基于台阶植生法的公路挡土墙生态防护

吴颖峰

(浙江交通职业技术学院路桥学院，浙江杭州 311112)

随着生态公路的提出，公路边坡的防护形式已由传统的工程防护向生态防护发展。生态工程护坡是利用活性植物与工程材料的组合，在坡面上构建一个具有生长能力的功能系统，增加边坡稳定以达到护坡目的。这项技术在国内出现的时间不长，处理的方法却比较多，如三维植被网、湿法喷播［1］、客土喷播［2］、植生袋［3］等。此类方法使用效果各有优缺点，总体而言，适用于各类原生土、石边坡，但在公路挡土墙的外表直接进行植物种植存在很大的困难。本文叙述了一种用于公路挡土墙生态防护的新型的台阶植生法。

1 防护机理

在原有边坡生态防护基础上进行技术改进，以形成新型的边坡生态防护法。在陡峭的挡土墙坡面上，使用SNS柔性防护网主动系统固定绿化基础材料［4-5］，造出台阶状的稳定又平坦的生长基盘(土壤)，并进行因地制宜的绿化，这就是台阶植生法。

1.1 植生袋

植生袋直接按台阶状叠放在挡土墙墙胸表面，再用SNS柔性防护网主动系统固定。由于墙胸坡度较陡，随着种植的植被长大，以及在长期降水影响下，植生袋体易下滑，不利于生态防护的稳定，因此，采取了台阶法施工，植生体按台阶状叠放处理，这有利于绿化体的稳定。植生袋分五层，最外及最内层为尼龙纤维网，次外层为加厚的无纺布，中层为绿化基材、纤维、种植土等基材混合物，次内层为能在短期内自动分解的无纺棉纤维布。

1.2 SNS柔性防护网主动系统

该系统是通过锚杆和支撑绳固定，将钢绳网覆盖在有潜在崩塌灾害的坡面上，阻止崩塌发生和限制其活动范围，防止落石危害。

它的工作机理是通过固定在锚杆或支撑绳上并施以一定预张拉的钢绳网，抑制细小颗粒撒落或土体流失，对整个边坡形成连续支撑，其预张拉作用使系统紧贴坡面并产生了局部岩体及土体移动或细微位移后将其裹缚于原位附近的预应力，从而实现其主动防护的功能。由于其柔性特征能使系统将局部岩土体中下滑力向四周均匀传递，充分发挥整个系统的防护能力，因此使系统承受力提高。

采用锚杆为自进式中空注浆锚杆，能起到加固挡土墙与固定防护网的作用。锚杆采用的厚壁无缝钢管材料，表面螺纹成形工艺以及相应的配件，是一种集钻进、注浆、锚固功能为一体的锚杆。锚杆钻至设计深度后，无需拔出，锚杆的深度可根据钻进情况任意加长或缩短。其中空可作为注浆通道，从锚杆中空孔注入至杆体端头后，再从杆体与孔壁间隙回返至锚孔外端，从而保证黏结材料充满锚孔。在止浆塞的作用下，可实现封闭压力注浆，使浆液向墙体空隙和裂缝中扩散，与锚孔中浆液固化后形成树状体系，进一步提高锚固作用及加固墙体。

将植被的防护与SNS主动系统相结合，可形成一种有效的柔性防护系统。

2 工程应用

2.1 工程概况

本项目位于浙江49省道青田县西门大桥北端。挡土墙高约25 m，为干砌块石重力式挡土墙，其边坡坡率为1∶0.3～1∶0.5，并在局部坡面已有自然生成的植被。但仍有大部分砌石外露，且植被生长凌乱，对已有自然生成植被的坡面，在不破坏原植被生长的前提下进行人工修整。对裸露的砌石挡土墙坡面，采用台阶植生法进行绿化，设计情况见图1。

图1 台阶植生法代表性断面(单位:cm)

