TBS植被防护技术在岩土边坡施工中的应用

李 郑 阳

(空军工程大学航空工程学院学员三大队七队，陕西 西安 710038)

0 引言

随着基础设施建设的深入推进，我国的公路、铁路、矿山等基础设施建设项目逐渐走向西部，走进山区，随之带来大量的裸露边坡。十九大以来，绿水青山就是金山银山成为我国经济发展建设的重要理念，绿色、协调、可持续发展的观念逐步深入人心，因此如何有效的治理裸露边坡安全问题等成为工程师们需要考虑的问题。

作为一种有生命的防护技术，生态防护对于美化工程、协调地区环境、调节边坡土体的湿度具有重要作用，同时可加固边坡，是一种绿色环保的设计方案，符合我国绿色可持续发展的战略[1-4]。生态边坡支护在西方国家研究历史悠久，欧美等发达国家在很早就意识到了生态边坡防护的重要意义，早在1943年，美国教授Moorish R.H首次在公路两侧进行草皮的种植试验，探讨草皮滑坡原理[5,6]，1986年美国学者Mcelroy M.T对如何管理、养护植被边坡进行系统研究，为生态边坡在施工中的应用奠定了基础[7]。日本的生态防护技术建设同步发展，其通过学习借鉴并结合本国地质实情，相继将喷射种子法、液压喷播技术、纤维土绿化法、高次团粒SF绿化工法等投入工程应用[8-10]。2002年，泰国学者Diti Heng chao vanich对植物根系的土壤进行抗剪强度实验，取得重要研究成果[11,12]。我国生态防护工程技术研究较晚，由于前期较为粗犷的发展模式，并未受到相应的重视，1989年广东省水利水电科学研究所引进了我国第一台液压喷播机，自此便开始了生态防护在我国的应用[13]。

本文依托汉阴石料供应站生态与治理工程，对TBS(Thick-layer Base material Spraying)植被护坡绿化技术的施工流程及施工工艺进行简要介绍。作为一种重要的生态护坡技术，其是一种使用经过改进的混凝土喷射机将拌和均匀的厚层基材混合物按设计厚度喷至岩石边坡面上的植被护坡工程新技术，它通过植被根系的力学加固和地上生物量的水文效应达到护坡和改善生态环境的目的，此工程技术具有重要的推广前景和重要的借鉴意义，目前本工程已经投入使用并得到了较好的利用。

1 工程概况

西铁汉阴石料供应站隶属于西安铁路局汉中工务段管辖，地处秦岭南麓，位于汉阴县草桥村，地处阳安线东段K306+500 m。主要承担襄渝线、陇海线、阳安线、西康线、西包线、西成线等近三千多公里铁路的大、中维修、防洪抢险以及新线、复线建设用砟任务，是西安铁路局的道砟供应的重要基地之一。

由于长期进行岩石边坡开挖以及扩展石料供应站厂区，暴露大量岩石裸露边坡。一方面造成岩石风化，极易降低边坡稳定性；另一方面，对厂区环境以及当地环保造成一定影响，如图1所示。根据国家生态可持续发展的要求，厂区裸露的岩质边坡以及废弃矿物堆积无法满足国家关于生态的相关规定，也无法适应未来可持续发展以及生态发展，需要对厂区遇到的岩土工程问题进行积极防治和处理。

2 TBS防护原理

TBS技术基本构造包括工具式锚钉或锚杆、复合材料网、厚层基材三部分，各部分的作用如下：

1)锚钉或锚杆：主要用于复合材料网在边坡上的锚固，锚钉适用于深层稳定的边坡加固，锚杆则适用于深层不稳定的边坡。

2)复合材料网：其强度由坡面局部稳定情况及厚层基材的设计厚度确定。

3)厚层基材：为TBS技术的核心，由BPR混合草种、GBM绿化基材、结构改良剂三部分组成。

TBS技术护坡绿化技术适用能力强，应用范围广，适用于坡度不超过1∶0.3的硬质岩边坡及混凝土面、浆砌块石面；可在土石混合边坡、各类软质岩边坡中应用，考虑到为植被防护，对当地的降雨、气温等有一定的要求。应用TBS防护技术可降低边坡孔隙水压力，提高边坡强度，且可截留降水，控制土粒流失，其在降噪声、降污染，调节气候、恢复生态环境等方面作用明显。

