岩质边坡喷混植生护坡技术浅析

第２Ｏ卷第３期　２００６年６月　土　工　基　础　Ｓｏｉｌ　Ｅｎｇ．ａｎｄ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｖｂｌ＿２Ｏ　ＮＯ．３　Ｊｕｎ．２００６　岩质边坡喷混植生护坡技术浅析　肖芬芬，侍　倩　（武汉大学土建学院，湖北武汉４３００７２）　摘要：岩质边坡生态环境恶劣，喷混植生护坡技术通过喷射基材混和物，并用锚杆和挂网的方法固定植生基材，　在贫瘠的岩质边坡表层创造了植物生长的条件，达到对岩质边坡进行防护的目的。相对于一般的工程防护方法，　该技术能更有效地恢复岩质边坡的生态环境。　关键词：岩质边坡，防护，喷混植生　中图分类号：ＴＵ４５７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—３１５２（２００６）０３—００７９—０３　程度上保护了当地的环境，基材中的种子可选用当　１　概述　随着我国综合国力的不断增强，铁路和高速公　路建设事业蓬勃发展，各方面都取得了很大的成就。　地的野生草种，适当添加灌木或者其他草种；绿色植　物覆盖的边坡让人赏心悦目，并且可以调节路面空　气湿度；此外植物在生长的过程中需要水分，部分渗　漏水，可以通过植物的根系来吸收，防止了坡面水土　流失。　但在修路的过程中会有大量的开山挖方，改变了原　始地貌，造成沿线植被破坏、水土流失、生态失去平　衡，甚至造成山体坍塌和滑坡。随着社会的进步，人　们对生态环境保护的要求也越来越高。于是，生物　护坡的方法越来越多地运用到铁路和公路边坡的防　护中，这里主要谈谈岩质边坡喷混植生防护技术。　喷混植生护坡技术，是近年来从国外引进的一　种适用于岩质边坡的绿色防护技术，即将种子、肥　３　与土质边坡生物护坡方法的比较　土质边坡本身就有植物生长的基质一土壤，所　以对土质边坡进行护坡可以直接在坡面上植生。常　用的有如下方法：（１）铺草皮护坡；（２）撒播种子直接　植草护坡；（３）植生带护坡，植生带是采用专用机械　设备，依据特定的生产工艺，把草种、肥料、保水剂等　按一定的密度定植在可自然降解的无纺布或其它材　料上，并经过机器的滚压和针刺的复合定位工序，形　成的一定规格的产品；（４）液压喷播植草护坡，液压　料、粘结剂、土壤改良剂、种植土、保水剂和水等材料　按一定比例搅拌均匀后，用强力高压机械喷射于岩　石坡面，植物依靠基材层生长发育，形成植物护坡体　系。该技术具有边坡防护和绿化的双重功能，一般　条件下可以取代传统的边坡喷锚防护、片石防护等　圬工措施。最近几年来在边坡防护工程中，尤其是　岩质边坡的防护工程中应用较多。　喷播是将草种、木纤维、保水剂、粘合剂、肥料、染色　剂等与水的混合物通过专用喷播机喷射到预定区域　建植草坪的绿化技术；（５）三维土工网垫植被护坡，　网垫将植被和土牢固的结合在一起，形成了一个立　２与传统护坡方法的比较　传统的护坡方法多为非生物的护坡方法，基本　可以达到一劳永逸的效果，但是它的缺点也有很多：　（１）不利于排水，一旦排水措施存在问题，很有可能　导致整个坡面的破坏；（２）它要求当地要有充足的石　料来源；（３）造价较高；（４）没有环保效果，并且破坏　了当地原有的生态环境。而喷混植生技术则在很大　收稿日期：２００５—１０—１９　体的防护体系。　而岩质边坡不同于土质边坡，因其具有较强的　异质性，在进行生物防护过程中有很多不利条件：　（１）它不具备植被生长所必需的土壤环境，没有有机　质及Ｎ、Ｐ等营养元素的积累；（２）水热容量小，不　利于植物的定居；（３）有些工程建设形成的岩质边坡　坡度较大（坡比＞１：０　７５），给防护带来困难；（４）　岩质边坡受外力侵蚀现象较为明显。因此，上述适　维普资讯 http://www.cqvip.com

