客土喷播技术对花岗岩地区边坡防护的运用

尹华东，蔚 彪，苏 波，张玉群，谭文慧

（湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭 411201）

引言

近年来，由于我国经济建设的发展，不可避免地形成各种人为开挖的边坡，而对于一些对环境要求比较严格的建设工程，如何保证边坡支护完成后与周边环境相协调，成为边坡支护设计的重点。目前在边坡绿化方面，由于客土喷播技术绿化效果好，施工进程快[1-2]，已经有较为重大的应用，积累了丰富的经验。李永强等[3]结合工程实例具体探讨了边坡绿化和客土喷播施工工艺，对该施工技术进行了完善。李文[4]通过运用客土喷播技术，即改善了公路边坡的质量，又提高了周边水土环境的质量。张敏[5]针对某山区高速公路边坡，对客土喷播技术的应用进行了分析，提出了相关的施工工艺和方法。李国保等[6]将客土喷播技术运用于水库坝肩石质边坡的绿化中，丰富了客土喷播技术的施工工艺和方法。彭禧柱等[7]分析了客土喷播技术在高陡边坡复绿中的优缺点，提出了未来高陡边坡的绿化创新方向。王瑞春等[8]提出了一种主动防护客土喷播技术，有效地改善了岩质边坡的景观环境。在上述研究中客土喷播技术的应用非常广泛，但是在花岗岩地区的边坡绿化中客土喷播技术的运用较少，本文以衡阳市南岳禹王公园边坡为工程背景，探讨了客土喷播技术在花岗岩地区边坡中的运用，进一步丰富了客土喷播技术的适用范围。

1 工程概况

南岳禹王公园边坡场地位于衡阳市南岳区，边坡为场地建设开挖山体而形成，边坡总长约152m，边坡高度10.95-16.5m。在开挖山体过程中，严重破坏了原有的植被环境。为减少水土流失并保证边坡支护后与公园周边环境相协调，设计采用客土喷播技术对边坡进行绿化处理。

1.1 边坡场地岩土工程条件

边坡所在区域的地层主要为砂质粘性土、全风化花岗岩和强风化花岗岩。各岩土体的主要特征描述如下：

（1）砂质粘性土（Q4el）：即花岗岩残积土。褐黄色、褐红色，硬塑状态，成分主要由长石风化的粘、粉粒、石英颗粒及少量云母碎屑组成，遇水浸泡即崩解成砂状，无摇震反应，无光泽，干强度中等，韧性中等。

（2）全风化花岗岩（r）：黄褐色、灰褐色，中粗粒结构，原岩组织结构已基本破坏，仅保持原岩外观及基本成分，长石、云母等矿物基本风化成土状，岩芯呈砂土状，略具残余结构强度。

（3）强风化花岗岩（r）：灰褐-褐黄、褐黑色，粗粒结构，块状构造，岩质软，其碎块用手可捏断，十字镐难掘进。节理裂隙极发育，风化程度往底部呈减弱趋势，岩芯大都呈碎块状，少许呈碎石块夹砂土状，遇水易软化、崩解。

1.2 边坡场地地下水

场地地下水仅为基岩裂隙水，基岩裂隙水赋存于下伏基岩裂隙中，主要为大气降水和侧向补给，径流速度慢，含水量微弱。受区域地形地貌控制，地下水总体向低洼处排泄。

2 边坡支护方案

边坡采用放坡+格梁骨架支护+格构锚固支护+坡面生态绿化+生态砖压脚的支护方案，分两级支护。第一级设计坡比为1：1.3，坡面设固定钉进行固定，固定钉竖向间距2.0m，横向间距2.0m，固定钉间以斜向格梁相连，格梁尺寸为300×300mm；第二级边坡高2.83-5.6m，坡比为1：0.9，坡面设三排锚杆，锚杆竖向间距1.5m，横向间距1.5m，锚杆间以格梁正交相连，格梁尺寸为300×300mm，并在格梁顶部设置300×300mm压顶梁，在格梁底设500×500mm砼条基，格梁间放置土工格室，坡面生态绿化。在坡脚设置高1m的生态砖压脚，在挡墙顶设景观绿化。格梁护坡绿化正面图见图1。

图1 格梁护坡绿化正面图

3 客土喷播技术

对于客土喷播技术而言，其原理就是把配制完成的绿化基材通过喷射系统喷射到边坡坡面。采用这种方法可以提供一个植被生长的优良环境，使植被得到充分的成长，进而发挥固定和防护边坡的作用。且该技术还是与岩石工程力学、土力学和环境生态学等学科相关联的综合环保技术。

3.1 客土喷播技术的优点

（1）其明显的优势在于可对边坡进行全面的植被覆盖，可以有效控制雨水冲刷坡面导致的水土流失问题。此外在植物作用基础上，对土体的抗剪强度提高也是有利的，能进一步提高边坡的稳定性。

