馬海兵
(呂梁環(huán)城高速公路建設(shè)管理處,山西 呂梁033000)
呂梁環(huán)城高速公路位于山西省呂梁市所轄離石區(qū)及方山縣境內(nèi),是山西省“三縱十二橫十二環(huán)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的重要一環(huán)。路線全長38.188 km,雙向四車道,路基寬度26 m,設(shè)計時速80 km/h。本項目位于呂梁北部山區(qū)半干旱大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,差異懸殊。春季干燥,雨少風(fēng)多;夏季炎熱,雨量集中;秋季涼爽,氣候宜人;冬季寒冷,降雪偏少。年平均氣溫8℃、9℃左右。8、9月份降雨較多,小范圍滑坡、濕陷性黃土塌陷等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。沿線地貌有黃土梁、峁及基巖山坡、沖溝等,黃土塌陷、落水洞較發(fā)育,主溝底部多出露上第三系上新統(tǒng)(N2)黏性土,地表覆蓋第四系上系統(tǒng)(Q3)、中新統(tǒng)(Q2)黃土厚15~65 m。沿線高填深挖路段較多,最大填土高度40.9 m,最大挖方深度79.7 m。施工給原地貌及植被造成破壞嚴(yán)重,防護(hù)工程難度較大,尤其是K17+050段和K19+520段邊坡坡角均在60°以上。針對這種情況,結(jié)合工程的實際,經(jīng)過多方考察篩選和論證,最終研究出了噴播基材新技術(shù),對該路段進(jìn)行了強(qiáng)制綠化,取得了成功。
噴播基材技術(shù)是以生物學(xué)理論和工程力學(xué)為依據(jù),采用團(tuán)粒劑將客土(生育基礎(chǔ)材料)形成團(tuán)?;Y(jié)構(gòu),將緩效性肥料、草籽種子等按一定配比,攪拌均勻后加入噴播設(shè)備中,通過泵、壓縮空氣噴射到坡面上形成連續(xù)空隙的硬化體,具有一定厚度的耐雨水、牢固透氣,與自然表土相似或者更好的土壤結(jié)構(gòu)。種子可以在空隙中發(fā)芽、生長,以達(dá)到恢復(fù)植被、保護(hù)環(huán)境的目的,實現(xiàn)邊坡防護(hù)和景觀綠化的完美結(jié)合。
工藝流程:施工準(zhǔn)備→施工放樣→平整坡面(含坡面處理)→開挖溝槽→鋪網(wǎng)、釘網(wǎng)→噴播基材→噴植物種子及營養(yǎng)液→養(yǎng)護(hù)→植物自然生長。
本項目采用人工清除雜物,填筑沖溝,確保坡面整體平整,為鋪平鐵絲網(wǎng)打好基礎(chǔ)。施工前2 m范圍內(nèi)坡面的凹凸度平均為±20 cm,最大不超過±30 cm。
測量放線人員使用水平儀及卷尺按照縱橫間距2 m放點,確定主錨桿的鉆孔位置,然后在相鄰的主錨桿之中點上插補(bǔ)輔助錨桿的點位。
本工程采用高棱形鍍鋅鐵絲網(wǎng),鐵絲網(wǎng)規(guī)格為14號;網(wǎng)孔規(guī)格為5 cm×5 cm;網(wǎng)寬規(guī)格為200 cm。將高棱形鍍鋅鐵絲網(wǎng)向坡頂上方延伸60 cm以上,用錨釘固定。
在較陡邊坡上,沿坡頂線以每米1枚設(shè)置主錨釘,與鐵絲牢固連接。主錨釘采用φ16鋼筋,長300~350 mm(可根據(jù)邊坡實際情況作相應(yīng)調(diào)整),其他錨釘采用“L”型φ6~φ8的鋼筋(土質(zhì)邊坡用木樁加固,根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定木樁大小),鋼錨釘長度為150~200 mm。“L”型錨釘按間距50 cm×50 cm設(shè)置。在鋪面網(wǎng)搭接處布置一行,間距1.0 m,在坡面其余位置,每平方米不少于3個“L”型錨釘,呈梅花型布置。對于個別不平順的坡面須增設(shè)“L”型錨釘,確保鋪網(wǎng)貼附坡面。對回填堆積區(qū)的加固采用φ30~φ40,長300~400 mm的木樁或錨釘進(jìn)行加固。釘網(wǎng)大樣如圖1所示。
圖1 釘網(wǎng)大樣圖(單位:cm)
材料的混合組成有:巖石綠化料、當(dāng)?shù)赝亮?、有機(jī)復(fù)合肥、纖維等。
將原料按照一定配比放入攪拌機(jī)拌合均勻,其中有機(jī)復(fù)合肥、纖維加入比例后視采用原料的養(yǎng)分、巖石類型及現(xiàn)場土壤的含水量而調(diào)整。
