■傅芝蘭

（南平市公路局武夷山分局，武夷山 354300）

1 引言

近20年來，福建省普通公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速，為提升公路設(shè)施抗災(zāi)、抗毀能力，2007年以來全省普通公路開始實施邊坡防護工程。邊坡防護從單一的擋土墻、護面墻、骨架護坡發(fā)展到預(yù)應(yīng)力錨索框架、SNS柔性鋼絲掛網(wǎng)、掛網(wǎng)錨噴等，邊坡防護技術(shù)日益成熟。近年邊坡防護技術(shù)朝生態(tài)恢復(fù)方向發(fā)展，目前的邊坡生態(tài)恢復(fù)護坡技術(shù)主要分為四大類：工程護坡、化學護坡、排水構(gòu)造物護坡及乳化瀝青護坡。工程護坡包括植被毯護坡、植被混凝土護坡、CS混合纖維護坡；化學護坡通常采用W-OH、JCDK-1及PAM；排水構(gòu)造物護坡方案采用樹枝狀多孔無砂混凝土支護排水防護；乳化瀝青護坡即為EA護坡。生態(tài)坡面防護技術(shù)研究的推廣，對生態(tài)環(huán)境的改善具有重大意義。下面以S303武夷山路段生態(tài)坡面防護工程實例來探討該技術(shù)的應(yīng)用及效果。

2 工程概況

武夷山地處福建省北部山區(qū)，境內(nèi)花崗巖殘積土路塹邊坡眾多，在海拔高山區(qū)邊坡土質(zhì)為砂性土質(zhì)，部分路段還存在土夾石邊坡。年平均溫度最低的11月至2月，最低氣溫可達到-10℃，受低溫冰凍影響，邊坡表層經(jīng)常大面積剝落，掩埋綠化帶、淤埋邊溝、巖石滾落至路面，嚴重影響道路通暢及運營安全，增加維護成本，如圖1所示。省道303線K362+000～K367+950分水關(guān)段地處高海拔區(qū)，這種大量殘積土邊坡淺層溜塌現(xiàn)象尤其嚴重。冬季，該路段的溫度通常都會達到零度以下，濕度大，邊坡土壤含水率較高，低溫下表層結(jié)晶形成小冰柱產(chǎn)生凍脹，在經(jīng)歷多次凍融循環(huán)后，普通石砌邊坡則界面處的強度會大大降低，而自然邊坡則造成淺層水土流失，通過風化作用后再遇到遇水而導致邊坡表層脫落、剝皮等凍脹病害出現(xiàn)。由于邊坡表層長期暴露、潮濕等原因而形成的苔蘚等薄層植被，使表層土通過微小根系連接成整體，從而使得表層形成整片剝落，嚴重影響道路交通安全。

圖1 邊坡凍害資料圖

為解決分水關(guān)路段常年凍土災(zāi)害，有效治理凍土邊坡防治和青山掛白，自2015年8月起，在福建省南平市公路局指導下，武夷山公路分局聯(lián)合福州大學師生成立凍土邊坡防治課題小組，在該路段設(shè)立三個氣象觀測點，定期采集氣象數(shù)據(jù)和邊坡土樣分析土壤成份。通過數(shù)據(jù)采集分析比對后，決定采用生態(tài)防護技術(shù)解決邊坡凍害現(xiàn)象，并采用JCDK-1固化劑護坡、樹枝無砂混凝土支護排水護坡、乳化瀝青表層護坡方案，在武夷山分水關(guān)路段（S303線K366+650處）進行了試點工作，研究JCDK-1固化劑護坡、樹枝無砂混凝土支護排水護坡等防治措施的工程應(yīng)用效果。

3 生態(tài)坡面防護技術(shù)要點

3.1 JCDK-1固化劑護坡

（1）技術(shù)原理及適用范圍

JCDK-1固化劑是一種綠色環(huán)保土壤改良劑，以天然礦物為主原料，具有保水、保肥、透氣的優(yōu)良性，能固化土壤和污泥，促進植被生長、防止水土流失，并且封閉分解污泥中的重金屬。JCDK-1固化劑特別適用于整體較為穩(wěn)定，但局部破碎及易于沖刷流失的公路邊坡。目前可以替代對此類公路邊坡采取的工程加固防護、排水和綠化方面的措施，具有顯著的環(huán)保意義及經(jīng)濟效益。適用于土壤貧瘠、坡度較陡的土質(zhì)邊坡。JCDK-1固化劑護坡采用的施工方法分為三種：干式噴射法、濕式噴射法、攪拌鋪設(shè)法施工。

