路基邊坡的防護型式根據氣候、水文、地形、環境保護和美化綠化等方面考慮,為了使運營環境舒適、美觀,盡量近于自然環境,現在越來越多的施工項目邊坡防護采用噴植混凝土植草型式。采用噴植混凝土又叫客土噴播植草,是一種全新的生物邊坡防護措施,它的特點是在巖石上能為植物創造生長條件,恢復了因工程施工而破壞的生態系統,制造與自然表土相近的生長基礎,培育出穩固邊坡和與周邊環境和諧的植物,有效恢復生態,并形成可粗放管理的優美植物群落。突破了以往植物防護必須以土質邊坡為前提的概念,充分體現了現代環保意識,于環境、自然、工程等各方面來說是一種較為理想的防護手段。

    1 采用噴植混凝土防護巖石邊坡的機理

    常用的邊坡防護大致可分為工程和植物兩種方法。工程防護方法包括圬工護坡、骨架、擋墻柵欄、錨索、噴混凝土等傳統工程防護方式;植物防護方法是在邊坡較為穩固的基礎上采用植樹種草的辦法作為防止雨水沖刷,控制表土流失的措施。隨著對環境保護的重視,工程防護與植物防護相結合并盡可能多的使用植物防護已是大勢所趨。

    巖石邊坡一般是穩定的,經過工程加固的邊坡其穩定性更有保障,但裸露的巖石不僅影響景觀,破壞了環境,而且長時間的裸露會導致風化嚴重甚至邊坡失穩。噴植混凝土邊坡防護技術是針對以往巖石坡而無法綠化的狀況而研制開發的,原理是用高次團粒劑使客土形成密實結構,植物纖維在其中起到類似植物根莖的網絡作用,造就具有耐降雨沖刷、牢固且透氣、與自然表土相近的生長基礎。噴植混凝土主要用于巖石坡面和硬質噴植土地等綠化困難的地帶,使其得以恢復自然生態保護環境和景觀美化為目的的綠化成為可能。巖石坡而施以錨桿掛網的工程措施后,輔以噴植混凝土將起到較為理想防護目的,是巖石邊坡較為完美的防護方法。

    2 巖石路塹邊坡防護設計

    巖石路塹主要為極嚴重風化的粉砂巖,塹坡最深達21m,路塹下部為漿砌片石擋土墻,上部為錨桿掛網和噴植混凝土。

    錨桿采用螺紋鋼筋,直徑為16mm,外端設長5cm的直彎頭,錨桿間距為1×lm,正方形排列,錨桿錨固深度一般為lm。兩側鐵絲網邊緣加設封閉錨桿,封閉錨桿的間距和深度為0.5m。錨桿采用砂漿錨固,鐵絲網采用鍍鋅鐵絲,其直徑不小于2.6cm,網眼為8×13cm。鐵絲網與錨桿在端頭部緊緊連接,鐵絲網一般距坡面2.5cm呈張緊繃平狀態。將噴植混凝土的原料(植生混合料)用噴漿機噴布在邊坡網面上形成噴植混凝土。養護工作應于噴植完成后即日開始,為期六個月。養護期間應隨時注意植物生長和天氣情況,做必要的加水濕潤和養份追加。原則上每兩個月施肥一次,使用復合肥料,六個月后植被的覆蓋率應達到90%以上。

    3 噴植混凝土基材原料的主要成份及其作用

    噴植混凝土基材的主要成份有活性黏性種植土,有機肥料、木質纖維、鋸木屑、粗顆粒河砂、水泥和高分子外加劑等。

    3.1種植土和有機肥

    它是供植物生長的土壤和養料,是植物生長的基礎物質,天然、無菌、綠色、通氣、排水、保水,含有很高的有機質,腐蝕酸及營養成份,可作為長效緩釋肥材質。

    3.2木質纖維

    它是綠化基材與坡面鐵絲網前期連接物質,待草本植物的根系扎入巖石縫隙后,其連接作用失效。可選用造紙廠的紙漿為木纖維的代用材料時,注意可能有以下弊病:紙漿中可能含有對草種萌芽有害的物質,如PH值過大;纖維過于纖細,易造成噴播層交織性不好,并會產生板結現象;吸水包水性能變差,且在發干后產生“結殼”現象;另外紙漿因含水率大,給供應、包裝、運輸和施工帶來諸多麻煩。

