葉宇
(中鐵上海設(shè)計院集團(tuán)有限公司長沙設(shè)計院,長沙410000)
以往的邊坡防護(hù)主要采用骨架防護(hù)、護(hù)面墻、錨噴結(jié)合的方法,雖然能起到邊坡防護(hù)的作用,但圬工防護(hù)存在景觀效果差,與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)的問題。環(huán)保意識的提高要求人們在防護(hù)設(shè)計時注重環(huán)保,對邊坡進(jìn)行植綠設(shè)計。圬工與植綠結(jié)合的防護(hù)或純粹的綠化防護(hù)已成為邊坡防護(hù)重要的研究對象。
植生袋采用遮陽網(wǎng)與無紡布結(jié)合編制,透水、透氣、抗紫外線,通過連接扣件錯縫堆疊固定在邊坡上,構(gòu)成三維植生護(hù)坡系統(tǒng)。邊坡在坡頂荷載、坡體靜水壓力產(chǎn)生的水平剪切力的作用下容易失穩(wěn),該系統(tǒng)主要通過2 種方式減小水平剪切力:(1)連接扣件的刺尖,插入邊坡中能承受一部分水平剪切力;(2)坡體內(nèi)部自由水能從植生袋滲流出邊坡,使坡體靜水壓力大大減少[1,2]。
三維植生護(hù)坡系統(tǒng)經(jīng)過養(yǎng)護(hù),植物根系能夠穿透植生袋深入邊坡土體中,達(dá)到長久固坡的作用,同時,植被的生長能恢復(fù)邊坡的綠化,該系統(tǒng)以坡面綠化覆蓋率作為評價標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)經(jīng)驗,35%的覆蓋率能承受小雨的沖刷,85%的覆蓋率能承受暴雨沖刷[3,4]。
利用土工合成材料制作而成的三維網(wǎng)在坡面建造一個植被生長的基體,植被在基體上扎根生長的同時起到邊坡防護(hù)目的,這是三維植被網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)的原理[5]。該技術(shù)主要通過2 種方式起到護(hù)坡的目的:(1)坡面植被能減小沖刷能量和徑流速度,防止邊坡淺表層直接受雨水沖刷導(dǎo)致水土流失;(2)植物根系與三維網(wǎng)交織在一起,起到加筋的作用,提高了三維網(wǎng)的抗拉和抗剪強(qiáng)度,增加了邊坡板體結(jié)構(gòu)性能,限制了邊坡的淺表層滑動和隆起[6]。
TBS 厚層植被基材綠化技術(shù)采用噴射設(shè)備將含有植物種子的有機(jī)種植基材噴射到道路邊坡上,通過植物生長,使邊坡在短期內(nèi)恢復(fù)綠化的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。該技術(shù)的作用機(jī)理是鋪設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng),采用噴射設(shè)備將攪拌后的植被綠化基材噴射到邊坡上,形成一定厚度的基質(zhì)層,并覆蓋無紡布防水保墑,經(jīng)過養(yǎng)護(hù),植被生長形成一定強(qiáng)度的綠化防護(hù)層,達(dá)到防護(hù)與綠化效果[7~9]。
基材應(yīng)具備一定抗沖刷性能,在植被成形前不被雨水沖失,具有適宜植物生長的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤,采用有機(jī)肥、無機(jī)肥配合使用,為坡面植被成形提供足夠養(yǎng)分?;闹饕煞N植土、腐殖質(zhì)、速效肥、長效肥、保水劑、添加劑和黏結(jié)劑等組成,具體的用量如表1 所示。
表1 基材配合比用量kg
該技術(shù)主要控制指標(biāo)有:錨桿抗撥力、網(wǎng)片搭接寬度、基材噴射厚度等,具體控制指標(biāo)如表2 所示。
表2 質(zhì)量控制指標(biāo)
該技術(shù)主要適用于土質(zhì)邊坡和強(qiáng)風(fēng)化的軟巖質(zhì)邊坡,具有固坡與復(fù)綠速度快,施工工藝簡單,造價較低,基材具有一定抗侵蝕性能的優(yōu)點,在邊坡防護(hù)與生態(tài)保護(hù)方面效果顯著。
CBS 植被混凝土邊坡綠化技術(shù)是采用混凝土與植綠種子配合,對巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化的一種新技術(shù)。該技術(shù)的作用機(jī)理、施工工藝與TBS 類似,但因采用水泥為黏結(jié)劑,增強(qiáng)了護(hù)坡強(qiáng)度和抗沖刷能力,不但適用于土質(zhì)邊坡,也適用于陡峭的硬質(zhì)巖石邊坡。根據(jù)邊坡所處地理位置、坡率、巖土性質(zhì)等因素確定植被混凝土的配合比是該技術(shù)的核心。植被混凝土通常分2 層進(jìn)行噴射。
種植土:一般選擇最大含砂量不超過5%,顆粒最大粒徑不大于8mm 的地表土壤。
水泥:應(yīng)采用不低于32.5 號的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。
有機(jī)質(zhì):一般采用經(jīng)發(fā)酵處理的植物纖維的粉碎物,如酒糟、醋渣、麥稈、稻草等。
綠化添加劑(A-B 菌):起到調(diào)節(jié)綠化基材pH、中和水泥堿性、降低水化熱、加速基材的活化、提供土壤微生物和有機(jī)菌、增加基材肥力、確保植物生長的需求的作用。
CBS 植被混凝土的施工工藝與TBS 類似,完成坡面整理,鐵絲網(wǎng)、錨桿鋪設(shè)安裝后,即可進(jìn)行綠化基材噴植。
植被混凝土的主要檢驗指標(biāo)有:物理性能、力學(xué)性能、淺層防護(hù)性能、植物覆蓋率。
物理性能:容重14~15kN/m3,孔隙率30%~45%;抗?jié)褡?、抗光照性能穩(wěn)定。
力學(xué)性能:7d 試驗強(qiáng)度達(dá)0.3MPa,28d 達(dá)0.45MPa。
淺層防護(hù)功能:能抵抗太陽暴曬、溫度變化,不產(chǎn)生龜裂,能抵抗120mm/h 暴雨沖刷。
植物覆蓋率:邊坡覆蓋率95%,植被混凝土肥力滿足多年生長的需要[10]。
本文在分析總結(jié)國內(nèi)外道路邊坡快速復(fù)綠幾種常用技術(shù)方法的基礎(chǔ)上,提出了對應(yīng)的綠化效果評價標(biāo)準(zhǔn),主要用于指導(dǎo)設(shè)計和施工。目前已設(shè)計施工的工程實例表明這幾種方法可滿足道路邊坡快速復(fù)綠的實際需要,達(dá)到良好的固坡、穩(wěn)坡、防止水土流失、改善邊坡綠化效果的目的。