试论高速公路岩石边坡喷混植生植物护坡施工技术
2013-08-15孙晋
孙晋
(江苏山水环境建设集团股份有限公司,江苏 句容 212400)
1 新兴护坡技术-喷混植草技术简介
该种技术首先要在高速公路沿线边坡上安置短锚杆和表面镀锌的铁质网线,依靠专业的喷射机设备,把植物种子和生长所需要材料送至边坡指定位置,形成植被覆盖层,不但可以弥补高速公路所占据的植被覆盖面,又可以给旅客提供沿途美景,也可以实现对环境的优化。不过喷混植草技术能被广泛成功应用,主要还得利于精心的植被选种,植被成长所需基本材料的配置比例等,本文就喷混植草护坡技术进行简单讲解。
2 喷混植生技术特点
2.1 喷混植生的主要技术特点
2.1.1 适合地质条件恶劣的岩石坡面。喷混植生技术采用镀锌铁丝网和钢杆锚固,抗拉力强度大,可有效地防止崩塌和碎石掉落,确保山体和道路长治久安。
2.1.2 抗侵蚀性和抗水土流失。粘结剂的胶结作用是喷混基质与岩面粘结,并使喷混基质硬化,从而避免雨水等对种植基质造成冲刷侵蚀。不仅喷混基材有很强的抗侵蚀性能,在灌草植被与基材的共同作用下,基材的抗侵蚀性又得到进一步的增强。
2.2 喷混植生的施工特点
机械化施工,建坪速度快、效率高,一台喷播机一天可喷播1~2万平方米;草坪质量效果好,生长均匀、致密;应用范围广,在复杂及恶劣条件下强制绿化,成功建植草坪;
3 喷混植生的材料
3.1 基材的选择与配置
种植基材组成的材料主要有种植土、有机质、肥料、保水剂、土壤防蚀剂、改良剂、粘合剂、混合草灌种子、团粒剂、稳定剂、PH缓解剂和水等。
3.1.1 土壤的选择。此技术对土壤的要求并不是很高,可以根据不同地质选择边坡附近的土壤,如果已经选择的土壤不适合植被生长,或者不能供给植被所需要的养料,需要人工对其调配,并且还要考虑到土壤是否有较大的凝固块,如果有还必须进行筛选,否则喷播机器无法进行正常的工作。
3.1.2 肥料和有机物质的选择。新型有机复合肥料以及发酵以后的动物粪便都是肥料的上好选择,值得注意的是未经发酵过的粪肥,可能会滋生大量害虫,影响植被生长。影响植被生长因素还有很多,比如说,土壤的组成成分直接作用于植被的正常生长,在土壤中适当的加入一些有机物质,以保持土壤的蓄水通气效果也是必要的,常见的有机质种类繁多,泥炭、草炭、木屑、农作物种皮等等。
3.1.3 保水剂的选择。顾名思义为植被生长长期保存提供水的制剂,专业点讲它是一种无危害的高分子化合物,遇到水以后,会将水分牢牢的锁住,并且不会轻易释放所吸收水分,但植被的根却可以通过系列的细胞渗透压变化轻松的使用保水剂所储存的水资源。之所以要使用保水剂,是因为岩石边坡的透气透水性能几乎为零,欲喷播的基本材料也不过十公分厚,这样,没有保水剂就无法保障种子的顺利发芽,天然降雨的蓄水保存功能实现,当某一区段持续干旱,植被可以一点一点地吸收保水剂所储存的水分,以供应自身生长需要,目前市场上使用较多的保水剂是丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚物。
3.1.4 粘合剂的选择。由于边坡自身底层为岩石层,基材的固定问题有待考虑,遇到大雨或者一些自然灾害的破坏,我们一定要选择合适的粘合剂,传统工艺常常选择水泥,但是为了环保并且不伤害基材中的种子,我们要么严格控制粘合剂用量,要么适量的加入一些可以中和水泥碱性的调和剂,当然,最好是双管齐下。目前,辅助性粘合剂使用比较的种类是过磷酸钙和红粘土,一次来调节击昏材料中的ph值。种植土中黄土粘土与肥料的比例相同,有机质的总量是种植土的一半,水泥与调和剂的比例较大。