（2）施工技術(shù)方案

試驗點位于省道S303線K366+650左側(cè)，噴射面積為 100m2，坡度為 1∶0.75；施工所需材料有草種、肥料、土體、水、化學藥劑。采用濕式噴射施工法分三次噴灑。施工工藝如下：

①坡面整平：首先對坡面進行整平處理，將表層的浮土清理干凈，清理后對坡面進行拉橫溝處理，以便客土能更好的粘合坡面。

②掛鐵絲網(wǎng)：在清理干凈的坡面上掛鐵絲網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)的孔徑為5cm×5cm；每隔2m打入鉚釘固定，鉚釘長度為1m、直徑16mm的螺紋鋼筋；在用U型釘固定鐵絲網(wǎng)的搭接處、翹起處，U型釘長20cm，彎角處長6cm。

③第一層噴灑：將1噸的水、2.6噸的過篩土壤及50kg的肥料，裝進噴播車中充分攪拌，最后放入5kg的固化劑，然后迅速噴灑出去，噴灑厚度為1～2cm。固化劑、水、土壤比例為 1∶200∶520。

④第二層噴灑：待第一層干燥一段時間后按同樣比例進行第二層噴灑，防止固化層開裂。噴灑厚度為1～2cm。

⑤第三層噴灑：待第二層稍微固結(jié)，在同樣比例的混合液中加進草種，進行第三層噴灑，噴灑厚度為1～2cm；三層噴灑總厚度在4～6cm。

⑥養(yǎng)護：噴灑完成后覆蓋無紡布，間隔3d灑水養(yǎng)護一次，養(yǎng)護期為14天。施工后現(xiàn)場效果圖如圖2。

圖2 JCDK-1固化劑護坡施工后現(xiàn)場圖

3.2 樹枝狀無砂混凝土支護排水護坡技術(shù)

（1）技術(shù)原理及適用范圍

樹枝狀無砂混凝土護坡其原理是將地表排水系統(tǒng)與自然生態(tài)發(fā)展相結(jié)合，利用無砂混凝土的特性而形成一種可持續(xù)性排水系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)的特點是利用自然方式而非渠道來排除雨水，在此排水系統(tǒng)中讓雨水就地下滲，并延長排水時間，可達到減少雨洪峰量和凈化雨水徑流的效果，同時補給地下水。無砂混凝土具有一定強度，可以對邊坡起到骨架支撐作用，保證邊坡強度，能有效防止溜坡滑坍等災(zāi)害，同時兼顧排水性能與護坡作用。適用于坡度較緩的土質(zhì)邊坡及少量巖質(zhì)邊坡。

（2）施工技術(shù)方案

試驗點位于省道S303線 K366+500右側(cè)，坡率為1∶1，該坡面的土質(zhì)為砂包土，土質(zhì)較為松軟，雨水沖刷較易產(chǎn)生溜坡，特別是冬季坡面含水率高，坡面結(jié)冰造成坡面剝落情況嚴重，影響道路交通及水土流失。施工工藝如下：

①挖溝槽：首先沿坡面設(shè)定排水溝槽，開挖寬度為0.5m、深度為0.3m的樹干部分溝槽，每隔15m開挖一道。接著開挖坡度為1∶1、寬度為0.3m、深度為0.3m的枝干溝槽。枝干與樹干的夾角為45°，挖出樹枝狀排水溝。

②鋪設(shè)防水土工布：將土工布鋪設(shè)于挖好的樹干、枝干溝槽的底部及下側(cè)邊，并進行固定。

③模板安裝：分段進行模板安裝并進行加固。

④澆筑無砂混凝土：選取中等粒徑（10～20mm）、顆粒均勻的碎石，以石灰∶水∶粗骨=1∶0.45∶9 的配比進行混凝土拌制，并分段進行澆筑。

⑤混凝土養(yǎng)生：定期對混凝土進行養(yǎng)護，待混凝土達到一定強度后拆除模板。

⑥枝干覆蓋：噴播前用無紡布覆蓋枝干，避免客土噴播時堵塞混凝土排水孔隙。

⑦客土噴播：將土壤、肥料、保水劑、粘合劑、水在噴播車中按一定比例混合，待混合均勻后進行第一層噴播，噴播厚度為2cm；第一層噴播完成后掛設(shè)纖維網(wǎng)并進行固定，再進行第二層客土噴播。第二層噴播時加入草種，噴播厚度為2cm。