2.2 施工与养护管理

2.2.1 SNS柔性防护网主动系统施工

基材混合物由绿化基材、纤维、种植土等按一定比例混合而成，其体积配合比一般采用绿化基材:纤维:种植土=1∶2∶2。绿化基材由有机质、肥料、保水剂、稳定剂、团粒剂、酸度调节剂、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。所用绿化植物种子为常春藤、迎春花等草本种子，并加入由小叶女贞、小叶蚊母、长红继木、银合欢、多花兰、小叶赤楠组成的乔灌木种子，草灌比例宜为3∶7。施工时选择在挡土墙附近的开阔场地进行现场拌合装袋，基材装袋时应尽量密实。

施工时应首先平整坡面，清除原挡土墙表面的浮土等其他一切杂物，填平较大的坑穴。然后进行铺设固定，把植生袋按台阶状码放，同时通过锚杆和支撑绳以固定的方式将钢绳网盖在植生袋上，当施工到挡土墙体底部附近时，锚杆应固定在坡脚处并填土压实。

2.2.2 锚杆施工

按照设计图要求，用油漆现场标注锚杆位置，随后进行钻进，使用风动凿岩机钻眼，方向大致与墙面垂直。风钻就位后，先接1根长3 m的锚杆钻进，风枪开孔时钻速不宜太高，等钻深30～50 cm后转入正常钻速。第一节锚杆钻完后，风枪与锚杆脱离，使用锚杆连接套接长;第二节锚杆继续钻进，按此法依次接杆直至钻至设计深度，最后一节锚杆外露10～15 cm。

钻进过程中，如遇墙体背后空洞过大或松弛岩石，应加长锚杆至进入稳定岩体3 cm。以锚杆长度控制，钻到深度后进行清孔。拆卸连接风枪与锚杆的纤维外套，然后将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口约30 cm处，进行固定，安装拱形垫板及球形螺母，完成一根锚杆的钻进作业。最后开始灌浆，砂浆灌注时的水灰比应控制在0.35～0.45，使用强度等级不低于32.5的硅酸盐水泥，且注浆须饱满。

整个系统由高强度钢绳柔性防护网、锚杆、支撑绳及其它安装附件组合而成。与传统的施工方法相比，该系统克服了刚性防护施工中诸多弊端，采用模块化安装方式，缩短了工期和施工费用。

2.2.3 养护管理

施工结束后，为了提高种子的发芽率和成苗率，应使用无纺布覆盖植生袋，并用U型钉临时固定，从施工结束到出苗以后的幼苗期，都需要每天洒水。洒水时最好采用水滴细小的喷水设备，均匀喷洒，尤其是首次浇水时要用小水头成喷雾状从远处向坡面缓慢淋洒，不可用大水头顺坡面放水，以免边坡上部的种子被冲到边坡下部，造成上部植生袋内种子发芽不均匀。每次的洒水量以保持土壤湿润为原则，每日洒水次数视土壤湿度而定，直至出苗成坪，在成苗后期洒水要求同上。等幼苗长到5～6 cm或若干叶片时，揭去无纺布。当乔灌草根系将土层固定在墙体上时，可进入常规化养护阶段。

3 结语

挡土墙在公路边坡防护中占有很大的比例，台阶植生法改变了公路挡土墙传统单一的边坡防护作用，将公路的工程防护与绿化防护有效结合，既美化了公路景观，又加固了边坡。虽然此方法相比于其它生态防护法造价偏高，但其带来的积极效应却是其它方法无法企及的。在提倡公路生态化的大背景下，台阶植生法将在挡土墙生态防护方面具有广阔的应用前景。

［1］中华人民共和国交通部．JTG D30—2004 公路路基设计规范［S］．北京:人民交通出版社，2004．

［2］吴颖峰．客土喷播技术在公路岩质边坡防护中的应用［J］．路基工程，2011(2):163-165．

［3］邓辅唐，邓辅商．植生袋在高速公路石质边坡生态防护中的应用［J］．中国水土保持，2005(1):42-43．

［4］罗四元．SNS柔性防护系统在既有线路基病害防治中的应用［J］．铁道建筑，2010(3):74-76．

［5］杨建宏，陈浙江，王玲娟，等．TBS植被防护在公路边坡治理中的应用［J］．铁道建筑，2010(10):90-92．