TBS植被防护在公路边坡治理中的应用

杨建宏，陈浙江，王玲娟，裘丽丹

(1.金华市职业技术学院，浙江 金华 321017;2.金华市公路管理处，浙江 金华 321017;

3.金华市城市规划局，浙江 金华 321017;4.金华三为电力实业有限公司，浙江 金华 321017)

1 治理概述

TBS(Thick-layer Base Material Spraying)植被防护技术不仅适用于所有开挖后的岩体边坡，而且对于岩堆、软岩、碎裂岩、散体岩、极酸性土岩以及挡土墙、护面墙、混凝土结构边坡等不宜绿化的恶劣环境也适用。其核心是在岩质坡面营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。

通过使用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合料加水后按设计厚度喷射到岩面上。由于水泥的黏结作用，上述混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体。一定程度的硬化使种植免遭冲蚀，而空隙内填有种子、土壤、保水材料等。空隙既是种植基质的填充空间，又是植物根系的生长空间，通过植被根系的力学加固和地上生物量的水文效应，达到护坡和改善生态环境的目的。

2 TBS植被防护的基本构造

TBS植被防护功能通过锚杆、机编镀锌网、植物根系的力学加固和坡面植物的水文效应实现。TBS植被护坡的基本构造如图1所示，主要由锚杆、复合材料网、有机基材混合物和植被组成。

2.1 锚杆

锚杆的作用是稳定坡面并将网固定在坡面上，其长度可根据边坡地质情况确定。对于地质情况较好的中、浅层破碎的坡面，选用较短锚杆;对于地质情况复杂，节理、裂隙发育，岩体破碎的坡面，可加长锚杆或采用系统锚杆加固方案。

2.2 复合材料网

铺复合材料网可选用纤维网、土工网、铁丝网，用于稳定坡面表层破碎部分，增强护坡强度，形成加筋植被混凝土。复合网一般采用镀锌铁丝网。

2.3 基材混合料

绿化基材是植被种子生长发育、根系发展的基体，由有机物、肥料、保水剂、黏合剂、石灰混合土壤、消毒剂等按一定比例混合而成。具体配合比须根据岩体坚实度、岩体类型、气候状况和原料质量进行组配。绿化基材的技术指标见表1。

图1 TBS植被护坡剖面(单位:cm)

表1 绿化基材的技术指标

2.4 植壤土

植壤土可减小喷射到坡面基材混合物空隙，同绿化基材共同促进喷射基材混合团粒结构的形成。可选用工程地原有的地表土或附近农田土，风干粉碎过8 mm筛，含水量≤20%。风干过筛后的植壤土应采用防水措施。

2.5 纤维

纤维用以增强基材混合物间的相互联结，提高强度及抗侵蚀性。可就地取秸秆、树枝等粉碎成长10～15 mm状，含水量≤20%。

2.6 植被种子

植被种子由多种草本植物种子混合而成(必要时可增加灌木种子)。草种根据本地区特点和植被情况选取适合本地区生长的优质草种。

3 TBS植被防护应用实例

通过G330金华段高陡边坡采用TBS植被护坡的应用实例，介绍该种防护技术的应用情况。

3.1 工程概况

金华市金东区 G330国道 K224+800、K226+800、K227+000等路段，边坡岩石中等风化，有碎石零星掉落，灰色黄色相互掺杂，下部已有高3.5 m路堑墙，上部边坡未经防护处理。

经过数十年运营，在风化运营力作用及雨水的侵蚀下，几个路段的边坡易引起落石、塌滑，由此而产生的路基边坡稳定性问题十分突出，对公路的安全运营存在较大的安全隐患，急需进行治理。经设计人员的现场详细勘察，对边坡进行了分析、研究，最后确定采用TBS植被防护。

3.2 结构类型的确定

1)混合物植被种子配比。根据金华市气候条件和水文情况，选用具有较强抗旱性和抗逆性的冷暖型草籽配方，采用百慕大、百喜草、画眉草、波斯菊、大金鸡菊等，并加入银合欢、小女叶贞、多花栏、紫藤、长红继木等乔灌木种子。植被种子在使用前需做发芽率试验，发芽率达90%以上方可使用，对难发芽的植被种子使用前应作催芽处理。

2)锚杆。采用 φ12 cm螺纹钢，砂浆型锚杆。砂浆配合比为水泥∶砂=1∶1，水灰比为0.45;杆尾弯折8 cm，锚固于铁丝网;杆头制成尖头。水泥标号不低于32.5级硅酸盐水泥，且注浆要饱满，锚杆采用正方形布置。

3)网。采用镀锌铁丝网，网孔为50 mm×50 mm，12#～16#镀锌铁丝双扭六边形机编，网与网之间平行对接，网间搭接宽度≥5 cm，并间隔30 cm用铁丝扎紧，网之间的缝隙采用铁丝扎牢。镀锌铁丝网编织结构及连接如图2所示。

