山区高速公路岩质边坡生态恢复新技术

黄桥连 周宏云

（湖北交投高速公路发展有限公司 武汉 430051）

湖北三峡翻坝高速公路是为缓解长江航运三峡大坝运输压力而建设的一条水陆联运通道，起于宜昌市秭归县334省道的曲溪桥，穿越三峡大坝、葛洲坝、西陵峡，止于宜昌长江公路大桥南，接沪渝高速公路湖北省宜昌至恩施段，全长56.776 km。湖北三峡翻坝高速公路的路堑岩质边坡多为胶结泥岩、红砂岩及砾岩等结构形式，尤其以胶结泥岩居多，根据这类边坡的结构特点，业主在生态恢复中勇于创新，采取了多种新技术新工艺，经过实际应用取得了较好的生态恢复效果，本文就其施工技术特点进行分别论述。

1 岩质边坡生态恢复新技术

1.1 速藤屏生态恢复技术［1］

速藤屏生态恢复技术是宜昌大地园林工程有限公司针对岩质边坡的特点开发的一种快速绿化高陡岩质坡面的专利技术，拥有自主知识产权。采用传统的罩面网攀援植物绿化方法坡面生态恢复需要3～5年的时间，攀援植物成活率低，覆盖慢，养护难度也较大。对于陡于1∶0.3的路堑岩质边坡采用速藤屏生态恢复技术，通过采用经工厂化培育的速藤屏生态快速修复新技术进行绿化防护，将藤本植物的生长基质放置于边坡坡脚与分级碎落台上修建的种植槽内，预先培育好的成年攀援植物插栽到种植槽内绿化恢复效果即可显现，同时植物生长快速，具有较好的前期绿化效果与后期综合景观，既具有工程防护的功能，又有绿化防护的效果。

1.1.1 藤本植物成苗的培育［2］

藤本植物成苗的培育需提前一年进行，藤本植物在幼苗期（通常长度在1 m以内）生长缓慢，幼苗在苗圃的容器内通过牵引绳、牵引杆或牵引网的引导、约束，使攀缘植物沿着规定的路线生长到预定的长度，便于移栽。将藤本植物生长缓慢的幼苗期提前在苗圃完成，移栽后无需传统移栽方法3～5个月的生长适应期和过度期，植物生长速度快，随栽随长，同时也提高了其成活率和覆盖率，成活率可高达100%，达到长得快，覆盖得好的目的。

1.1.2 藤本植物品种选择

为保证速藤屏垂直绿化新技术的施工质量与绿化效果，本着“近期效果好，远期效果更好”的基本原则，合理地选择和配置植物的品种。

（1）以四季常青为主的原则。藤本植物以四季常青为主，同时要兼顾落叶植物的应用，落叶植物在养分循环供给方面有先天的优势，其生长速度也较快，如：紫藤、油麻藤、葛藤、五叶地锦等。

（2）以品种多样化的原则。使用藤本植物的同时，在分级碎落台上适当栽植开花类小灌木，以丰富景观层次，如：云南黄馨、三角梅、藤本月季等。

（3）以攀援花卉为点缀的原则。为增加综合景观效果，让司乘人员视野轻松舒适，有回归自然的体验，藤本植物适当选择花卉类攀援植物为点缀，如牵牛花、凌霄等。

（4）以本土植物为主的原则。尽量采用本土植物品种，如攀援洛石、葛藤、油麻藤等较适于华中地区生长的植物。

1.1.3 施工工艺

（1）坡面清理。清除坡面杂物、松散碎石。（2）修建种植槽并填充营养土，进行土壤改良。

（3）速藤屏的预植培育。速藤屏的预植培育可采取苗圃基地工厂化预植或现场苗圃预植。

（4）速藤屏的安装。将速藤屏移植到坡面安装，达到贴伏、美观、牢固的要求。采用直径8 mm、长100 mm的膨胀螺栓或直径12 mm、长500 mm的螺纹钢短锚固定，固定间距1.0～1.5 m。绿色罩面网可选用绿色土工格网，网孔大小38 mm×38 mm，材质为高密度聚乙烯。

（5）养护管理。

（6）应注意的问题。①栽植较晚的多级平台由于在六七月的高温季节施工，植物生长受到较大影响，其生长恢复速度受高温环境影响明显，多级平台的养护困难，失水快，应加强养护管理并采取保水措施；②暴雨对其没有明显影响，而其他生态防护形式在暴雨期间部分地段水毁现象较为严重；③栽植时间应选在五月底以前较为合适；④速藤屏生态修复技术坡面生态恢复周期仅为1～2年的时间，比传统方法至少提前1年，成功解决了传统方法绿化恢复周期长的工程难题。

