三维植被网植草支护在强风化岩边坡的应用

吴华艺

广东省水利水电第三工程局（523710）

1 工程概况

台山核电厂一期工程淡水水源工程新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河，坝址位于曹冲河下游新松村附近，是台山核电厂工程的配套工程，主要任务是为台山核电厂提供淡水,年供核电淡水量900万m3。本工程属Ⅰ等大(1)型工程，主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级。主要建筑物包括新松水库大坝、输水管线及进库道路。

2 坝肩边坡情况简介

新松水库碾压混凝土重力坝坝顶高程51.0 m，左右坝肩边坡均为单薄条形山体，分4级边坡进行开挖支护，底下三级边坡每级高差10 m，坡比均为1∶1，第四级边坡从81.0高程起按1∶1边坡开挖顺延至原山体植被覆盖层。每级边坡设宽1 m的马道，坡脚设横向排水沟，边坡左右边上顺坡体设纵向排水沟。底下第一级边坡下半部为弱风化花岗岩，上部为强风化花岗岩，二级边坡以上岩性均为强风化粒状花岗岩，局部含有沙土。原设计要求底下一级边坡用钢筋混凝土护坡支护，二级边坡以上植草皮护坡支护。经现场实际施工验证，在这些强风化岩上种植的草皮存活率只有不到10%，后经施工、设计、业主共同商讨，二级边坡以上采用三维植被网支护。左右坝肩三维植被网支护施工2010年4月份完成，现植被成长效果甚好。

3 三维植被网护坡技术概要

三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。根据边坡地形地貌、土质和区域气候的特点，在边坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合与间距种植多种植物。通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的，经过生态护坡技术处理,可在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。其作用机理是∶三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平。材质疏松柔韧，留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒，将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。

本工程所用三维植被网主要技术要求∶

1）网宽≥2000 mm，厚度≥12mm，单位面积重量≥260 g/m2，横向纵向强度≥1.6 KN/m，颜色为浅绿色，具有阻燃性能，无环境污染，网垫降解后不留痕迹。2）U型锚钉长28 cm，宽5 cm，采用Φ8圆钢制作。3）草籽选择应具备抗旱、耐脊、根系发达的品种,并且采用草坪种子与灌木种子混搭形式，经销商应具备相应的资质，防止假冒伪劣产品。4）岩质排水沟开挖成型后采用三维植被网植草支护，土质排水沟采用厚6 cm的C15预制块支护。

4 三维植被网施工

4.1 三维植被网施工工艺流程

边坡开挖成型→边坡平整→挂网→固定→覆土→喷播→覆盖土工薄膜→养护管理。

4.2 施工方法

1）边坡开挖、修整。开挖前，测出开挖轮廓线，并做好标记，用挖掘机将面上覆盖层自上而下分层挖除，机械无法直接挖除的部位，从边坡开口线按预留保护层位置钻孔进行爆破施工，钻孔时孔斜应与边坡坡比一致。爆破开挖后，边坡开挖基本成型，然后进行坡面超欠挖修整处理，确保坡上杂石碎物清理干净，低洼处回填夯实平整，坡面平顺。2）沟槽开挖。在每级边坡坡脚以及坡面两临边顺坡位置按照施工图纸设计尺寸人工开挖排水沟沟槽和预埋三维植被网沟槽。水平横向排水沟开挖时，沟底高程平顺，防止出现沟内积水，排水不顺情况。3）挂网、固定。将三维植被网沿坡面全铺设,并于坡脚及顶部分别将三维网上、下边压入排水沟内并用木桩固定,再回填土覆盖；坡面三维网用U型钢钉固定,间距为200 cm梅花形布置;三维网搭接宽度不小于10 cm,U形钢钉需适当加密。铺设时注意三维网植生层厚度不应小于5 cm,力求网与坡面之间保持平顺结合，平整,不打褶皱。4）覆土、喷播。三维植被网铺设完毕，将泥土均匀覆盖于三维植被网上，将网包覆盖住，直至不出现空包，确保三维植被网上泥土厚度不小于10mm。草籽选用适合当地生长根系发达的草种,并掺入种子量的30%～40%灌木种子,喷播前，草籽与肥料应充分拌和均匀,喷播时，应均匀覆盖整个坡面，严禁出现部位漏喷情况。5）养护管理。喷播草籽后及时覆盖透气土工薄膜,以防雨水冲刷。根据天气情况，适时进行洒水施肥，直至草籽成长并覆盖坡面，浇水时，采用雾状喷施，防止形成径流，造成草籽分部不均匀影响覆盖率和草籽成长后边坡的美观。

