植物纤维毯在石灰土路基边坡中的应用

樊世叶

摘要： 以河南省机西高速公路十标段植物纤维毯种植为例，介绍了在白灰土路基边坡施工中植物纤维毯及植物品种的选择、施工方法及工艺、后期养护等措施，并将其与传统圬工防护优化进行分析比较，植物纤维毯防护具有明显的经济效益和工程效益，具有较高的推广应用价值。

Abstract： This paper takes planting the plant tapetum fibrosum in ten blocks of Henan Jixi expressway as the example to introduce the selection of plant varieties， construction method and technology， the late maintenance and other measures of the plant tapetum fibrosum in the construction of white chalk lime roadbed slope. It is analyzed and compared with the traditional masonry protection and optimization. The plant tapetum fibrosum protection has obvious economic and engineering benefits， and has high popularization value.

关键词： 机西高速公路；植物纤维毯；白灰土路基边坡；技术措施；效益

Key words： Jixi expressway；plant tapetum fibrosum；white chalk lime roadbed slope；technical measures；benefit

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）06-0114-03

0 引言

过湿土路基因含水率高，深陷大，传统的框架或片石护坡不能满足过湿土路基边坡防护，过湿土改良需采取掺加生石灰以降低含水率，再经碾压后板结成致密土层，以取得较好的防护效果，但如此将使土体呈严重碱化，不利于护坡植物生长，经研究，本项目采用植物纤维毯进行白灰土路基边坡防护，不但取得了很好的边坡防护效果，确保了施工质量，还取得了明显的经济效益和工程效益，提高了综合经济效益和社会效益。

1 植物纤维毯防护原理

植物纤维毯是以秸秆、麦秸、稻秸或大麻、椰壳纤维、杂草等基础原料简单加工成条形纤维状，进行梳理后编织成毯状形成天然纤维层，并可根据客户需要在下层辅以营养土层或置入相关的植物种子，再上下各用一层可降解强化网固结就形成一张整体的植物纤维毯。植物纤维毯是一种采用先进的生产工艺，在大型生产线上一次加工完成的可用于固化绿化地表、防治水土流失、恢复植被的一种复合型生态建设材料。

2 工程概况

2.1 项目气候特点 本段地属暖温带半湿润季风气候，四季分明，光照充足，冬季寒冷雨雪少，夏季炎热雨集中，春秋温暖季节短，春夏之交多于风。全年平均气温14℃，平均降水量750mm，降水多集中在夏季，多暴雨、大雨。7～8月份最热，蒸发量大，不利于高速公路护坡植物的生长。

2.2 项目简介 郑州机场至周口西华高速公路十标段路基工程起止里程为K114+000～K123+700，全长9.7km，位于河南省周口市西华县境内，属于冲积平原的泛流平坦地貌，路基以借土填方为主，平均填高约4.5m，填方量大，路基填土以粉砂、粉质黏土、黏土为主，所征取土场1.2m以下均为过湿黏土，经过测试土壤PH值在6.5～7.0，为了确保施工质量和进度，采用掺4%生石灰的方法进行改良。路基填土在路床和上路堤全部掺灰改良，个别段落下路堤部分或全部掺灰改良。设计路基填高2m

3 掺白灰土特性及需解决的问题

3.1 掺白灰土特性 土壤中加入石灰之后，石灰与土壤进行化学反应，水化后和土壤中的二氧化硅或三氧化二铝以及三氧化二铁等物质结合，即可生成胶结体的硅酸钙、铝酸钙以及铁酸钙，将土壤胶结起来，使灰土有较高的强度和抗水性，灰土逐渐硬化，增加了土壤颗粒间的附着强度，经过机械碾压，石灰土板结成一定强度的紧密的土体，土壤的吸水保水能力下降，土壤可供根生长的营养和水分成分减少。另一方面，加入石灰土壤碱性严重，碱性土壤会结合镁，铝等金属离子，最终造成植物缺少金属离子；土壤pH过高，土壤溶液渗透压高，植物根系不能吸收水分，导致生理性干旱，不利于植草生长。