８０　土　工　基　础　用于土质边坡的生物防护方法在岩质边坡上是难以　实现的。喷混植生的生物防护方法解决了这些问　逆性（包括抗旱性、抗热性、抗寒性、抗贫瘠性、抗病　虫害性等）较强，可以考虑我国丰富的野生岩生植物　资源；（３）根系发达，生长迅速，能在短期内覆盖坡　面；（４）越年生或多年生；（５）如果种子易得，尽量采　题，首先它提供了植物生长的基质，基质可以根据植　物所需的营养元素来调配；其次，基材中混和的混凝　土或其他粘结剂，可以牢固的粘结在岩石坡面上，与　用当地野生草种，它们适应环境的能力强，成活容　易。采用外来草种时一定要经过严格筛选；（６）为了　坡面形成一个整体，较陡的坡面，可以增加锚杆和挂　网来固定基材；此外，适当设置排水管可以在坡面形　成良好的灌溉和防侵蚀系统。　保持生态系统的多样性和稳定性，可合理混播４～８　种植物，混播包括禾本科和豆科的植物，冷季型草和　暖季型草相结合，亦可以草灌搭配；（７）用水土保持　４喷混植生技术及工程实例　４．１边坡锚固　为了使植生基质不至于受重力作用而整体崩　塌，岩质边坡需要采取工程措施进行锚固，通常采用　锚杆和挂网相结合的方法：将锚杆埋人风钻后的锚　孔内，用水泥砂浆灌注穴孔，固定锚杆，然后挂网。　锚杆主要用来加固边坡和固定网，网则主要用　来把基材混合物与坡面岩土体紧密地连接起来，以　提供给坡面植物稳定的生长环境。边坡的结构类型　不同，锚杆与网的选型和使用期限也不同。锚杆长　度根据坡面岩体破碎情况来确定，一般为３０～６０　ｃｍ。网孔则要大于５０　ｍｍ×５０　ｍｍ，以免喷射时基　材混和物堵塞网孔。　４．２植生基材　植生基材提供植物生长的基质，并与植被共同　作用，封闭坡面，防止坡面被侵蚀。植生基材层应满　足下述条件：（１）与坡面连接紧密并且自身稳定，不　易被雨水冲刷；（２）要适合植物生长发育。因此植生　基材中粘结剂、肥料、种植土、保水剂是必不可少的。　此外，基材中还可以视具体情况添加酸度调节剂、纤　维素、土壤改良剂、稳定剂、团粒剂等材料。基材的　配比是成功的关键，良好的配比应该既具备一定的　强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，又具有足够的空隙　率和肥力以保证植物生长。周德培等根据试验研究　及工程实践建议基材混和物的配比（体积比）为绿化　基材２０　，纤维４０　，种植土４０　，其中绿化基材　是指基材混合物中的有机质、肥料、保水剂、稳定剂、　团粒剂、酸度调节剂、消毒剂等。同时指出基材混合　物的厚度同边坡类型、年平均降水量、边坡坡度有　关。一般为５～１０　ｃｍ。　４．３护坡植物选型　岩质边坡特殊的生存环境，对植物的选型提出　了很高的要求，选择植物可以遵循以下的原则：（１）　适合当地的气候条件和环境条件（坡率、朝向、岩石　种类等），坡率过大时可在坡底栽种攀援植物；（２）抗　植物作为先锋植物，让它们迅速覆盖坡面，防止水土　流失。　４．４施工流程　清理坡面一挂铁丝网一风钻锚杆孔一灌浆　固定锚杆一锚杆固网一设置排水管一按比例混　和搅拌材料一高压机械喷射混和植生基材一铺　设无纺布一喷水养护。喷混植生护坡后的构造如　图１所示。　图１喷混檀生护坡技术构造示意图　４．５工程实例　某铁路ＤＫ３３５＋４００～ＤＫ３３５＋８３０段路堑边　坡采用喷混植生技术护坡。防护工程于２００１年１１　～１２月施工完成。该工点地处亚热带湿润气候，四　季分明，雨水较充足，夏季雨量大，空气湿度大，冬季　气候温和，年平均降水量１４０３　ｍｍ，最高月平均气　温为３２℃，最低月平均气温为５℃。路堑边坡地层　为强～弱风化泥质砂岩夹砾岩，边坡坡率１：１．２５，　坡高达１２－－－２２　ｍ。以２×２　ｍ间隔设置　２０锚杆，　挂镀锌铁丝网；按３×３　ｍ间隔设置排水管，用以排　出地层内多余地下水，并为植物生长提供水分。喷　混植生基材层采用种植土、有机肥、复合肥、水泥、　ＰＨ缓解剂、保水剂、水等材料搅拌混和，厚度８～１０　ｃｍ。针对当地气候条件和施工季节，选用黑麦草、　早熟禾、百喜草、当地狗牙根草和其他当地野生草种　作为种植材料，这四种草种的特征见表１。