喷混植生技术在孝襄高速公路边坡防护中的应用

摘要：目前高速公路边坡防护的形式已由传统的圬工防护向生态防护发展。湖北省孝(感)襄(樊)高速公路建设提出“优质、生态、绿色、环保”的防护理念，引进了喷混植生防护技术。通过在该公路中的应用，介绍喷混植生防护技术的基本原理、施工工艺及应用效果，并提出有待进一步改进和探讨的问题。

关键词：高速公路 喷混植生 边坡防护

　　近几年，随着环保意识的提高，我国公路建设部门对于生态防护越来越重视。土质边坡已普遍采用了湿法喷播、三维网植草等技术来建植植被、固土护坡。土质情况较差的边坡和岩石边坡，由于缺乏植物生长的基础，则往往采取浆砌片石、挂网喷锚等工程防护措施，不仅被破坏的植被得不到恢复，而且也影响了公路的生态环境及景观。因此，如何既保证石质边坡的稳定又能实现长久绿化，已成为公路环境保护和公路建设部门的焦点和难点。

　　孝(感)-襄(樊)高速公路跨越湖北省孝感、随州、襄樊3个地区，全长243.51km，有大量高路堤边坡和深路堑边坡，挖方路基多为强～中等风化花岗岩和泥质砂岩，裂隙发育，岩石破碎。根据孝襄高速公路项目特点，湖北省孝襄高速公路经营有限公司提出“建设一条国内领先的优质生态环保高速公路”，即“优质、生态、绿色、环保”的建设目标。为了解决石质边坡的稳定和绿化问题，公司引进了日本喷混植生防护技术，结合我省公路特点对喷混植生材料、施工工艺以及配套土木工程技术措施进行了系统的研究和试验，在广泛调查和分析研究的基础上，寻找适合我省喷混植生的方式和方法。

1　喷混植生防护技术优点

　　喷混植生防护技术是将客土(生育基础材料)、纤维(生育基础材料)、侵蚀防止剂、缓效性肥料和种子等按一定比例配合，加入专用设备中充分混合后，通过泵、压缩空气喷射到坡面上形成所需的基层厚度，从而实现绿化的目的。该技术的突出优点在于:

(1)以土壤结构改良为突破口，力求简化公路植被养护管理。它是以经处理加工的树皮、纤维、养生材料、植物种子与少量当地优质土混合，添加营养剂、粘结剂和土壤稳定剂制成客土，借助喷播机均匀涂喷于坡面上。

(2)由于客土的应用，为灌木和树木根系提供了良好的生长基础，能够实现草、灌木合理的植物群落配比，达到建设后路域植被与自然植被融为一体的效果。

(3)喷播设备性能优良，使岩石坡面及不具植物生长条件的高大边坡完全可能实现绿化。

(4)灌木根系可扎入岩石缝隙，固土护坡效果比草本植物更可靠，可较大程度地减少边坡坍塌，节省维护费用，提高交通安全。

2　喷混植生防护技术在孝襄公路的应用情况

2.1 地区气候特征

　　孝感、随州、襄樊处于中纬度季风环流区域的中部，属于北亚热带季风气候。因受太阳辐射和季风环流的季节性变化的影响，气候温和，四季分明，光照充足，雨量充沛，无霜期较长，严寒酷暑时间较短。温暖的气候条件，良好的地貌特点，造就了优越的生态环境。

2.2 孝襄高速公路边坡条件

(1)边坡形态特征　孝襄高速公路有相当一部分石质挖方边坡，其坡高从4m至35m不等；对无外倾软弱结构面的石质路堑边坡，允许坡率按《建筑边坡工程技术规范》取值，根据实际经验，在工程中多采用1∶0.75～1∶1.0；当挖方边坡高度大于6m时，自坡脚往上按每个6m高度将边坡分成几级，在每一6m高度处设一宽2m的减重台。

(2)边坡地质条件　大部分石质边坡属软质岩边坡，出露地层为砂岩、砂砾岩、变质岩、灰绿岩，风化程度不一，全风化～强风化，风化界线起伏较大。

2.3 主要施工设备与材料

(1)主要施工设备　喷混植生机、普通卡车、抽水泵、发电机、空压机各1台。

(2)主要材料

　　种子　BPR混和植被种子，按冷暖结合、草灌结合、四季常绿的原则进行配种。

　　客土　采用天然有机型培养土，由多种新型微生物菌群发酵而成，含有氮、磷、钾及各种微量元素、生长激素，pH值6.0～7.0，饱和容重0.5～0.6t/m3。

　　稳定剂　无污染粘结剂，采用高分子聚合物及天然植物加工而成，能将客土、养生材料、肥料、种子等紧密连接，形成一定厚度的喷播层，并与坡面粘接在一起而不下滑流失。

　　养生材料　采用木质纤维，增加连接的强度，使喷播层稳定性增强，孝襄高速公路主要采用了无纺布。

　　肥料　采用速效化肥及缓效有机肥，增加贫瘠边坡肥力，提供植物生长所需营养。

　　水　喷播用水，选择无污染水源，就近吸取。

　　金属网　采用直径16mm，网孔为5cm×5cm的金属网。

　　锚杆　挂镀锌网的锚杆采用直径16mm，长度80cm的钢筋。

2.4 施工工艺

(1)清理边坡　将容易滑落、影响边坡稳定的岩石处理掉，使坡面尽可能平整以利于喷混植生施工，同时增加坡面绿化效果；对于光滑岩面要通过挖掘横沟等措施进行加糙处理，以免客土下滑。

(2)打设锚杆　锚杆为直径16mm以上的螺纹钢，长80cm。锚杆数量为25根/100m2。锚杆用水泥砂浆加固。

(3)挂网施工　挂网施工时采用自上而下放卷，相邻两卷镀锌网分别用绑扎铁丝连接固定，两网交接处要求有20cm的重叠。

(4)钢筋辅助固定　根据铁丝网与坡面的接触情况，对坡面不平整处，适当打入长20～30cm、直径12mm的辅助锚杆，以使镀锌网贴近坡面。

(5)配制客土材料　将粘土打碎过筛，然后将粘土、锯末、谷壳、水泥、肥料、植物生长剂、土壤稳定剂等充分混和，搅拌均匀。

(6)喷混植生　选用专用喷混植生机，设备就位后，调节输送泵压力、出风量，使混合料均匀喷射至坡面，自上而下分两次实施喷播，第一次喷播厚3cm，待客土稳定后(10～20min)再喷播第二次至设计厚度，喷播时在岩性破碎、岩质坚硬坡段喷层厚度可适当增加。

(7)养护管理　初期养护需加盖无纺布，30～45d后待草苗长到一定高度时揭布；后期养护时若天气长期持续干旱则应适当予以浇水养护。

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