。该技术施工后当天,边坡便具有抗冲刷、防渗能力,经过45 d养护后,植物生长茂盛,景观效果良好。采用喷射型CBS植被混凝土生态技术能达到经济优化、工程施工安全隐患时间缩减、防护效果优化的效果,在发挥防护功能的同时维护生态平衡,让植被覆盖率大大提升。

2 CBS植被混凝土护坡技术简介

2.1 CBS植被混凝土概念

CBS植被混凝土护坡重点是以水泥为胶结材料,借助混凝土喷射工艺,产生半刚性水泥土结构,发挥支撑功能。CBS植被混凝土体现出理想的力学性能和水稳定性,所以在高速公路项目中备受认可。CBS植被混凝土护坡和喷混植生存在着显著差异,普通喷混植生基材水泥用量为10 kg/m3,而CBS植被混凝土基材水泥用量为60～100 kg/m3,通过合理地运用CBS植被混凝土专用添加剂,可以适当调节基材pH值,确保基本活性稳步增加。添加剂用量为水泥用量的0.78%～1.0%,基本成分包含固氮菌、硝酸盐细菌等[2]。在运用该项护坡方案时,可以展示出相对理想的生境构筑能力,昼夜平均温度≥25 ℃时,能够在一个月内形成覆盖度≥90%的草坪。后期依照生态修复目标,可以打造出“草本+花类”的景观坡面或者是草灌组合的生态群落。CBS植被混凝土主要物理力学性能指标见表1。

表1 CBS植被混凝土主要物理力学性能指标表

2.2 社会经济价值

在使用CBS植被混凝土护坡技术时,可以实现创新发展的目标,同时也遵循了国家提出的可持续发展战略,属于营造边坡防护和生态修复一体化技术措施。通过大力的推广和应用,可以构建起产学研协同发展基地,也能为高速公路项目建设助力。该措施的应用使得高速公路工业化水平稳步提升,实现了“机械化减人、机械化换人”的目标,转变了圬工防护大量使用劳动力和边坡绿化以“小型机具+小班组”作业为主的现状。

3 CBS植被混凝土护坡技术施工流程

3.1 修筑坡顶截排水沟

在高速公路项目施工中,为了让实际护坡效果更加理想,要修筑坡顶截排水沟,这样可以达到既定要求,同时也能展示出CBS植被混凝土护坡的最佳效果。在施工前期,也可在各级平台上设置,实际的效果相同[3]。

3.2 清理边坡坡面

为了优化高速公路项目施工效果,需要做好前期的清理工作,要将坡面清理到位,避免出现多种隐患。在施工前,要将浮渣以及大粒径填料等妥善处理,避免其影响到施工进度。同时,还要对坡面进行微地貌整形,若是发现冲蚀沟壑,必须采用土袋或者是植生袋等将其填充到位,为施工提供安全环境,也让植物稳定生长。

3.3 挂网锚固

(1)挂网采用14#(2 mm)镀锌勾花铁丝网,网孔尺寸为6 cm×6 cm,网间搭接15 cm,网挂至坡顶以上1 m处。

(2)用φ16 mm螺纹钢制作抗滑锚杆,长60～80 cm。按缓坡间距2 m×4 m、陡坡间距2 m×2 m锚固。第一排锚杆安装在坡顶平台上,坡面凹凸起伏大的地貌点需增加锚杆,锚杆外露10 cm。

(3)用φ8 mm圆钢制作限位锚钉,长20 cm,按间距0.5 m×0.5 m锚固,锚钉外露8～10 cm。距坡面4～6 cm处与锚钉绑扎,绑扎后将锚钉向上弯折[4]。

(4)通过限位锚钉和扎丝与铁丝网连接牢固。

3.4 土壤加工

土壤加工优先考虑采用砂壤土和种植土,其能保证含水率和含砂率达标,均<20%。对原土翻晒晾干时,优先考虑大型筛砂机和粉碎筛土机,只有确定过筛后才能使用。筛网的尺寸应控制在15 mm×15 mm内。过筛之后的土料必须要及时覆盖,或者设置成封闭式料棚储存。

