边坡CBS生态防护绿化施工的应用探讨

余万龙

中国葛洲坝集团第二工程有限公司,四川 成都 610091

0 引言

随着国内经济的快速发展,各类施工项目应运而生,土建类项目较多,其施工时难免会存在堆土区、边坡等施工场地,如何在施工过程中有效减少扬尘等环境问题,是需要迫切解决的问题。

文登抽水蓄能电站位于山东威海市文登区界石镇昆嵛山境内,电站分上下水库,存在大量的边坡开挖,开挖后裸露部位需要进行防护,使用植被混凝土生态护坡技术(concretes biotechnical slope,CBS)施工[1],可以达到保护环境且不延长工期的目的。基于此,本文对该技术在文登抽水蓄能电站上水库施工过程中的应用进行探讨。

1 CBS植被混凝土组成

CBS植被混凝土基材结构为10 cm基层加上2 cm面层,其基材由种植壤土、水泥、植被混凝土生态改良剂、有机物料、有机肥、复合肥、混合种子(面层)混合组成。

1.1 工程护坡绿化的主要配合比

CBS技术目前国内已研发出来,并开始在很多工程中实施,经过CBS处理后的边坡具有一定的机械强度值(0.25 MPa左右),既能抵御较强的暴雨强度(120 mm/h以内)的冲击与自然流水介质的冲刷,又能成为良好的护坡植物根系生长环境基材,并具有边坡浅层植被防护、修复坡面营养基质、营造良好的植被生长环境、促进森林植被恢复良好植被生长状态等多重功效。

CBS边坡防护设计一般根据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、绿化环境要求等条件来进行具体计算,确定水泥、砂壤土、腐植质、保水剂、长效缓释微肥、混凝土绿化添加剂、混合植绿物种等养分和水土养分组成系数与配合系数比例。合理搭配的种植基质材料种类及结构组成,既是促进植物种群迅速生长与繁殖的一种天然的生态栽培环境基材,也为植物的迅速生长和快速繁殖创造出良好的环境空间条件,同时具有保养水环境等功能。具体配合比见表1。

表1 CBS边坡配合比(1 m3)

1.2 植被物种选择

工程所处的山体土壤平瘠,周围植被一般,考虑到引进物种能尽快与本地物种产生生物链,同时也考虑到成坪速度快、见效早、抗旱性、抗逆性和互补性强的原则,为能更好地恢复坡面的生态原貌,达到生态恢复的最佳效果,根据现场实际情况及试验,选配了适合当地的混合植绿种子。

草种混配配方:宽叶草、狗牙根、高羊茅、二月兰、园柏。

灌、乔木混配配方:刺槐、黄花槐、紫穗槐。

花种配方:波斯菊3 g。

在植被物种选择时应注意:混配种子组合应适宜于该地区的温度气候,且具有极强的保土、护坡、固砂的特性,特别是考虑当地环境及小气候现场,以确保边坡长期绿化及稳定绿化。

2 边坡施工方法

2.1 施工流程

喷锚体边坡绿化施工流程见图1。

图1 喷锚体边坡绿化施工流程

2.2 坡面清理

人工清除坡面的落叶枯枝、浮土、浮石等杂物。清理坡面开口线以上原始边坡的接触面,清理宽度应大于1.5 m,以一次性全部铲除原始接触边坡地面植被上所有的植物枝干根段为准,对地下已有的根茎无需进行挖除,此部分还可作为与原坡面的过渡,即植被结合部。

2.3 钻植生孔(接地气)

在现有喷锚体上钻孔(开孔),间排距500～800 mm,钻孔深度以钻穿边坡防护层为宜,平均深度12 cm左右,主要目的是为了使植物生长期能接触到地气,植物根系能慢慢穿透喷锚体与岩石缝隙扎根。

2.4 镀锌铁丝网铺设

铺设14#镀锌勾花铁丝网(网目6.5 cm×6.5 cm)。网片从植被结合部顶由上至下铺设2层,并拉紧铺平,网间上下须进行不小于5 cm的搭接,网间左右10 cm进行搭接。对陡峭边坡(80°～90°边坡)在网内加装竹片,竹片宽度为70～100 mm,长度约1 000 mm,沿边坡垂直方向间隔500～700 mm布置1片,水平搁置并用14号镀锌铅丝和下方锚杆绑扎固定,竹片下采用Ø 16 mm钢筋锚杆固定,孔深20 cm,锚杆外露10 cm。锚杆间距300～500 mm。

2.5 钻孔、安装锚杆

采用电锤或手风钻垂直于坡面钻孔,击入或插入锚杆。锚杆采用Ø 14 mm螺纹钢,长度30 cm锚固,锚杆间距1 m×1 m,孔深20 cm,锚杆外露10 cm。为加强稳定性,根据现场实际情况,坡体顶部和不规则的部位可采用加长或加密的处理方式。锚杆向上倾斜15°,坡体部分岩石风化严重处,视情况锚杆进行加长,以锚杆击入或插入坡体后稳定为准。在锚杆和网片接触处用扎丝绑扎牢固。