1.2 植被混凝土技术（1∶0.75～1∶0.5岩质边坡）

对1∶0.75～1∶0.5的岩质边坡，也可采用速藤屏生态修复技术，如边坡风化较为严重或裂隙较为发育，为加快前期恢复效果，对这类边坡采用了植被混凝土新技术，主要达到有效消除浅层滑坡，保障道路安全以及加快生态恢复的前期效果。

常用的边坡恢复方法如客土喷植法、厚层基材喷射绿化法等在30°以下缓边坡上实施效果很好，但它们的共同弱点是强度很低。植被混凝土生态护坡绿化技术由于它具有一定的强度和整体性能，可抵御110 mm／h的强暴雨的冲刷，不产生龟裂，又是良好的植物生长基材，能够达到边坡浅层防护、修复坡面营养基质、营造植被生长环境、促进植被良好生长的多重功效。

1.2.1 植被混凝土技术特点

（1）植被混凝土物理性能。容重14～15 k N／m3，孔隙率30%～45% 。性能稳定，抗湿变、抗光照性能好。

（2）植被混凝土材料构成和力学性能。实验室试验强度为：7 d，0.3 MPa；28 d，0.45 MPa。相当于5号水泥强度。

3 边坡浅层防护功能。植被混凝土为挂网加筋基材，加上生长的植被及其根系能有效地防御暴雨冲刷、太阳暴晒及温度变化，且不龟裂。实践证明，且其抗冲刷能力能抵御110 mm／h降雨。

（4）植物生长指标。植物发芽率90%；植物覆盖率95%；土壤肥力合理；植物多年生长情况良好。

1.2.2 植被混凝土绿化技术施工工艺

（1）植被混凝土生态护坡包括以下工序：坡面整治、镀锌铁丝网和锚钉的铺设安装、植被混凝土基材制备、植被混凝土喷植，养护管理等。

（2）坡面清理。①将坡面对施工有碍的一切障碍物清理干净；②清除坡表面的杂草、落叶枯枝、浮土浮石等；③坡面修整处理。

（3）镀锌铁丝网和锚钉的铺设安装。采用电锤垂直于坡面钻孔，击入锚钉，按设计的锚钉规格、入岩深度、间距垂直于坡面配置好锚钉后，铺设加14号镀锌铁丝网。

（4）植被混凝土基材配制。植被混凝土基材由砂壤土、水泥、有机质、植被混凝土绿化添加剂混合组成，各组分材料的选择要求如下：

①砂壤土。选择工程所在地原有地表土壤经风干粉碎过筛而成，要求土壤中砂粒含量不超过5%，最大粒径小于8 mm，含水量不超过20%。

②水泥。采用P32.5普通硅酸盐水泥。

③有机质。一般采用酒糟、醋渣或新鲜有机质（稻壳、秸秆、树枝）的粉碎物，其中新鲜有机质的粉碎物在基材配置前应进行自然发酵处理。

④植被混凝土绿化添加剂。添加剂能中和因水泥添加带来的严重碱性，调节基材PH值，降低水化热；增加基材空隙率，提高透气性；改变基材变形特性，使其不产生龟裂；提供土壤微生物和有机菌，有利于加速基材的活化；含有缓释肥和保水剂。植被混凝土基材的配制分基层和表层，分别按不同配比配制，配比见表1。

表1 基材配比

按配合比制备各组分材料，利用搅拌机充分搅拌后待用。表层基材搅拌时应加入按设计要求的植物种子（盐肤木、狗牙根、高羊茅、紫花苜蓿、多花木兰、紫穗槐等）。

（5）植被混凝土喷植。完成坡面整治、网和锚钉铺设，并做好植被混凝土基材组分备料并配制后，即可进行植被混凝土基材喷植施工。喷植所用设备为一般混凝土喷射机，按基层和表层分别进行。从坡面由上至下进行喷护，先基层后表层，每次喷护单宽4～6 m，高度3～5 m。

喷播由大于9 m3的空压机送风，采用干式喷浆法施工。基层喷植：①方法。在喷浆之前再次检查坡面上的浮土、草皮、树根及其它杂物是否清理干净，确认后用水进行坡面喷淋，以促使喷射植被混凝土基材与基面连接紧密，然后进行试喷试验，以调节水灰比，再进行喷浆施工；基层的喷护厚度为8～9 cm；喷射作业开始时，应先送风、后开机、再给料，喷射结束时应待喷射料喷完后，再关风；②控制措施。基层喷射混凝土可一次喷至设计厚度，不需分层喷植；喷射过程中，喷嘴距坡面的距离控制在0.6～1.0 m之间，一般应垂直于坡面，最大倾斜角度不能超过10°；喷浆中，喷射头输出压力不能小于0.1 MPa；喷射采用自上而下的方法进行，先喷凹陷部分，再喷凸出部分；喷射移动可采用“S”形或螺旋形移动前进。基层施工结束8 h以内进行表层喷护，一般控制在3～4 h；表层的喷护厚度为1～2 cm；表层喷护之前在坡面上喷一次透水，保证基层和表层的粘结；近距离实施喷播，以保证草籽播撒的均匀性；喷播采用自上而下的方式进行，单块宽度按4～6 m进行控制。

