浅谈植被砼喷技术在三凯高速公路石质边坡中的应用

【摘 要】结合三凯高速公路工程实例，介绍了岩石路堑边坡喷植混凝土植被防护机理、方法、作用和施工工艺。
【关键词】岩石边坡 喷植混凝土 施工工艺

1 工程概况

    三穗至凯里高速公路是上海至云南瑞丽国道主干线中的一段，是国家规划的国道主干线网“五纵七横”中的一横，也是贵州省公路网规划“二横二纵四联线”中的一横的重要路段，还是交通部规划的环保试点路。该路段地处贵州省黔东南州，该区属亚热带温和湿润季风气候，雨量充沛，公路所经区域山体连绵起伏，植被茂密。路堑开挖后，部分边坡为岩石坡面，对这类坡面，设计中引进了绿色与防护并举这一新型理念，采用绿色砼对坡面进行处理。

2 采用喷植混凝土防护岩石边坡的机理

    常用的边坡防护大致可分为工程和植物两种方法。工程防护方法包括圬工护坡、骨架、挡墙栅栏、锚索、喷混凝土等传统工程防护方式；植物防护方法是在边坡较为稳固的基础上采用植树种草的办法作为防止雨水冲刷，控制表土流失的措施。随着对环境保护的重视，工程防护与相结合并尽可能多的使用植物防护已是大势所趋。
    岩石边坡一般是稳定的，经过工程加固的边坡其稳定性更有保障，但裸露的岩石不仅影响景观，破坏了环境，而且长时间的裸露会导致风化严重甚至边坡失稳。喷植混凝土边坡防护技术是针对以往岩石坡面无法绿化的状况而研制开发的，原理是用高次团粒剂使客土形成密实结构，植物纤维在其中起开类似植物根茎的网络作用，造就具有耐降雨冲刷、牢固且透气、与自然表土相近的生长基础。喷植混凝土主要用于岩石坡面和硬质喷植土地等绿化困难的地带，使期得以恢复自然生态保护环境和景观美化为目的的绿化成为可能。岩石坡而施以锚杆挂网的工程措施后，辅以喷植混凝土将起到较为理想防护目的，是岩石边坡较为完美的防护方法。

3 岩石路堑边坡防护设计

    锚杆采用螺纹钢筋，直径为12mm，锚杆间距为1*1m，正方形排列，锚杆锚固深度一般为2m。两侧铁丝网边缘加设封闭锚杆，封闭锚杆的间距和深度为0.5m。锚杆采用砂浆锚固，铁丝网采用镀锌铁丝，其钢丝网规格为14mm、网孔5cm*5cm。铁丝网与锚杆在端头部紧紧连接，铁丝网一般距坡面2.5cm呈张紧绷平状态。将喷植混凝土的原料（植生混合料）用喷浆机喷布在边坡网面上形成喷植混凝土。养护工作应于喷植完成后即日开始，为期六个月。养护期间应该随时注意植物生长和天气情况，做必要的加水湿润和养份追加。原则上每两个月施肥一次，使用复合肥料，六个月后植被的覆盖率应达到90%以上。

4 喷植混凝土基材原料的主要成份及其作用

4.1种植土和有机肥
    它是供植物生长的土壤和养料，是植物生长的基础物质，天然、无菌、绿色、通气、排水、保水、含有很高的有机质，腐蚀酸及营养成份，可作为长效缓释肥材质。
4.2木质纤维
    它是绿化基材与坡面铁丝网前期连接物质，待草本植物的根系扎入岩石缝隙后，其连接作用失败。可选用造纸厂的纸浆为木纤维的代用材料时，注意可能有以下弊病：纸浆中可能含有对草种萌芽有害的物质，如PH值过大，纤维过于纤细，易造成播层交织性不好，并会产生板结现象，吸水包水性能变差，且在发干后产生“结壳”现象，另外纸浆因含水率大，给供应、包装、运输和施工带来诸多麻烦。
4.3锯木屑
    它在基材中可保水，减轻基材的单位重量，增大基材的内摩擦角，从而减小坡面基材的下滑力。与木质纤维共同作用，使绿化基材稳定在岩石坡面上，它和木质纤维腐蚀后又是良好的肥料。
4.4粗颗粒河砂
    它在绿化基材中是一种疏松剂，能有效阻止绿化基材板结，使喷植混凝土牢固、透气、有利于植物生长。
4.5高分子外加剂
    为使绿化基材在岩石坡面上保持水土，降低水份的蒸发量，在拌制和喷射基材时还要加入适量的高分子外加剂。它是一种高分子有机聚合物，粉末状，它不仅吸水率大，而且在溶水后会变成极光滑且粘稠的物质。它与其他基材材料混合后形成非常均匀的糊状稠化物，有利于喷播施工。喷播后会在岩石坡面形成性能良好的保水、牢固透气、松软的“混凝土”，高分子外加剂掺量的多少取决于岩石边坡的坡度，坡度越大，用量相应增大。