3.5 拌和标准

在高速公路边坡防护中,根据该技术的特点,要详细分析边坡坡率,还要进一步明确抗冲刷要求,保证基材配合比达标,真正地达到理想要求。应该运用水泥稳定土拌和站集中拌和,以优化基本质量,降低干扰因素的阻碍,使整体质量和效率趋向稳定。在小规模施工环节,如运用到滚筒式搅拌机,则要在喷植现场拌和,由此保证其整体质量[5]。

3.6 喷植环节

植被混凝土喷植平均厚度为10 cm,一般涉及两层,基层厚度为8 cm,面层厚度为2 cm,面层中含有植物种子。在具体操作的过程中,多是运用转子喷射机进行喷植,常用的设备包括双机组自动上料喷射机,其整体效果相对理想。

3.7 坡面养护

当整体坡率<1∶0.5时采用无纺布覆盖,保墒、防晒;当整体坡率>1∶0.5时,采用遮阳网进行覆盖养护。具备条件的大面积施工坡面,可设置喷灌系统进行养护,养护时间为45 d,期间根据土壤湿度情况进行洒水保湿养护处理。特殊高陡岩石坡面,可设置微渗养护系统进行养护。

4 施工要点

4.1 CBS植被混凝土生态基材配比

生态基材配方必须要依照材料标准和施工现场情况加以分析,依照具体的工程经验,确定基材配方参数,落实好现场喷射试验。详细分析植被混凝土草种生长情况,对生态基材配方技术参数进行优化。在多次优化之后,确定最终技术参数(见表2),使其质量达标。在运用相关的手段时,应该明确细节,还要了解具体方向,抓住CBS植被混凝土护坡特点,使该项技术的优势充分体现,为高速公路项目提供保障。另外,还要重视CBS植被混凝土护坡要领,促使施工进度得以维护,体现相对理想的成效,凸显自身价值[6]。

4.2 混合植物种子配比

在编制施工方案时,应该重视植物种子实际情况,要保证其符合当地气候条件,还要满足植物生长所需。优先考虑发芽快、出芽率高、根系发达、抗逆性强的植被,在此基础上防范生态灾难,维护物种多样性,并且明确植物物种丰富度与物种多样性间的正比关系,确保植物在保护边坡和抵抗土壤侵蚀方面展示关键作用。考虑到项目的特殊区域,应该优先选择发芽率高、出芽整齐的植物,这样可以满足实际需求,也能进一步巩固防护效果[7]。混合植物种子用量见表3。

5 CBS植被混凝土护坡应用效果

5.1 安全方面

相较于圬工防护施工与植生袋码砌,CBS植被护坡施工技术多是利用机械拌和、运输和喷射方式,整个过程减少了人为干预,降低了安全隐患。施工过程中不需要安装模板、吊装构件或半成品(如植生袋),降低了高空抛物的安全风险。

5.2 进度方面

灵活运用CBS植被混凝土护坡施工技术,能够发挥出机械化手段的优势,整个操作过程采用了“集中拌和+罐车运输+湿喷台车”工艺,每工班可完成1 500～2 000 m2,使用“移动搅拌+双机组干喷机”工艺,每工班可完成约600 m2。根据各项护坡技术工效对比,证明了CBS植被混凝土护坡施工工艺的效率比 “骨架护坡+喷播植草”“窗孔式护面墙+植生袋”“骨架护坡+植生袋+支撑渗沟”等常规护坡技术具有更明显的优势,对优化高速公路的使用效果具有显著作用(见表4)。

表4 不同护坡形式工效对比表

5.3 质量方面

在高速公路项目中运用植被混凝土护坡施工工艺,不需要安装模板,且不会对坡面平整度提出苛刻要求,即便是粗糙或者是凹凸不平的坡面,也可实现厚度均匀的喷植。CBS植被混凝土拌和采用精准配料,核心材料具备知识产权保护体系,相对于其他植草护坡,更能顺利推进质量控制。CBS植被混凝土护坡具有明确的物理化学性能检测指标和合格范围,可以实现工序、半成品、成品质量的精准检测,有利于质量管控。

6 结语

CBS植被混凝土护坡技术作为新工艺,因其有着独特的优势,在高速公路建设中能够取得良好的应用效果。本文以平果至南宁高速公路项目为例,分析了基材配合比对植物生长率和存活率的影响,明确了CBS植被混凝土护坡施工工艺的具体应用措施,评价了CBS在安全、进度和质量方面的优势,为同类工程提供参考。