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巖石邊坡在公路工程中十分常見。這種邊坡一般陡峭,無植生條件,僅靠自然力量很難恢復(fù)原有生態(tài)平衡。裸露的巖石邊坡會(huì)帶來一系列問題,如食物鏈的破壞、局部小氣候惡化等,同時(shí)公路沿線的巖石邊坡還會(huì)因其表面顏色灰暗、單調(diào)而造成視覺污染。采取工程措施,在邊坡穩(wěn)定的前提下,盡快讓巖石邊坡披上綠裝,是減輕生態(tài)惡化、美化環(huán)境的需要。以植被混凝土綠化法為,探討了挖方巖石邊坡綠化方法及其選擇,以供參考。
　　
1挖方巖石邊坡常規(guī)綠化方法
　　挖方巖石邊坡綠化要解決的難題是如何在陡峭的坡面上固定植生條件,即客土,為植物提供水、肥,且能經(jīng)受風(fēng)吹雨打。挖方巖石邊坡綠化常規(guī)方法的類型,按固定植生條件的方法不同,可分為客土植生帶綠化法、纖維綠化法、框格客土綠化法等;按所用植物不同,可分為草本植物綠化、藤本植物綠化、草灌混合綠化、草卉混合綠化等。
　　客土植生帶綠化法是指人工制作一定寬度和厚度的帶狀物,其剖面結(jié)構(gòu)一般為防護(hù)網(wǎng)+防水纖維層+種子、肥料、土壤、改良劑、保水劑+無紡布(從上而下)。施工時(shí)先清理邊坡,再按一定間距鋪設(shè)植生帶,用鐵絲等將其固定在邊坡上,后噴射一定厚度含肥料的泥土。覆蓋無紡布或薄膜,植物種子長出覆蓋坡面后除去。對(duì)于軟邊坡可掛網(wǎng)。該工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,但不具備護(hù)坡功能,坡面經(jīng)受不起大雨或長時(shí)間降雨的沖刷,也不耐干旱,綠化效果差。
　　框格客土綠化法是指先在邊坡上用預(yù)制框格或用石料、混凝土砌筑框格,再在框格內(nèi)置土種植綠化植物。由于巖石邊坡迎水面積小,漿砌框格一般不設(shè)排水溝。為防止雨水沖刷土壤,可在其上覆蓋稻草簾。該法成本低、工藝簡(jiǎn)單、綠化效果好,但對(duì)邊坡的防護(hù)作用小,只適用于坡度小于30°的邊坡。
　　
2植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)
　　植被混凝土是采用特定的混凝土配方和種子配方,對(duì)巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化的新技術(shù)。它是涉及巖石工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、硅酸鹽化學(xué)、園藝學(xué)和環(huán)境生態(tài)等多學(xué)科的綜合環(huán)保技術(shù)。植被混凝土根據(jù)邊坡地理位置、邊坡角度、巖石性質(zhì)、綠化要求等來確定水泥、土、腐植質(zhì)、保水劑、混凝土綠化添加劑及混合植綠種子的組成比例?；旌现簿G種子是采用冷季型草種和暖季型草種根據(jù)生物生長特性混合優(yōu)選而成的。植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)可以一勞永逸地解決巖坡防護(hù)與綠化問題。
　　
2.1材料選擇及其功能
　　防護(hù)網(wǎng)可用塑料、鐵絲、鋼筋,網(wǎng)度和選材應(yīng)根據(jù)邊坡的防護(hù)要求和特征而定。防護(hù)網(wǎng)的功能為與錨桿一同護(hù)坡,同時(shí)構(gòu)成植被混凝土的“骨架”,增強(qiáng)其整體性,防止其從坡面脫落。膠結(jié)材料,一般用425#水泥,它使植被混凝土拌合物具有黏聚性,使植被混凝土具有強(qiáng)度。植生土選用砂壤土,其具有良好的水、養(yǎng)、氣、熱狀況和協(xié)調(diào)能力,適于植物生長,在植被混凝土中,砂壤土是主要部分,是植被混凝土的“肌肉”[1,2]。