挖方泥质砂岩边坡绿化技术探讨

挖方泥质砂岩边坡绿化技术探讨
王丽坤
摘要：本文对挖方边坡进行了分类，尤其对挖方泥质砂岩边坡的特性进行分析,探讨了泥质砂岩边坡的绿化技术,并以三维植被网喷播植草方式为要点,结合乐宜高速十五合同段泥质砂岩边坡绿化的实际操作方式，对泥质砂岩边坡的绿化进行了比较深入的剖析，提出了自己的观点，并将这些思想应用于工程实践之中，取得了良好的效果。
关键词：泥质砂岩边坡绿化探讨
1 工程简介
乐宜高速公路十五合同段（K115+200~K130+251.4）属亚热带湿润季风气候，具有气温高、湿度大、雨量充沛及无霜期的特点。路线沿线岩性以中强风化、弱风化泥质砂岩为主，构造不发育，多为新华夏构造体系形迹。岩体完整，岩层产状较平缓，部分边坡已开始自然长草，无滑塌及崩塌情况。
鉴于我合同段良好的边坡构造情况，为最大限度减少工程建设对沿线自然环境的破坏，实现高速公路与人文自然景观的和谐统一，我合同段的挖方边坡方案主要是植草。其中，包括三维植被网喷播植草、挂铁丝网、三维网组合喷播植草三种形式。此方案可以优先保护路基边坡表面免受雨水冲刷。保护路基的整体稳定性，增加边坡美观，加快施工进度。
2 泥质砂岩边坡的特性
2.1 泥质砂岩边坡的分类
(1)按边坡的高度分为：高边坡、低边坡，划分标准线为10m。
(2)按边坡的坡度分为: 大于1：1为陡坡、小于1：1为斜坡。
(3)按边坡的倾向与结构面的关系分为: 稳定、欠稳定、危险三类。
(4)按边坡所处山坡位置分为: 坡顶边坡、坡中边坡、坡脚边坡三类。
(5)按边坡坡面裂隙情况分为: 完整边坡、较完整边坡、破裂边坡、破碎边坡四类。
2.2 泥质砂岩边坡的特点
泥质砂岩一般坡度比较陡，且表面因无种植土，植物一般情况下难以在裸面上生长。但南方雨水比较频繁，且当地边坡较稳定、植物系统完善，因此，三维网植草防护有利于边坡的稳定与和谐统一。
3 三维植被网喷播植草技术
3.1 三维植被网概念
三维植被网是以热塑性树脂（聚乙烯）为原料，经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕，在结合点处相互融合，底部为高模量基础层的三维立体结构网点。
3.2 三维植被网特点
三维植被网是在草皮护坡存在容易遭受强降雨，或常年坡面径流形成冲沟、引起边坡表层失稳和滑塌等缺陷的基础上发展起来的，它具有以下特点：
(1)固土性能优良。三维植被网表面有波浪起伏的网包，对覆盖于网上的客土、草种等有良好的固定作用，可减少雨水的冲刷性侵蚀。
(2)消能作用明显。网包层缓冲了雨滴的冲击能量、减弱了雨滴的溅蚀，使风、水流等在网面表层产生无数小涡流，减缓了风蚀及流水的冲蚀。
(3)网络加筋作用突出，三维植被网的基础层和网包层网格间的横竖线交错编织粘结，对回填客土起着加筋作用，且随着植草根系的生长，增加边坡表层的抗冲蚀能力。
(4)保温功能促进植被生长。在夏季可使植被根部的温度比外部环境温度低3-5℃，在冬季则高3-5℃，因此三维植被网在一定程度上延长了路基植草护坡施工的时间，并促进植被的成活率和均匀生长。
3.3 三维植被网喷播植草中客土层特点
客土层就是利用流体力学原理把种子、土壤稳定剂、肥料、保水剂、草炭土、草纤维、木纤维、表土和水按一定比例混合成较稠的喷浆，通过喷播机直接喷射附着到安装有塑料网的泥质砂岩边坡上，形成一定厚度的附着土体，即植被混凝土。
确定植被混凝土的配方需考虑以下几个因素：
(1)保证拌合物具有良好的粘性、流动性。
(2)植被混凝土的无侧限抗压强度不低于15KPa，即能经受风吹雨打，不脱落。
(3)植被混凝土具有合适的容重及空隙率，即空隙率在50~65%,容重在1.3~1.7g/cm3,这样的结构有利于植物生长。
(4)植被混凝土具有良好的植生条件，如水肥供应良好，能保证植物多年的养分供应。
3.4 三维植被网喷播植草中护坡植物的选取
泥质砂岩边坡的绿化是涉及到多门学科的新兴边缘学科，其成功与否，关键要解决两方面的问题：1、基质层如何较好地附着和固定在坡面上而不致被雨水冲刷下来；2、绿化植物应如何进行优化、适宜选取。