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　肖芬芬等：岩质边坡喷混植生护坡技术浅析　８１　施工完成后４天喷播的冷季型草陆续发芽生　长，一个月基本成坪，三个月后暖季型草陆续发芽生　参　考　文　献　长，逐渐替代冷季型草坪，取得了较好的边坡防护效　果，满足设计要求。　［１］　周颖，曹映泓等．喷混植生技术在高速公路岩石边坡防护和绿　化中的应用［Ｊ］．岩土力学，２００１．９　５　结语　Ｅ２］　李燕君，刘宜海．边坡生态防护工程现状与可持续发展的探讨　［Ｊ］．中国交通，２００５．３　［３］　李绍才，孙海龙．中国岩石边坡植被护坡技术现状及发展趋势　岩质边坡的生态条件很差，因此配制植物赖以　［Ｊ］．资源科学，２００４．８　生长的基材和选择能适应岩质边坡贫瘠环境的植物　［４］　刘本同，钱华，何志华等．我国岩石边坡植被修复技术现状和展　群落是喷混植生护坡技术研究中的两个关键问题。　望［Ｊ］．浙江林业科技，２００４．５（３）　在配制基材时可以充分利用当地资源和废弃物，并　［５］　周德培，张俊云．植被护坡工程技术［Ｍ］．北京：人民交通出版　社，２００１　且实现产业化生产。欧美等发达国家很早就将生态　［６］　李西，罗承德，陈其兵．岩石边坡植被护坡植物选择初探［Ｊ］．　保护和生态恢复措施纳入了高速公路和铁路等工程　中国园林，２００４．９　建设中，随着我国铁路和公路建设的迅速发展以及　［７］　魏彤云，王春俊，谭智渊．生物防护在高速公路上的应用［Ｊ］．湖　环保意识的增强，喷混植生的技术也将会更广泛地　北林业科技，２００４（２）　运用于岩质边坡的防护中，在边坡的生态恢复、环境　［８］　欧阳底梅，董闻达．“多用型”水土保持植物一百喜草［Ｊ］．草原　与草坪，２０００（２）　保护、水土保持等方面发挥重要的作用。　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ‘‘ＯＮ’’Ｓｐｒａｙ　Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｒｏｃｋｙ　Ｓｌｏｐｅ　ＸＩＡＯ　Ｆｅｎ　ｆｅｎ，ＳＨＩ　Ｑｉａｎ　（Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖ．，Ｗｈｕｈａｎ　４３００７２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｅｎｖｔｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋｙ　ｓｌｏｐｅ　ｉｓ　ｗｒｅｔｃｈｅｄ．ｔｈｅ“ｏｎ”ｓｐａｙ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｒｅａｔｅｓ　ａｎ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｐｒａｙｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｕｓｉｎｇ　ｒｏｃｋｂｏｌｔｓ　ａｎｄ　ｗｉｒｅ　ｎｅｔｔｉｎｇ　ｔｏ　ｒｉｖｅｔ　ｔｈｅ　ｍｉｘｔｕｒｅ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋｙ　ｓｌｏｐｅ．Ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｒｅｓｕｍｅ　ｔｈｅ　ｅｎｖｔｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋｙ　ｓｌｏｐｅ　ｍｏｒｅ　ｅｆｆｅｃ—　ｔｉｖｅｌｙ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｒｏｃｋｙ　ｓｌｏｐｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ，ｔｈｅ“ｏｎ’’ｓｐａｙ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