有機(jī)質(zhì)一般使用稻殼、鋸末等,可以增加混凝土拌合物的流動(dòng)性,便于施工;其腐爛后,為植物提供氮、磷、鉀等養(yǎng)分,同時(shí)增加植被混凝土的空隙率。腐植質(zhì)為稻殼、鋸末、酒糟經(jīng)腐爛制得,它能改善植被混凝土的物理性質(zhì),協(xié)調(diào)水、氣、熱狀況和化學(xué)性質(zhì),增強(qiáng)保肥性與緩沖性能,同時(shí)向植被混凝土中引入大量微生物,并和植物根系一起,使植被混凝土逐漸變成適于植物生長的土壤。長效肥是為植物生長提供長期效力的復(fù)合肥,一般采用尿素、生物肥、化學(xué)復(fù)合肥。保水劑的作用是水分豐裕時(shí)吸收水分,天氣干燥時(shí)為植物提供水分,一般采用的粒度為100目。
　　
2.2植被混凝土的配方
　　確定植被混凝土的配方需考慮以下幾個(gè)因素:一是要拌合物具有良好的黏聚性、流動(dòng)性及易施工性。二是植被混凝土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于15kPa,即能經(jīng)受風(fēng)吹雨打而不脫落。三是植被混凝土應(yīng)具有合適的容重及孔隙率,具體地講孔隙率在50%～65%(體積比),容重在1.3～1.7g/cm3,這樣的結(jié)構(gòu)有利于植物生長。四是植被混凝土應(yīng)有良好的植生條件,水肥供應(yīng)良好,能植物多年的養(yǎng)分供應(yīng)(植被混凝土能長期供應(yīng)養(yǎng)料,植物也能自己補(bǔ)給,如枯葉及草根腐爛、細(xì)菌固氮等)。
　　膠結(jié)材料、植生土、有機(jī)質(zhì)、腐植質(zhì)的總重量占植被混凝土的重量80%左右,因此它們決定植被混凝土的主要性質(zhì)。水泥是影響強(qiáng)度、和易性的決定因素,試驗(yàn)表明,水泥用量大于10%(重量比,下同)時(shí),就能植被混凝土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低15kPa。水泥用量一般不超過25%。有機(jī)質(zhì)、腐植質(zhì)合稱有機(jī)物,它們的含量對(duì)植被混凝土的物理性質(zhì),即強(qiáng)度、容重及孔隙率、水肥供應(yīng)有重大影響。其含量越大,容重越小,孔隙率越大,強(qiáng)度越低。有機(jī)物的含量過大會(huì)造成植被混凝土的強(qiáng)度偏小,而孔隙率過大則不利于保持水分,同時(shí)還會(huì)降低拌合物的黏聚性,噴射施工時(shí)會(huì)增加回彈損失。實(shí)踐表明,有機(jī)物適宜的含量為8%～16%。砼綠化添加劑含量一般不大于2%。含量過大會(huì)增加成本,過少不能營造出植物所需的生長基質(zhì)。多個(gè)工程實(shí)踐表明,砼綠化添加劑只要配方科學(xué)合理,其含量在1%～2%便能很好地滿足植物需求。
　　
2.3具體操作方法
　　植被混凝土邊坡防護(hù)綠化技術(shù)具體操作方法是:先在巖體上布鐵絲或塑料網(wǎng),并用錨釘和錨桿固定。將植被混凝土原料攪拌后由常規(guī)噴錨設(shè)備噴射到巖石坡面,形成近10cm厚的植被混凝土。噴射完畢后,覆蓋1層無紡布防曬保墑,水泥使植被混凝土形成具有一定強(qiáng)度的防護(hù)層。經(jīng)過一段時(shí)間灑水養(yǎng)護(hù),青草就會(huì)覆蓋坡面,揭去無紡布,茂密的青草自然生長。
　　
2.4挖方巖石邊坡的卸荷及綠化時(shí)機(jī)