4)种植土。工程地附近农田土，风干粉碎过8 mm筛，含水量≤20%。

5)纤维。秸秆、树枝等粉碎成10～15 mm长，含水量≤20%。

6)基材混合物的配合比为绿化基材∶纤维∶植壤土 =1∶2∶2(体积比)。

绿化基材采用C型，其技术指标应符合Q/71189.91-9.1—2001《绿化营养基(绿化基材)》的规定。

7)混合物喷射平均厚度为8 cm。

图2 镀锌铁丝网编织结构及连接示意(单位:mm)

3.3 施工工艺及方法

3.3.1 清理整平坡面

清理坡面杂物及松动岩块，基本达到坡面的不平整度≤30 cm的要求，消除落石隐患，对于稳定整块硬岩石凸起孤石可不清理。对低凹处采用浆砌片石嵌补平顺，增大基材混合物与坡面的附着力，保证坡面基本平顺，减少地表径流。

3.3.2 规划放样

按图纸要求及实际地形放出锚杆孔位及铁丝网铺设范围，锚杆钻孔定位应先定上下两行孔，再拉线定坡面上的坡，并用红油漆标示。

3.3.3 锚杆钻孔及安装

采用手风钻或风枪钻孔，钻孔方向垂直于坡面，孔径≥25 mm，钻孔到设计深度后，及时清孔并尽快注浆安装锚杆。

由于长锚杆兼有固定边坡和挂网的双重作用，因此，在预先不能清除的危石处及节理裂隙发育处，应加密长锚杆的数量，而在坡面平整、岩体稳定处，可用短锚杆代替长锚杆，距离可适当调整。对于土石混合边坡和土质边坡，不需要钻孔，主要采用钢筋和竹桩固定拉紧铁丝网。

插杆时，由于锚杆孔有30 cm素浆段，所以应注意用夹具夹好锚杆头，防止其掉入孔内。锚杆砂浆达到设计强度，准备挂网前，应根据试验规程，进行锚杆抗拔试验。

3.3.4 挂网

待锚杆抗拨试验合格后，安装镀锌铁丝网，网必须拉紧，网间搭接不少于5 cm，间隔30 cm，用18#铁丝绑扎牢固，最后焊接锚垫板，以固定锚杆和铁丝网。锚杆及铁丝网规格见表2。

3.3.5 喷射基材混合料

施工完上述工序并完成坡面排水系统后，按照设计配合比拌制基材混合物，湿润坡面后，利用特制喷混机械将混合物加水及pH缓冲剂喷射到已挂网的岩面上。喷射分两次进行，首先喷射不含种子的混合料，喷射厚度5～7 cm，第二次紧接着喷射含有种子的混合料，喷射厚度2～3 cm。喷射混合材料平均厚度8 cm。

3.3.6 盖无纺布

喷播完成后，在喷水养护前，在坡面上覆盖无纺布或遮阳网，以防雨水和高压喷水冲击坡面及阳光暴晒，影响坡面绿化质量。TBS植被防护单位面积工程数量见表3。

表3 TBS植被防护单位面积工程数量

3.3.7 喷灌浇水

养护期应当保持植被混合物呈湿润状态，喷水设备应采用高压喷雾喷头移动喷洒，并控制喷头与坡面的距离和移动速度，保证无集中的水流冲击草坪坡面;水宜喷透，但不能流失水分。

3.3.8 养护管理

分前后期养护，前期养护60 d左右，以喷灌水为主。后期靠自然雨水养护。草种一般7 d左右发芽，一个月成坪，成坪后全面检查生长情况，对生长明显不均匀位置进行补播，确保两个月覆盖率达90%以上。

4 应用效果

厚层基材喷射施工完毕后7 d左右，混合植物种子相继发芽，1个月后坡面全绿，60 d后绿草成坪，完全覆盖岩石坡面，使边坡与周围植被融为一体。治理前后对比见图3、图4。

待边坡前期养护完毕，绿草成坪，植物根系已经将基材和原坡面紧紧相连，能抵抗大雨冲刷。施工完成后，经历了一个雨季的考验，边坡未出现任何病害，起到了良好的边坡防护效果。

图3 G330国道K226+795～K226+930段治理前后对比

图4 G330国道K224+720～K226+900段治理前后对比

TBS植被防护技术与传统的浆砌片石坡技术相比，具有一定的价格优势，可节省投资20% ～30%。经过对比试验和经济分析，对于岩石质边坡TBS植被护坡，当护坡高度＜8 m时，工程造价为浆砌片石护墙的100.28%～124.36%。从10 m增加到20 m时，其工程造价为浆砌片石的67.22%～88.44%。护坡高度4～20 m综合平均计算，与采用浆砌片石护墙相比，降低工程造价13.84%。

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