    3.3鋸木屑

    它在基材中可保水,減輕基材的單位重量,增大基材的內摩擦角,從而減小坡面基材的下滑力。與木質纖維共同作用,使綠化基材穩定在巖石坡面上,它和木質纖維腐蝕后又是良好的肥料。

    3.4粗顆粒河砂

    它在綠化基材中是一種疏松劑,能有效阻止綠化基材板結,使噴植混凝土牢固、透氣、有利于植物生長。

    3.5高分子外加劑

    為使綠化基材在巖石坡面上保持水土,降低水份的蒸發量,在拌制和噴射基材時還要加入適量的高分子外加劑。它是一種高分子有機聚合物,粉末狀,它不僅吸水率大,而且在溶水后會變成極光滑且粘稠的物質。它與其他基材材料混合后形成非常均勻的糊狀稠化物,有利于噴播施工。噴播后會在巖石坡面形成性能良好的保水、牢固透氣、松軟的“混凝土”,高分子外加劑摻量的多少取決于巖石邊坡的坡度,坡度越大,用量相應增大。 

    4 護坡基材與巖石坡結合機理

    4.1坡面鐵絲網

    穩定的巖石地坡鐵絲網靠錨桿固定在坡面上,不穩定的巖石邊坡靠錨桿〈或錨索〉穩定坡面后再與坡面鐵絲連為一個整體,坡面鐵絲網是噴植混凝土綠化基材與巖石邊坡前期相結合的不可缺少的材料。采用18號鐵絲編制呈網眼為8?13cm的菱形。網眼過大會增加鐵絲網單位面積的負荷,使鐵絲網變形,對距鐵絲網較遠的基材起不到固定作用,在基材重力作用下還會產生局部溜塌;網眼過小,其基材在噴射時不易穿透鐵絲網,基材與巖石邊坡不能有效地密貼在一起,形成一個空面,不利于植被生長和邊坡地穩定。

    4.2基材地穩定機理

    基材中地黏土和木質纖維是基材在邊坡上穩定的主要材料。當基材噴射到坡面上,其木質纖維一頭絞在坡面鐵絲網上,另一頭粘在基材中;黏土則粘在巖石和鐵絲網上。當木質纖維在基材中腐爛時,完成了自身在基材中的連接筋的作用,取而代之的是根系發達的草本植物的根系網,它將坡面上綠色的草、后層基材和巖石表層緊緊地連在了一起。

    5 混合草種

    在噴植混凝土護坡地基材中主要選用適應溫度變化地混合草種,具備較強地生命力,能在不同季節繁殖且根系發達、葉莖低矮。主要有狗牙根、白喜草、高羊毛等。(1)草種的用量:摻入每平方米草種2?3kg;(2)草種的預處理:草種直接混入基材,發芽極其困難。為提高其發芽率,采用化學藥物催芽方法預處理。具體方法為:配置0.5%的氫氧化鈉溶液,將草種放到已配置好的溶液中浸泡24h。浸泡過程中常用木棍拌和,撈出后用清水沖洗干凈,然后再用清水浸泡6?8h,撈出略曬干即可拌入綠化基材。(3)草種發芽生長的前期養護:當拌有混合草種的基材噴射到巖石坡面上,就要注意草種發芽生長的前期養護工作,養護的主要工具是高壓噴霧器,它使養護水霧化后均勻地濕潤在坡面基材上。在養護過程中,要注意控制好噴頭與坡面地距離和移動速度,保證無高壓射流水沖擊坡面形成徑流,沖走綠化基材及草種。前期養護每天早晚各噴一次,以后逐漸減少,養護時間為六個月。如果噴射植被護坡是在夏秋之交施工,天氣熱、太陽大、雨水少,為了保證草種的成活,采用覆蓋無紡布,主要起到防雨水沖刷,旱季及冬季保溫保濕、隔熱防曬,透氣通風之功能。當拌有混合草種的基材噴射到坡面上,立即覆蓋無紡布,無紡布與坡面的距離控制在0.1?0.5m,接頭處重疊15cm,并按程序加強養護。

    6 工藝流程

    巖石路塹厚層基材噴射植被護坡的工藝流程見圖1。