3.2 需解决的问题 在石灰含量比较高的地区采用植物纤维毯，首先必须对植物立地条件进行改造，根据土壤的特点，采取了如下措施，在铺设植物纤维毯之前对边坡土壤进行了处理，消除了石灰对土壤的不利影响，具体措施为：

①洒水湿润：在种植前一周将坡面充分洒水湿润，使土壤中的生石灰充分反应，形成板体结构；当土表晾干之后，破除板结，使土壤呈粉状，不再凝结。要求清理完成后坡面不存在直径大于3cm的土块或建筑垃圾，整体平整，无不规则的凸起和凹陷部位。

②加入有机肥料：破除板结之后对坡面进行平整，同时向土壤中拌入有机肥，有机肥的数量为80～150g/m2，施有机肥的目的是，缓解土壤的碱性，改变土壤结构，增加土壤中的营养物质，同时还可以起到一定程度保存土壤水分的作用。

③湿润坡面：采用雾状喷头斜向上阴湿坡面，增加土壤墒情。表层土壤15cm范围的土壤含水量要饱和，不能采用大水浇坡面，大水浇容易造成坡面人为冲蚀。坡面润湿要在播种前1～2天进行，晴朗多风的天气可提前一天或半天洇坡。播种时坡面要保持潮湿松软的状态。提前进行洇坡可以增加土壤表面摩擦力，便于种子附着。土壤潮湿也有利于种子尽快发芽。

④选择植物品种：路基边坡土壤中实际灰剂量为4～10%，石灰含量大导致pH值比较高，土壤板结严重，且土壤为生土，缺乏植物生长的基本元素，所以不能沿用常规的植物栽培工艺。另一方面进入夏季，气温高，蒸发量大，苗木种植之后对水分的敏感性比较强，根据路基不同填高，确定植物纤维毯及植物组合类型，具体植物组合见表2。

4 植物纤维毯的施工工艺

4.1 植物纤维毯的选定 本项目选用是无草籽、无营养土的纤维毯，路基填高≤2m的边坡不铺设植物纤维毯，填高2～4m的边坡采用秸秆型植物纤维毯，填高≥4m的边坡采用椰丝混合型植物纤维毯。由于麦秸型的纤维柔韧度差，容易破碎，防冲蚀效果差，秸秆型的纤维毯选择稻桔型。

要求草毯铺絮的纤维应均匀、平整，边缘整齐。上下网的网格排列整齐、均匀一致，不允许有断裂的现象。常规草毯产品自然厚度（非压紧状态）必须满足5mm±1mm，椰丝混合型纤维毯要求椰丝含量≥50%。纤维毯结构见图1。

4.2 撒播草种 按照确定的植草方案，采用手摇播种机撒播，撒播后根据土壤墒情情况，在表层土壤湿度能够耕作的情况下，采用钉耙对坡面进行处理，使种子能够有0.5～1cm土壤覆盖，确保在后期浇水过程中不被冲走。

4.3 植物纤维毯铺设、固定

①坡顶开锚固沟。在坡顶20cm外的位置开沟，沟深≥20cm，沟口宽≥20cm，主要目的是固定植物纤维毯。原土放在远离坡面的一侧备用。依照下图所示将纤维毯端头铺入沟内，回填土压实。坡顶开锚固沟示意图见图2。

②植物纤维毯铺设。将植物纤维毯端头40cm铺设在锚固沟内，用40～60cm的木楔或竹钉进行固定，然后从坡顶向下铺设植物纤维毯至沟边内侧，铺展平顺，要拉紧，坡顶预留不小于40cm，坡高大于1.5m植物纤维毯宜顺坡度方向从上而下铺设。横向植物纤维毯之间搭接宽度不小于10cm，搭接时应注意将下一级网压在上一级网之下，同时加强搭接部分的“U”型钉锚固，植物纤维毯与地面保持充分接触，铺设要保持整齐一致，不能多次在坡面来回踩踏已播撒的种子；锚固沟内植物纤维毯要求铺满沟底和两壁并贴实。草毯要紧贴坡面，并充分与坡面接触，草毯铺设不要过于紧绷，要平顺美观，无褶皱和悬空现象。植物纤维毯端头铺设在锚固沟见图3，植物纤维毯顺坡铺设见图4。