3.2 植物种子选择
植物种子的筛选比较容易,只要控制住几个要点即可。首先要根据当地气候特征进行选种,其次要依据当地地质资源选种,并且要选择需水量较小,生命力比较顽强的植被种子。把握好这几个关键点选种也就不成问题。比如说,江西省位于中国的东南沿海地区,气温偏高、湿度较大是当地主要的气候特征;而甘肃属于中国西北地区,气候寒冷干燥。像这样不同的地区选种自然需要区别开来。目前,国内选择较多的草种有太阳花、东北绿、画眉草等等。随着科学的不断发展进步,科研人员提出更好的建议,可以选择不相互影响的几种草种进行混合播种。既能实现草坪的多元化又能更好的美化边坡环境。
4 喷混植生施工工艺
4.1 整理改造边坡
边坡的修理改造很简单,去掉不够稳定的石头,使边坡表面趋近平整,岩石不够牢固的地方要用泥浆进行弥合加固。以便是欲喷洒的物质能够均匀覆盖在边坡上,为植被基材提供良好的生长温床。
4.2 锚杆,挂网
先在坡面上铺镀锌铁丝网或高强塑料加强网,网孔规格为5cm×5cm,然后用风钻或电钻按1×1m间距梅花形布置锚杆和锚钉。锚杆长90~100cm,锚钉长约50~60cm。应特别注意网与岩石之间的距离约为种植基材厚度的一半,挂网的目的是让种植基材在岩石表石形成一个持久的整体板块。
4.3 种植基材喷播
种植基材按比例混合后呈干粉状,用专用的客土喷播机在大马力空气压缩机的风压下,将种植基材均匀地喷上岩石表石,在喷口处用另外的设备同时加水,这样种植基材落在岩石上就是潮湿的。喷射设计厚度为10±3cm。喷射厚度是今后植物生长的关键所在,应随时检查厚度以保证施工质量。
4.4 喷播植物种子
将先配好的种子和纸浆等混合材料用液压喷播植草机直接喷射在种植基材表面上,该施工环节和液压喷播植草相同。应注意的是:喷播草籽经拌均匀粘附在纸浆或木杆等附着物上。在南方由于夏季气温高,蒸发量大,阳坡的种子发芽率多有降低,阳坡应适当加大种子的用量。
4.5 养护
草坪植物虽然适应性强,但仍然是“三分种,七分养”,因此应特别重视草坪的养护。喷播后如未下雨则每天浇水以保持土壤湿润,狗牙根一般7天左右发芽,太阳花一般15~20天发芽,东北绿一般4~5天发芽,45天左右可以成坪,2个月覆盖率可达90%以上,成坪后可逐渐减少浇水的次数。在养护期间应随时观察草坪的水肥情况,水分主要是看根系土壤的湿润程度。在草坪成坪后由于其自身形成了一层草毯,对土壤中的水分散失有一定的保护性。一年以后,草坪基本上形成了其自身的生态,不需要特别养护。
结语
喷混植生技术是一项新兴的技术,其研究和应用尚处于起步阶段,加之岩石边坡生态系统较为复杂,包括地理环境和气候因素、坡体状况、基料特性、植被等,喷混基材的优化、岩石边坡植被生态的水肥综合调控以及护坡植物的优化组合将是提高工程质量值得进一步研究和优化的。喷混植生是工程与生物紧密结合的施工技术,工艺过程复杂并直接影响着工程质量。
[1]张天宝著.土坡稳定分析与土工建筑物的边坡设计.成都.成都科技大学出版社.l987.
[2]铁道部第一勘测设计院编.高速公路工程设计技术手册.路基.北京中国铁道出版社.1992
[3]吴世明.杨挺等编著.岩土工程新技术.北京.中国建筑工业出版社.2001.