5 护坡基材与岩石坡结合机理

5.1坡面铁丝网
    稳定的岩石地坡铁丝网靠锚杆固定在坡面上，不稳定的岩石边坡靠锚杆（或锚索）稳定坡面后再与坡面铁丝连为一个整体，坡面铁丝网是喷植混凝土绿化基材与岩石边坡前期相结合的不可缺少的材料。采用18号铁丝编制呈网眼为8~13cm的菱形。网眼过大会增加铁丝网单位面积的负荷，使铁丝网变形，对距铁丝网较远的基材起不到固定作用，在基材重力作用下还会产生局部溜塌，网眼过小，其基材在喷射不易穿透铁丝网，基材与岩石边坡不能有效地密贴在一起，形成一个空面，不利于植被生长和边坡稳定。
5.2基材发稳定机理

    基材中地黏土和木质纤维是基材在边坡上稳定的主要材料。当基材喷射到坡面上，其木质纤维一头绞在坡面铁丝网上，另一头粘在基材中，黏土则粘在岩石和铁丝网上。当木质纤维在基材中腐烂时，完成了自身在基材中的连接筋的作用，取而代之的是根系发达的草本植物的根系网，它将坡面上绿色的草、后层基材和岩石表层紧紧的连在了一起。

6 混合草种

    在喷植混凝土护坡基材中主要选用适应温度变化地混合草种，具备较强地生命力，能在不同季节繁殖且根系发达、叶茎低矮。主要有狗牙根、白喜草、高羊毛，其各种草种重量比例为狗牙根：高羊毛：多年生黑麦草：白三叶：狼尾草=20：30：20：20：10。（1）草种的用量：掺入每平方米草种2~3kg；（2）草种的预处理：草种直接混入基材，发芽极其困难。为提高其发芽率，采用化学药物催芽方法预处理。具体方法为：配置0.5%的氢氧化钠溶液，将草川放到已配置好的溶液中浸泡24h。
    浸泡过程中常用木棍拌和，捞出后用清水冲洗干净，然后再用清水浸泡6~8h，捞出略晒干即可拌入绿化基材。（3）草种发芽生长的前期养护：当拌有混合草种的基材喷射到岩石坡面上，就要注意草发芽生长的前期养护工作，养护的主要工具是高压喷雾器，它使养护水雾化后均匀地湿润在坡面基材上，冲走绿化基材及草种。前期养护每天早晚各喷一次，以后逐渐减少，养护时间为六个月。如果喷射植被护坡是在夏秋之交施工，天气热、太阳大、雨水少，为了保证草种的成活，采用覆盖无纺布，主要起到防雨水冲刷，旱季及冬季保温保温、隔热防晒，透气通风之功能。当拌有混合草种的基材喷射到坡面上，立即覆盖无纺布，无纺布与坡的距离控制在0.1~0.5m，接头处重叠15cm，并按程序加强养护。

7 工艺流程

    岩石路堑厚层基材喷射植被护坡的工艺流程见图1。

8 结束语

    通过对喷射混凝土的试验及施工，为路基石质边坡防护工程创造了一条新的途径，适应了我国现行绿色覆盖、美化环境的环保目标，同时也降低了石质边坡防护造价。