高陡岩质边坡喷混植生技术研究

2018-04-03许超

城市建设理论研究（电子版） 2018年24期

关键词：植生喷播保水剂

许超

中铁十七局第一工程有限公司

正文：

一、研究的背景与意义

⑴研究的背景

该矿坑山体所属地貌单元为丘陵及丘间谷地，为人工采石场，坡体地形陡峭。根据现场调绘，采石场岩体主要由花岗岩及闪长岩组成，节理裂隙整体发育，局部存在不利结构面，岩体自稳定性较差，易形成崩塌、错落等现象。喷混植生前，需清理坡面危石，再进行加固防护；以及坡体陡峭，应考虑如何使得喷混基材与岩面连接紧密，防止雨水冲刷。

矿区范围内地表水系不发达，在山体坡脚处，由于采石留下的采坑，可积天然降水；地下水类型主要为花岗岩基岩裂隙水，随季节变化大，矿山矿体开采采坑底板标高以上未见地下水露出。矿区透水性、富水性较弱，差异变化大，主要接受大气降水补给。因此，在喷混植生中，如何确保喷混植生基材能够吸收足够多的天然降水，以供植物种子发育、生长；以及在喷混后，如何养护，能够让基材的中的草子发芽，稳定生长。

⑵研究的意义

近些年来，喷混植生技术作为近些年的边坡加固绿化技术，被广泛的应用，特别是在高陡岩质边坡的防护工程中。它是依靠植物在基材上生长发育，植物与山体形成一个统一的整体，形成的护坡体系，从而达到加固与绿化山体的作用，取代了传统的边坡锚固、片石防护等技术。传统的边坡加固技术只是将山体加固，但是喷混植生技术是在人工加固的基础上，利于了植物自然生长所起到的加固作用，还改善了环境。

二、施工工艺的原理及方法

喷混植生技术的施工流程有10个步骤，以下将一一阐述：第一步，是将坡面的危石处理平整；第二步，是挂镀锌铁丝网片；第三步，是锚杆钻孔；第四步，是注浆，然后固定锚杆；第五步，是锚杆固定网片；第六步，是设置排水孔；第七步，是根据既定比例混合搅拌基材；第八步，是喷射混合基材；第九步，是铺设无纺布；第十步，是喷水养护。

⑴危石清理：其主要的任务是清理坡面的不稳定石块，将凹凸不平的地方大致整平，能够让种植基材分布均匀，对于坡面不好清理且稳定性稍差的石块进行预应力锚索或锚杆注浆加固，使其稳定。

⑵锚杆、挂网：在坡面铺设镀锌铁丝网，有两个目的：一，对高陡岩石边坡的加固；二，使得种植基材与岩石表面的石块形成一个统一的整体。

⑶基材喷播：各种种植基材按照一定的比例混合后，通过空气压缩机，使得种植基材在大气压的作用下，能够均匀的喷洒在岩石表面，除此之外，为了使得基材保持湿润，需要使用其他专用设备在基材喷洒口加水。基材是后续植物生长的关键，所以在喷播过程中，应该随时检查其厚度。

⑷喷播植物种子：采用液压技术完成坡面喷播草灌种子，草灌种子配方为：狼牙根、波斯菊、车桑子、双荚槐、银合欢、木豆等，喷播灌木种子密度为25-30g/m2，喷播后及时用无纺布对坡面进行覆盖，并经常浇水，以保持土壤湿润，待灌木出苗后揭开无纺布。

三、施工工艺的难点及解决措施

1 种植基材

植物种植基材的原料主要有种植土、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。植物基材是提供植物生长的基质，并与植物共同作用，封闭坡面，防治坡面被侵蚀。

（1）种植土：对于种植土的选择，可以遵循以下几点，首先，可以就近选择粘土、黄土或者沙土，但这些土壤往往有一个缺点，就是土壤肥力不足，因此，为了缓解土壤的缺点，需要采用其他肥沃的土壤，与就近采集的土壤按照1:1的比例加以混合。其次，选择的土壤要保证干净，没有其他杂质，土壤应当较为干燥，并且筛去粗大的颗粒，防止喷播的时候堵塞。

（2）有机质：有机质的作用主要有两点，一是使得土壤肥沃，二是增加土壤的透气性，比较常用的有锯木屑、谷壳和腐叶土等。还有一种东北泥碳性能比较好，它具有吸收水量高，通气好，且质量轻，可蓄水保水，防止土壤板结，使土壤保持肥力等优点，所以在岩质喷混植生有机质的选择中，东北泥炭是很好的选择。

（3）肥料：肥料的选择一般有两种：一种是有机肥，主要有家畜粪等，但是要经过发酵才能使用，防止在植物的生长过程中产生病害。第二种就是化学肥料，一般情况采用复合肥。

（4）保水剂：在喷混植生技术中，植物良好的生长发育，必须依靠水分，所以，保水剂是很关键的原料。它是没有有害物质的高分子化合物，吸水状态下体积可增加成百上千倍，切不易被其他的物理方法排出，但是植物的根系可以有效的吸收。这就体现了保水剂在高陡岩石边坡喷混植生技术中的关键作用。喷混植生在岩石表面的厚度应控制在10cm左右，比一般的土层厚度薄[1]。

根据实践经验，岩石表面的保水剂一般选择吸水倍率较低，但是要有良好的重复吸水性能。

（5）粘合剂：在高陡岩石边坡中，喷混植生技术必须考虑的一个问题就是防止风雨对种植基材的冲刷，侵蚀，所以，粘合剂是高陡岩质边坡喷混植生不可少的基材原料。常用的粘合剂有普通硅酸盐水泥。

普通硅酸盐水泥呈碱性，加入到种植土中，无疑改变了土壤的酸碱度和物理机能，对植物的生长有严重的影响，所以水泥的用量必须合理，既能保证基材结构的稳定，还不能较大的改变土壤的理化性质、肥力及微生物环境。在加入普通硅酸盐水泥的基础上，还应该加入pH缓冲剂，使得呈碱性的基材变为中性，适合植物的生长[2]。另外，植物的自然生长也会调节土壤的酸碱度，使其有一定的降幅。种植基材配比如下表所示。

2 植生基材层应该满足下列条件：

（1）与坡面连接紧密并且自身稳定，不易被雨水冲刷。

（2）适合植物生长发育，因此植生基材中必须有粘结剂、肥料、种植土、保水剂。

（3）基材的配比是喷混植生的关键，良好的基材配比既有一定的强度来保护坡面的稳定，还能防止雨水的对坡面基材的冲刷，还要有一定的空隙和肥力来保证植物的生长。还应考虑基材混合物的厚度同边坡类型、年平均降水量、边坡坡度有关。一般为5～10cm[3]。种植基材配比如下表所示。

3 草种的配置及分层喷播技术

在草种的配置中，应该考虑建立植物生长的稳定体系。在高陡岩质边坡中，由于只有10cm左右的种植基材，草系植物根系浅，且只分布与喷混植生基材层，对边坡的恶劣环境难以适应，生物群落单一、不稳定，在几年之后就会出现退化现象[4]。所以在草本群落中加入灌木，灌木根系较深，能够形成稳定的植物循环生态体系，解决了单一的植物生态群落，且灌木根系发达，能在很大程度上限制由于山体不稳定、暴雨等因素引起的山体滑坡和垮塌。