⑧養(yǎng)護：噴播完成后覆蓋無紡布，7d之內(nèi)早晚灑水養(yǎng)護二次，7d之后每日灑水養(yǎng)護一次，養(yǎng)護期為14d。施工后現(xiàn)場效果圖如圖3。

圖3 樹枝狀排水客土噴播護坡施工后現(xiàn)場圖

3.3 乳化瀝青護坡技術(shù)

（1）技術(shù)原理及適用范圍

乳化瀝青是一種土壤結(jié)構(gòu)改良劑，在土壤表層上直接噴灑陰離子或陽離子乳化瀝青，能使土壤形成團粒，有助于保留土壤的水分，改善土壤的熱保溫性，減少水土流失，并保護種子不受風雨侵蝕和鳥獸食用。乳化瀝青噴灑到坡面后，易形成連續(xù)的黑色覆蓋膜，抑制土壤水分的蒸發(fā)損失，容易吸收太陽熱，使地溫升高，起到保墑作用，對于改善生態(tài)環(huán)境具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。通常適用于坡度較緩的土質(zhì)邊坡。

（2）施工技術(shù)方案

試驗點位于省道S303線K366+650左側(cè)，護坡面積為 100m2，坡度為 1∶0.75；試驗所需材料為：乳化瀝青、土、草種、肥料、保水劑、粘合劑、水。施工工藝如下：

①坡面清理準備：清理坡面表層浮土，在坡面上拉橫溝以便客土噴播的土壤更好的與坡面粘合。

②掛鐵絲網(wǎng)：在清理干凈的坡面上掛鐵絲網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)的孔徑5cm×5cm；每隔2m打入鉚釘固定，鉚釘長度為1m、直徑16mm的螺紋鋼筋；在用U型釘固定鐵絲網(wǎng)的搭接處、翹起處，U型釘長20cm，彎角處長6cm。

③客土噴播：將保水劑、粘合劑、肥料、水和過篩的土壤按 1∶1∶25∶1000∶2400 的比例在噴播車中混合，待混合均勻后進行第一層噴灑，噴灑厚度為2cm；第二層噴灑加入草種，噴灑厚度為2cm。

④噴灑乳化瀝青：客土噴播完成后，待坡面稍微干燥，用電動噴壺噴灑乳化瀝青，乳化瀝青按照1∶5的比例稀釋，用過濾網(wǎng)過濾后倒入噴壺中，并迅速均勻噴灑于坡面表層，噴灑要在10～15℃以上進行。

⑤養(yǎng)護：噴灑完成后覆蓋無紡布，間隔3d灑水養(yǎng)護一次，養(yǎng)護期為14d。施工后現(xiàn)場效果圖如圖4。

圖4 乳化瀝青護坡施工后現(xiàn)場圖

4 試驗段前后效果比對

根據(jù)試驗初步結(jié)果來看（如圖5～圖7），JCDK-1固化劑護坡、無砂混凝土樹枝狀排水、乳化瀝青3種護坡方法都取得了較為有效的防護效果。相比單獨的客土噴播，植被生長更加旺盛、覆蓋率高，有效防止了冬季融凍的水土流失。

5 試驗段坡面防護成果

圖5 JCDK-1化學固化劑護坡邊坡治理前后對比

圖6 無砂混凝土樹枝狀排水邊坡治理前后對比

圖7 乳化瀝青護坡施工前后對比

圖8 受災(zāi)前后試驗段邊坡坡面情況

2018年1 月28、29日，武夷山市303省道再度遭受冰雪災(zāi)害，未實施護坡方案的路段中，邊坡土仍因受凍脹而繼續(xù)剝落。但在2016年實施三個課題點的路段，邊坡幾乎完好無缺，坡角無積土。如圖8，未施行任何方案的路段（S303線K366+200），其邊坡凍脹剝落效果嚴重，與試點路段（S303線K366+650）形成鮮明對比。

6 結(jié)語

在進行公路施工時，由于要考慮的綜合影響因素眾多，當中若有環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，則會影響整個工程質(zhì)量。姜迪穎[1]認為路基邊坡是公路工程施工的重要環(huán)節(jié)，在進行邊坡防護工作時，必須嚴格對各項影響因素進行綜合考慮。此外，在選擇施工方案時，還需結(jié)合工程經(jīng)濟效益進行綜合考慮，最終選擇最優(yōu)方案，以保證施工的效果及效益。

[1]姜迪穎.高原凍土區(qū)路基邊坡防護措施探討[J].交通標準化，2014，42（06）：18-20.