（6）强制性养护与管理。①强制性养护指的是在喷播（栽植）结束后的头两个月日常进行的给植物浇（洒）水工作。具体时段为喷播施工结束后2个月，在基材表面加盖无纺布。一是起到保墒、控温的作用，提高植物种子出芽速度；②防止植物种子被风吹走和被飞禽啄食，提高植物种子出芽率和成活率；③安装喷（滴）灌系统，实行每天的均匀洒水养护；④强制性养护期间还应注意植物种子的出芽均匀度和出芽率，对局部出芽不齐和没有出芽的坡面要进行补植，当然也包括对栽培植物的成活率监测，及时更换或补种。

1.2.3 植被混凝土效果

大部分边坡控制得当，植被恢复较好，偏陡的边坡由于要保持一定的强度和整体性能，水泥稳定剂用量适当加大后部分植物不适应生长，出现部分凸斑，要在养护后期采取补种措施。

1.3 土工布长袋法（坡比在1∶0.75～1∶0.5）

土工布长袋法是在岩质边坡上采用土工布管状袋子装填营养土，采用锚杆和胶粘剂固定在边坡上，通过装填营养土的土工布管状袋子在坡面形成具有一定厚度的营养基层，在袋子表面铺贴草皮，并种植小灌木，小灌木的根系要扎根于管状袋子内，然后浇水养护。

该技术的特点是在岩质边坡表面通过人工装填强制形成一层营养层，营养层一旦形成绿化效果会很快实现，坡比在1∶0.75到1∶0.5之间较为合适。强制形成的营养层与岩质坡面结合的耐久性成为该技术成功应用的一大关键。

此种工法施工速度较慢，成本较高，是植被混凝土的几倍，更是速藤屏技术的数倍，因此，如何进一步优化技术方案、降低施工成本是推广该技术的关键。

1.4 野花组合技术、网眼袋植生法等技术

野花组合是常用的手法之一，湖北翻坝高速公路把野花组合用在边坡生态中，而真正体现出野花组合的效果却十分不易。一方面岩质边坡生态恢复要求以灌木为主，同时又要体现野花组合的效果，在施工中植物配比十分关键。通过努力，最终实现了草、灌、花共生的效果。

在隧道口上方较缓的部分边坡可采用网眼袋植生法码砌恢复绿化，该工法简便易行，效果好又十分经济。

2 选择生态恢复技术类型的因素

翻坝高速近2年的应用效果表明，边坡岩质类型、边坡坡率是选择生态恢复技术类型的决定性因素。

（1）速藤屏生态修复新技术应用面广，喷浆坡面、垂直挡墙以及陡于1∶0.3的岩质边坡均可采用，前提是边坡结构稳定即可，适用泥岩、红砂岩、砾岩等不同类型的岩质边坡，造价经济，适于大面积推广，在山区高速公路岩质边坡生态恢复中具有十分广阔的应用前景。

（2）植被混凝土技术在1∶0.75～1∶0.5的岩质边坡上采用较为合适，在岩质光滑或没有裂隙的边坡上采用更能体现其优势。施工中配比控制较难，容易出现混凝土含量过高导致植被难于生长或混凝土含量偏低导致后期容易产生冲刷破坏等两极分化的情况，造价中等偏高。

（3）土工布长袋法可在1∶0.75～1∶0.5的岩质边坡上采用，但太陡的坡率对施工及后期效果都是极大的考验，造价较高。

3 结语

速藤屏生态修复技术、植被混凝土技术、土工布长袋法等新技术在湖北翻坝高速公路高陡岩质边坡生态修复中得到了成功应用，这些技术的开发与创新极大地促进了岩质边坡生态恢复技术的进步，为我国的山区高速公路、高速铁路工程的生态修复提供了可借鉴的成功案例。应用效果表明：速藤屏的应用、攀援植物的大量培育与推广必将为山区高速公路岩质边坡生态修复走出一条新路。

在今后的工程建设中还应进一步加强速藤屏生态修复、植被混凝土等技术的研究与应用，如速藤屏的最佳施工季节、种植槽的最佳高度与宽度的关系、高边坡养护困难的问题、植被混凝土技术的水泥稳定剂含量的工地控制等，克服技术应用中的不足，进一步优化完善配套体系，因地制宜地更好地为工程建设服务。

［1］ 汪成龙，阮道红，黄春菊.速藤屏生态修复技术在高速公路岩质边坡绿化防护中的应用［J］.城市道桥与防洪，2011（3）：147－149.

［2］ 熊济华.观赏树木学［M］.北京：中国农业出版社，2000.