　　巖石邊坡的開挖過程,從力學(xué)本質(zhì)上說就是卸荷。特別是深挖高邊坡,地應(yīng)力釋放量大,卸荷量級(jí)高,卸荷范圍寬,伴隨卸荷,邊坡產(chǎn)生卸荷裂隙和卸荷變形,有些開挖邊坡的卸荷水平變形達(dá)到了米級(jí),不可忽視。運(yùn)用巖體力學(xué)理論,確定邊坡防護(hù)的方法和時(shí)機(jī),同時(shí)在開挖邊坡上設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)邊坡的變形趨勢(shì),為確定邊坡的支護(hù)和綠化選擇合適時(shí)機(jī)提供依據(jù)[3]。此外,巖石邊坡開挖過程,改變或破壞了原有的水、地、氣循環(huán)系統(tǒng),這種改變或破壞循環(huán)系統(tǒng),將隨著裸露巖石的風(fēng)吹曝曬時(shí)間的增加而加劇[4]。因此,采用邊開挖邊支護(hù)邊綠化,對(duì)巖石邊坡防護(hù)質(zhì)量、綠化效果都有十分關(guān)鍵的作用。
　　
3巖石邊坡綠化實(shí)例分析
　　
3.1地質(zhì)與氣候概況
　　水下公路巖石高邊坡位于新水下公路(78省道)改造工程,坡高處達(dá)80m,傾角70～80°,邊坡走向40°,該邊坡段出露巖層為中寒武統(tǒng)黑石溝組第1段,其巖性為中厚層含泥質(zhì)微晶白云巖,灰?guī)r夾薄層、極薄層泥質(zhì)微晶白云巖,粒砂質(zhì)微晶白云巖,少量鮞狀亮晶灰?guī)r和硅質(zhì)巖。巖溶不發(fā)育,為相對(duì)隔水層。巖層走向290°左右,傾向西南(傾向上游偏右岸),傾角40°左右。坡面中部有1個(gè)斷層,走向近于南北,傾向西北,傾角80°,為方解石及方解石膠結(jié)的角礫巖填充。巖石基巖構(gòu)造裂隙較發(fā)育,走向23～32°,傾向以西北為主,傾角為50～90°,寬3～8m,寬40m,長一般為10～30m,少量只有幾米,均為方解石填充,膠結(jié)良好。構(gòu)造裂隙均為高傾角張性裂隙,其發(fā)育間距一般為0.4～1.5m,線密度達(dá)5～8條/m,大線裂隙3.2%～5.0%,面裂隙率9.94%。蒼南縣屬亞熱帶氣候,年平均降雨量1 768.9mm,平均氣溫18.1℃。
　　
3.2綠化方法選擇
　　按前述邊坡分類方法,考察邊坡地質(zhì)狀況,新水下公路改造工程巖石高邊坡屬于穩(wěn)定、干燥、破裂邊坡,圍巖呈弱堿性,局部有水軟性泥質(zhì)灰?guī)r和白云巖。邊坡雖然不會(huì)發(fā)生大面積滑坡,但因風(fēng)化,局部會(huì)形成滾石?？紤]到交通安全,邊坡進(jìn)行防護(hù)處理。同時(shí),新水下公路改造工程因其環(huán)境幽雅,具備旅游價(jià)值。因此,邊坡需綠化。綜合以上因素,選用植被混凝土綠化法。
　　
3.3施工
　　施工季節(jié)為冬季。先清理坡面,去除雜物,在邊坡上用手風(fēng)鉆鉆孔,孔距8m×8m,孔深5m,孔徑Φ18cm。插入深7m,Φ12cm螺紋鋼,用注漿機(jī)注入1∶1膨脹水泥漿固定錨桿。在錨桿上固定50cm×50cm間距的Φ6cm鐵絲網(wǎng)。將425#水泥、生植土、腐植質(zhì)、長效肥保水劑、砼綠化添加劑按重量比12%∶74%∶12%∶1%∶1%充分拌合,形成植被混凝土干料。草種為狗芽根、節(jié)水草、羊胡子草的混合,重量比為20%∶60%∶20%,用量為50g/m2。有機(jī)質(zhì)、腐植質(zhì)為鋸末、稻殼及其制品,生植土為干砂壤土。用砼噴射設(shè)備噴射植被混凝土,分2層噴射,基層厚度為9cm,面層厚度為1cm。面層噴射時(shí)加入草種,噴射完畢后,用地膜覆蓋。灑水養(yǎng)護(hù)1個(gè)月,待草覆蓋坡面揭開地膜即可。
　　
3.4綠化效果評(píng)價(jià)
　　水下公路巖石高邊坡噴射施工后6d,草種發(fā)芽破土,30d后,80%坡面覆蓋青草,草長勢(shì)喜人。2個(gè)月后,青草濃密茂盛,覆蓋坡面,隨后經(jīng)歷春季幾場(chǎng)大雨和4～5月連續(xù)20d以上梅雨的沖洗,邊坡未出現(xiàn)植被混凝土脫落,達(dá)到邊坡防護(hù)和綠化要求。
　　

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