2.6 植被营养基材配制

植被营养基材由种植土、有机质、植被绿化添加剂、腐殖质(稻壳)、水泥、复合肥混合组成,各成分材料的选择要求如下。

1)种植土:选择外购或储备的种植土,经风干粉碎过筛而成,要求土壤中砂粒含量不超过5%,最大粒径应小于8 mm,含水量不超过20%。

2)有机质:有机质一般采用稻壳、秸秆、树枝的粉碎物等辅助材料,以增强土壤的缓力、微生物活性和养分的供应,保证根系易生长、穿插。

3)CBS边坡绿化添加剂(改进型):添加剂能够中和因添加水泥带来的严重碱性,调节基材pH值,降低水化热;增加基材空隙率,提高透气性;改变基材变形特性,使其不产生龟裂;提供土壤微生物和有机菌,有利于加速基材的活化;含有缓释肥和保水剂。

4)植物种子与基材土混合搅拌:种子以草、灌、乔种子为主,配方为宽叶草2 g/m2、狗牙根4 g/m2、高羊茅1 g/m2、紫花苜蓿3 g/m2、刺槐5 g/m2、多花木兰5 g/m2、车桑子5 g/m2、黄花槐3 g/m2、木豆3 g/m2、波斯菊1 g/m2,植物种子与基材土一起进行搅拌。

2.7 植被营养基材喷播

经过坡面整治、网和锚钉(锚杆)铺设、栽植小苗木、并做好植被营养基材备料并配制后,即可进行营养基材土喷植施工。喷植所用设备为一般混凝土喷射机,从坡面由上至下进行喷护。

1)方法:在喷浆之前再次检查坡面上的浮土、草皮、树根及其他杂物是否清理干净,以促使喷射基材与基面连接紧密,然后进行试喷试验,以调节水土比,再进行喷植施工,喷植厚度为10～14 cm,单块宽度按4～6 m进行控制。

2)控制措施:基层喷射可一次喷至设计厚度,无需分层喷植,喷射过程中,一般应垂直于坡面,最大倾斜角度不能超过10°,喷浆中,喷射头输出压力不小于0.3 MPa,喷射采用自上而下的方法进行,先喷凹陷部分,再喷凸出部分,喷射移动可采用S形或螺旋形移动前进。

2.8 覆盖无纺布或遮阳网,安装喷灌系统

喷播施工结束2 d之内,在基材表面覆盖无纺布或遮阳网,并安装喷水灌(浇)和抽灌式排水灌溉系统,主水管由供水淋管道、供水淋支管、摇臂喷头和球阀接头等构件组成。

发芽期根系深度一般控制在3～5 cm,幼苗期依据植物根系长度自然的生长发展状况逐渐调整。浇水深度5～22 cm,浇水同时要做到严密的控制,使土壤水不会因长期在其基材混合物孔隙内积聚形成“壤中流”大气泡,侵蚀该土壤基材混合物的中小孔隙颗粒层及植株根系,从而流失掉大量植物养分,破坏其生理养分平衡。前期叶片的日常养护为每生长45 d养护1次。早晨进行的叶片养护时要在翌日清晨约10点之前完成,以免强光伤到幼苗叶片。在前期管理中,应同时注意到各类自然病虫害的防治。

2.9 养护系统安装

采用PPR上水管Ø 40 mm主管道从水源处接入绿化边坡安装至坡顶,再采用Ø 32 mm支管横向布置,在支管上安装Ø 20 mm立管,左右间距6 m,上下间距6 m。在立管上安装塑料摇臂喷头,形成自动喷播效果,在边坡陡峭部分采用滴管方式进行养护。

3 注意事项

为了确保安全,本工程采用外墙悬挂施工方式施工,安全绳分为主绳、副绳。主绳上通过卸扣悬挂安全座板,副绳上通过自锁器悬挂肩背式安全带;主绳、副绳采用Ø 18 mm安全绳(中间加钢丝)。

根据现场情况,坡顶固定方式有2种。坡顶有较大植株并且牢固的,安全绳可固定在植株根部,且不得少于2颗植株固定;坡顶无较大且牢固植株的采用钻孔锚杆的方式固定,锚杆为Ø 25 mm钢筋,钻孔深度500 mm,且不得少于2根锚杆固定。坡顶所有固定装置均采用主绳、副绳分开固定,不得固定在同一固定装置上。使用期间应经常检查,发现问题及时处理。

4 结束语

本工程采用边坡CBS生态防护绿化施工,在前期有效改善了施工现场的环境问题,绿化覆盖率高;在工程后期,绿植大面积成长,工程现场视觉效果得到加强。