③植物纤维毯固定。选用40～60cm的木楔或竹钉进行固定，在坡顶、草毯与草毯搭接处用主锚钉固定，坡面其余部分采用辅助锚钉固定；坡顶部锚钉间距为80cm，坡面锚钉间距为100cm，固定后锚钉与草毯紧贴坡面。植物纤维毯固定见图5。

④坡底开锚固沟。

在坡脚处按坡顶锚固沟相同的方法紧贴坡脚开锚固沟，将纤维毯预留的尾端（30～40cm长）放入沟内，回填土压实。坡底开锚固沟示意图见图6，坡底开锚固沟施工见图7。

4.4 植坡面浇水、覆盖

植物纤维毯铺设完成后，要整体并全方位的浇一遍透水，浇水宜少量多次，浇水时应避免水滴、水量过大，防止冲刷掉草种，严禁出现拉沟现象。确保土表15cm处于土壤含水处于饱和状态。以利种子萌芽。浇水完成后对坡面覆盖一层5mm厚的粉土，要求覆盖均匀，无淤积成块现象。

4.5 后期养护

用水车养护时要注意控制好喷头与坡面的距离、出水量和移动速度，水成雾状均匀地湿润坡面防止将种子冲散。种子前期养护45天，发芽期15天湿润深度控制在2cm左右，幼苗期依据植物根系的发展逐渐加大到5cm以上，前期养护时间为每天养护两次。在高温干旱季节，种子幼芽及幼苗由于地面高温容易受伤，每天应增加1～2次养护；下雨或阴天可适当减少养护次数。

生长期可逐渐减少浇水次数，并可根据降水情况加以调整，浇水一次性浇足浇透，浇水标准为达到湿透土层10cm以上，以提高茎叶的韧度，促进其正常生长发育。在护坡植物逐渐生长的过程中，只进行浇水是不够的，还应对其适时施肥和防治病虫害，施肥坚持“多次少量”的原则。在养护一个月后，应全面检查植草生长情况，同时观察病虫害，及时发现及时喷药。

4.6 注意事项 ①草毯贮存时间不宜过长，运到施工现场要及时铺设，未能及时铺设的，需要通风避光保存且时间不应超过30天，储存时应远离火源。②毯子铺设时要控制好松紧度，保证毯子自然贴坡，与坡面的缝隙不能大于5mm，否则会影响种子出苗。毯子铺设时拉的过紧或过松都会影响贴坡，另外U形钉也要根据坡面具体情况调整布设，保证毯子贴坡。③避免在强烈的阳光下进行喷水养护，以免造成生理性缺水和诱发病虫害。在高温干旱季节，种子幼芽及幼苗由于地面高温容易受伤，应根据情况适当增加喷水；下雨或阴天可适当减少。④后期养护中要根据边坡的实际情况进行及时调整，比如缺水严重的区域要多几次浇水，缺肥的区域及时补肥，发芽率低的部位要及时补播等。

5 植物纤维毯的应用效益

①有效降低项目投资。我单位将原设计路基填高5m

6 结束语

通过选用合适的植物纤维毯及植物品种，运用科学施工方法及工艺，根据现场实际进行后期养护，3个月以后植物纤维毯生长良好，达到了很好的工程防护效果。通过河南省机西高速公路十标段工程实例表明，采用植物纤维毯进行白灰土路基边坡防护，不但取得了很好的边坡防护效果，确保了施工质量，还取得了明显的经济效益和工程效益，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

[1]袁卫锁.植物纤维毯在粉砂土路基边坡及边沟中的应用[J].中外公路，2014（4）：82-86.

[2]河南省交通规划勘察设计院有限责任公司.郑州机场至周口西华高速公路（一期）两阶段施工图设计[Z].2013.

[3]陈金成.植物纤维毯在大广高速公路边坡防护中的应用[J].河北林业科技，2012（6）：31-34.