（2）客土喷播技术以土壤结构作为突破点，将播种、施肥、覆盖在一次操作中完成，极大地缩短了植被建植的工艺流程，节省了大量人力和物力。

（3）采用客土喷播机设备，可以把配制好的基材直接喷播到边坡上，解决了高边坡、尤其是陡峭高边坡植被建植的难题。这一点是人工播种或常规播种都无法比拟的，在工程上具有重要的意义。

（4）回填改良土中配有一定比例的粘合剂，可以使喷播的种子稳固在边坡的表面，不至于被雨水冲掉，这就解决了常规手工播种和一般播种机在坡面上难以有效播种的困难。

（5）回填改良土中配有适量的保水剂，可以保证植物在坡面上前期生长和发育的需要。

（6）与常规播种方法相比，喷播后形成的草皮质地更加均匀致密，能够更有效地保护边坡的稳定性，防止水土流失。

3.2 客土喷播技术施工

坡面绿化工程采用100mm厚客土喷播绿化，客土喷播绿化采用网孔50mm，长宽4m×50m的双向拉伸塑料土工格栅，规格为35mm×35mm×3mm的镀锌钢丝网，规格为200mm×200mm×8mm的粗格镀锌钢丝网和规格为300mm×400mm×400mm的土工格室。

（1）在格梁间铺设土工格室时，先用U型钉进行固定，U型钉必须进行除锈、涂防锈沥青处理。

（2）回填改良土宜采用粘土，建议添加有机肥5%、保水剂0.8‰、粘合剂0.8～1.2‰，改良土可以根据需要适当调整，但应具有一定的防渗透能力并满足冲刷稳定的要求，回填后土体重度不宜小于16kN/m3。

（3）土工格室回填后在其上铺设镀锌钢丝网并用铁丝固定在U形钉顶端。

（4）草籽采用喷播的方式与土层喷射于坡面，喷射厚度100mm，草种土质适应性应在喷播前进行同条件培育实验。

（5）客土喷播施工所喷播植草混合料中植生土、土壤稳定剂、水泥、肥料、混合草籽和水等的配合比根据边坡坡率、地质情况和当地气候条件确定，混合草籽用量每1000m2不宜少于25kg。

（6）铺、种植被后，应适时进行洒水、施肥等养护管理，植物成活率应达到95%以上；养护用水不应含油、酸、碱、盐等有碍草木生长的成分。

（7）具体植被参考当地实际情况后，采用金森女贞和红叶石楠两种当地容易存活的植被。

（8）灌溉系统可根据需要调整灌溉喷头数量，灌溉水管可预埋在格梁下，灌溉水管可选用外径90mm，厚7.1mm的PPR管。

3.3 养护

边坡客土喷播后及时采用无纺布遮盖坡面，以避免雨水冲刷坡面和种子。同时无纺布还起到保温和保水的作用，有利于草种的成长，无纺布遮盖后采用“U”型钉进行固定。草种发芽及幼苗期，应根据天气状况适时喷水养护，以保证坡面在草种出苗前以及幼苗生长阶段始终湿润。喷水养护时必须采取雾喷的方式，以防止水量过大冲刷破坏掉客土和草籽。

图2 应用效果前后对比图

喷播结束后20-30d，对坡面植被进行检查，如发现损坏严重及生长不理想的部位，需要适时补种或补喷同规格、同品种的植被。在植被生长过程中，做好适当的施肥以及防治病虫害工作。病虫害防治应以预防为主，出苗后随时观察有无病虫害，一经发现及时喷洒农药。

3.4 应用效果评价

该边坡绿化工程于2018年5月完工，至2019年9月，经过15个月的时间，从现场植被生长情况看，边坡绿化效果良好，没有出现水土流失现象，且土工格栅和镀锌钢丝网均未出现锈蚀，设计基本达到要求，各方参建单位均表示认可。而且通过边坡绿化，防止了边坡区域生态系统退化，保护了地质环境，美化、改善了边坡所在区域自然环境，边坡绿化工程完成后可更好地与公园环境相协调，有利于当地生态环境的恢复，为当地新城镇建设提供绿色保障。应用效果前后对比照片见图2。

4 结束语

此次边坡绿化工程进一步优化了客土喷播技术，采用土工格栅和不同规格的镀锌钢丝网可以对边坡起到固土的作用，而采用在格梁间设置土工格室并回填改良土可以保障植被成长所需的土壤。该技术适宜于花岗岩地区边坡的绿化，而且绿化效果理想，植被覆盖率高达98%以上。本次花岗岩地区边坡绿化工程的成功实践，为以后类似的客土喷播绿化工程积累了宝贵的经验。