护坡植物的选择对边坡的绿化效果起着至关重要的作用，因泥质砂岩边坡不具备灌溉条件，立地条件差，植被选择不当造成护坡失败的可能性大大被提高。因此，选择护坡植物时，当地土生土长的栽培草优于进口的草坪草，本地适宜绿化的野生草优于栽培草，即护坡植物应适应当地的气候，能抵抗不良环境，根系发达，生长迅速，短期内能达到一定的覆盖率，有多年生的习性。与土壤骨节固结能力强，茎叶茂盛，抗逆性强。植物的配置应遵循以下原则：1、灌草结合，这样可充分利用自然水、光、热条件，快速建起立体生态植被，保持坡面绿化的中长期效果，防止草坪退化，延续和提高水土保持功能；2、豆科和禾本科植物配置，有利于发挥种间优势，互惠互利，促进草种的萌发和茁壮生长。
3.5 三维植被网喷播植草的施工工艺
三维网喷播植草护坡施工工艺按如下步骤进行：
(1)清理坡面，在坡面上凿出数条横向浅沟，其后在修整好的边坡上打入锚杆，锚杆为φ8钢筋，深度为2m和1m两种，路线方向间距为1.4m，顺坡方向间距为2~3m，采用M7.5号砂浆（设计配合比：水泥：中砂：水=280:1700:280）固定，且锚杆成梅花状布置。
(2)将三维植被网垫沿坡面自上而下铺设，并用U形钉使其紧贴坡面。坡顶采用埋压沟、坡脚三维网埋于填土内。两幅三维植被网之间重叠10~15cm。三维植被网周边应有5~10cm的卷边，并用U形钉压边。
(3)具有一定抗拉强度的三维植被网铺设后，为了确保回填土的密实度，用人工方式分三步自坡顶向下充填土壤和肥料：一是回填干土并拍实，二是喷水沉降（防止“空鼓”现象），三是泥浆回填。
(4)在修整好的路基挖方边坡面上先置厚5~7.5cm土壤，采用液压泵送式湿喷机（型号YSP-15SR、生产能力15m3/h、泵送压力8MPa、水平输送距离350m、功率46KW）将拌合均匀的种植基质喷射道坡面上并以覆盖网包为宜。选用性能良好的喷播机和优质的喷播材料外，要采用合理的喷播工艺，它直接影响喷播施工效率、质量和材料消耗，从而影响喷播成本。首先应根据喷播材料的性能和施工作业的情况（坡度、土壤等）合理确定水、草种、肥料、木纤维、保水剂、粘合剂、染色剂等的配比数量；其次是喷播操作者应熟练掌握喷播技术，如根据喷播距离、坡面情况选用合适的喷嘴；合理选择喷播方向，防止漏喷和不均匀；利用“手型”控制喷注形态和喷播位置；尽量接近作业面进行喷播，这样更易于保证喷播质量和节省材料。喷播完毕之后，植物依靠基质生长发育，形成典型的植物边坡防护系统。此种技术具有防护边坡、恢复植被的双重作用。尤其对于1：0.75的岩质边坡既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。之后我们需及时进行洒水养护
(5)覆盖无纺布。一是防止雨水冲刷，阻滞种子在发芽生根期内的移动，二是部分组织水分蒸发，具有保温保湿作用。注意不露边口，轻揉操作，保持布面完好。
3.6 三维植被网喷播植草的养护及其成活率
(1)三维植被网喷播植草施工完毕后，需分前、中、后期对植草进行养护。前期为50天，以喷水为主，且需在上午10：00之前进行，经常保持土壤湿润，以促进种子发芽、生根和快速生长；中期靠自然雨水养护，若遇干旱每月喷2~3次水；后期养护每月喷2次水，并施追肥，促苗转青，并积极防止病虫害发生。
(2)三维植被网喷播植草施工完毕一周后草种需发芽，发芽率达到90%，一个月后，青草覆盖率达到85%以上，50天之后坡面青草覆盖率需达到98%，且青草浓密，未出现大雨冲刷及客土层脱落。
4 结束语
三维植被网喷播植草技术在实践当中证明是切实有效的，尤其对于泥质砂岩边坡的防护，既经济实惠又可与当地环境相得益彰，相互融合，最大限度地保护了自然环境。并且随着施工技术的进一步熟练和完善，从而有力地确保了施工质量和进度，达到了优化施工组织，节约施工成本的双重效果。三维植被网喷播植草技术必将会成为未来公路工程绿化的优先发展方向。