5 三维植被网植草支护在本工程运用的特点

1）施工时期选择适当。台山市地处南亚热带季风性气候区，气候特点是高温多雨。常年平均气温22.3℃；常年平均降水量2347 .2mm，降水集中4月～9月之间。本工程三维植被网植草施工安排在三月份，气温适宜，无暴雨冲刷，适合草籽生长。到5月份雨季来临，边坡的植被覆盖率已达到70%以上，能承受雨水的冲刷，加上阳光雨水充足，生长迅速，并且不需专门人工洒水养护。2）支护边坡岩性为强风化岩。一般三维植被网植草支护，其岩性均为土质边坡或者土石边坡，而强风化岩边坡的支护形式一般采取锚喷支护或者混凝土护坡。本工程在强风化岩边坡支护选择三维植被网植草支护是一种新的尝试。至于为什么要去采取这样一种尝试，主要是草皮护坡在强风化岩边坡上存活率太低，而采取其他支护形式又不满足绿化要求。3）草籽选择、搭配恰当。本工程喷播的草籽，采用草坪草籽和灌木种子混合搭配的形式。草坪草籽选择适合本地生长的耐热、抗旱、耐瘠的绊根草，而灌木种子选择狼牙草。绊根草长生期长，生活力强，根系发达，繁殖迅速，蔓延快，成片生长，易于与其他植物共存；狼牙草抗旱、耐脊，生活力强，枝叶茂盛、根系发达、茎低矮（0.8～1 m）、生长周期长。草籽配量上，绊根草7～9 g/m2,灌木种子用量为绊根草的30%～40%,这两种植物均适合在强风化岩边坡生长，其发达的根系，能够渗透入岩层裂隙，而且能够防止强风化岩边坡中局部沙土的流失。4）施工成本降低明显。三维植被网植草护坡成本是锚喷混凝土和干砌块石护坡成本的1/7，浆砌块石护坡成本的1/8。本工程中边坡支护总面积4.32 km2,涉及进库道路沿路边坡、大坝坝肩边坡以及下游永久征地部分、石料场水上开采阶面等，其中有70%的支护面积岩性为强风化岩，不适合草皮护坡施工，采用锚喷支护不但成本高，而且不符合公路、库区的绿化要求。所以采取三维植被网施工是最好的选择,不但造价低，施工简单，而且只要选择好合适的施工季节，后期维护管理费用较低。5）符合库区绿化需要。现代社会讲究绿色环保，修筑大坝建水库，本身对生态环境就有一定的破坏，三维植被网植草支护这种“绿色支护”更符合水库绿化美化的需要。

6 结语

本工程左右坝肩以及部分沿进库道路强风化岩边坡采取三维植被网植草支护,至2012年初完成施工面积22000 m2，2010年种植的草籽,经过两年的生长，覆盖率达100%，狼牙草平均茎高0.9 m，枝叶茂盛，现绊根草和狼牙草根系己充分发育，并与土工网完整结合在一起，在两年内的多次大暴雨袭击下，边坡完好无损，防护效果好，而且有美化绿化作用。通过台山工地试验，三维植被网植草支护可以运用在强风化岩边坡，而且效果较佳，可供类似岩性边坡支护参考。

[1]三维植被网在路基防护施工中的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2006,11(第八卷)增刊.

[2]三维植被网防护在高陡及碎石质土边坡上的应用[J].中南公路工程,2001(03).

[3]台山核电厂淡水水源工程水土保持专项设施施工图纸设计报告[R].中水珠江规划勘测设计有限公司.