本工程施工噴播時采用噴播機(jī),將噴播基材混合物噴到施工坡面上。噴射的角度盡可能從正面進(jìn)行,按照從上到下、從左到右順序操作,盡量避免仰噴,凸凹部要注意不能漏噴,不能留死角。噴播到最后一遍時,將種植土、紙漿或者木纖維、保水劑、黏合劑、草種攪拌均勻后,噴灑到施工坡面上,厚度在10 cm左右。
噴播結(jié)束后,采用高分子聚合物制成的無紡布由上至下覆蓋施工后的坡面,有利于保濕、防沖刷。無紡布密度要求15~18 g/m2。噴射工藝流程圖如圖2所示。
圖2 噴射工藝流程圖
工程施工結(jié)束以后對植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù),在種子從出芽至幼苗的生長期間,應(yīng)該加蓋無紡,30~45 d后開始揭布,在此期間必須澆水養(yǎng)護(hù),保持土壤濕潤。幼苗期應(yīng)每隔1~3 d的早晨澆一次水(根據(jù)不同的情況,如果在炎熱的夏季可以早晚各澆一次水),澆水時應(yīng)采用水滴霧化的方法進(jìn)行(如果有條件可以安裝霧化噴頭),生長期隨著植物的生長可逐漸減少澆水的次數(shù),并根據(jù)天氣降水情況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在草坪逐漸生長的過程當(dāng)中,根據(jù)情況對草坪適時施加肥料和對草坪進(jìn)行防治病蟲病害,施加肥料時應(yīng)堅持“多次少量”的原則。噴播完一個月以后,對草坪應(yīng)該全面檢查植草生長的情況,對其生長明顯不均勻的位置加以補(bǔ)播。
a)技術(shù)領(lǐng)先。傳統(tǒng)方法,是對邊坡及臺階面進(jìn)行漿砌防護(hù)、植草處理。這種修復(fù)方法工期長、工程量大,人工痕跡明顯。噴播基材技術(shù)致力于“以自然的方式恢復(fù)自然”,把邊坡修復(fù)上升為恢復(fù)。實現(xiàn)了噴播基材以灌木為主、鄉(xiāng)土植物優(yōu)先、地貌分級復(fù)制自然、兼顧景觀效應(yīng)的目標(biāo)。通過綠色錨桿、植物多樣性等工作手段,達(dá)到了1~2年免養(yǎng)護(hù)、逐漸恢復(fù)為原貌的技術(shù)水平。
b)見效迅速。噴播基材技術(shù)是根據(jù)整治坡面地質(zhì)情況及風(fēng)向、雨水徑流、植被調(diào)查等情況,先因地制宜制定恢復(fù)方案。在清除地質(zhì)災(zāi)害隱患后,立即進(jìn)行噴播作業(yè),優(yōu)先采用鄉(xiāng)地物種,重點選擇適宜作為“綠色錨桿”的物種,其根系發(fā)達(dá),生命力強(qiáng),像錨桿一樣扎根于巖土中吸取必需的養(yǎng)份。噴播結(jié)束后2~3個月即可見綠,一年后灌木開始生長,植物生態(tài)群落初見成效,1~2年實現(xiàn)免養(yǎng)護(hù)。噴播作業(yè)基本不受季節(jié)影響,春、夏、秋三季均可施工,工期短,見效迅速。
c)效果明顯。實施噴播后,隨著時間延展,木本植物根系扎入巖土縫隙,織成龐大的網(wǎng),促進(jìn)坡體穩(wěn)定的同時,綠化效果明顯,綠化率90%以上(不含景觀裸露),木本植物覆蓋率達(dá)到65%~80%,冬季綠度15%~50%。植物恢復(fù)自然生態(tài),與山體融為一體。
通過“噴播基材技術(shù)”達(dá)到土體穩(wěn)定,恢復(fù)生態(tài)的目標(biāo)。施工一年內(nèi)效果,如圖3、圖4所示。
圖3 兩個月后效果
圖4 8個月后效果
基材噴播3~20 d,草種樹種逐步發(fā)芽,邊坡逐步變綠,30~60 d成坪;植被蓋度不低于60%,施工結(jié)束一年后,邊坡綠化以樹為主,草坪等為輔。三季常綠,冬季半綠。樹高草低,達(dá)到立體綠化效果雛形?;具_(dá)到了生態(tài)恢復(fù)效果,植被蓋度95%(景觀裸露除外);施工結(jié)束兩年以后,植被蓋度99%以上,無需人工養(yǎng)護(hù)。
噴播基材新技術(shù)施工工藝簡單、施工方便、機(jī)械化程度高,生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著。該技術(shù)適用于邊坡比較穩(wěn)定,但坡面比較陡的路堤與路基。噴播基材新技術(shù)相對比較成熟、造價相對較低、效果相對較好,在我國山區(qū)公路上可以得到廣泛應(yīng)用。