3 方案设计

3.1 施工方案

厂区东侧靠近农田和村庄位置，拟对厂区东侧进行挡土墙加固处理，挡墙高度从3 m～7 m不等。厂区正对坡面由于开挖现场裸露土质坡面，原有挡土墙也不利于进行整体景观处理，故而对原有挡墙进行拆除，统一进行坡面绿化处理。拟治理区域总计分为5个区域，分别是Ⅰ区土工格室护坡区域、Ⅱ区主动防护网区域、Ⅲ区拱形衬砌护面墙区域、Ⅳ区TBS生态防护区域以及厂区东侧重力式挡墙区域。

本文主要针对Ⅳ区原裸露山体边坡治理方案进行介绍，Ⅳ区采用TBS生态防护技术，结合坑植灌木的方法。在边坡上每10 m高设置一个2 m宽马道平台，马道上坑植灌木。每个马道上设置排水沟，新修浆砌护坡坡率约在1.1～1.4之间，其3—3截面的局部剖面图如图2所示。

TBS岩石植被护坡所需材料有绿色基材、纤维、植壤土混合植被种子、锚杆、钢垫板、铁丝网等。TBS设计厚度为10 cm，其绿化基材技术指标如表1所示，就地取秸杆、树枝等加工成10 mm～15 mm长作纤维，种植土选择工程地原有地表种植土粉碎、风干过8 mm筛，植被种子取紫花首蓓(50%)+黑麦草(30%)+小冠花(20%)，用量30 g/m2。

表1 TBS绿色基材技术指标

TBS生态防护方案中长锚杆是施工中的关键，同时与短锚杆配合将镀锌钢丝网挂起，在植被没有形成前，稳定绿化基材混合物。针对边坡岩石稳定性情况不同，设计不同类型的TBS植被护坡防护型式，锚杆直径采用Φ25螺纹钢筋，锚杆长度采用了300 cm～500 cm，间距2.0 m，网选用14号镀锌铁丝网，网孔为50 mm×50 mm。对于坡率缓于1∶1时，长锚杆选用300 cm，陡于1∶1时，选用500 cm长锚杆。其具体的斜坡支护剖面形式及沿坡面的分布形式如图3，图4所示。其长锚杆的大样及定位支架如图5，图6所示。

灌木及栽植灌木的穴(坑)设计：坡面种植灌木采用紫穗槐，种植密度2株/m2，坑径取40 cm，坑深取40 cm，坑与坡面夹角为10°～30°。藤类及藤类种植槽采用爬墙虎，种植槽宽40 cm，深50 cm，以满足藤类生长需要开挖种植槽；种植槽表面用M7.5砂浆抹面，厚度0.5 cm，种植间距30 cm，如图7所示。

3.2 施工流程及注意事项

TBS植被防暑技术的施工流程为：刷边坡及验收→测量定位→脚手架搭设→冲击成孔→插锚杆、灌浆→锚杆拉拔试验→挂网→绿化基层喷射→喷播植草→保湿养护→补喷植草→验收。在修整边坡的过程中严禁边坡超挖，超挖部分严禁松填；在测量定位的过程中应严格按照施工图纸进行，对于特殊地质状况，可增加锚杆密度、长度和直径等；在插锚杆、灌浆过程中应保证锚杆的平直、除锈、除油等工作，砂浆应拌合均匀；当锚杆砂浆达到设计强度后应根据试验规程，进行锚杆抗拔试验。在绿化基层喷射施工过程中应保证喷射的薄厚均匀。各项工序完成后按照各项设计指标和规范的要求进行验收。

4 结语

TBS植被防护技术以其绿色、环保、美观、经济的独特优势在实际工程中具有广阔的应用前景。本文结合西铁汉阴石料供应站的岩土边坡生态治理问题对其工作原理进行了简要介绍，并结合实际工况，就其锚杆尺寸的选取、绿色基材的参数、植被种子的选取及布置等进行了详细说明，并就其施工过程中的注意事项做出了说明。本文对充分理解TBS植被防护技术的工作原理，理顺其流程化施工过程具有重要作用，为推进其在工程中的应用具有重要的借鉴意义和参考价值。