李若鵬，程 琳，賈閃丹

(1.洛陽水利建設投資集團有限公司，河南 洛陽 471002; 2.水利部綜合事業(yè)局，北京 100053;3.洛陽農(nóng)發(fā)投資集團有限公司，河南 洛陽 471002)

我國自改革開放以來，隨著經(jīng)濟的不斷騰飛，基礎設施建設高速發(fā)展，特別是市政道路、高速公路、高鐵路網(wǎng)建設，已經(jīng)在全世界遙遙領先。過去，在修路架橋、開發(fā)礦山、修建大壩的過程中，為保證各類邊坡的安全與穩(wěn)定，多采用掛網(wǎng)錨噴混凝土、灌漿等工程防護措施。傳統(tǒng)的護坡方式不僅投資大，而且對生態(tài)環(huán)境不友好，不利于生態(tài)恢復，甚至會造成山體滑坡、坍塌等次生災害[1]。

巖質(zhì)高邊坡生態(tài)袋護坡是在充分利用工程力學、土壤學、生態(tài)學和植物學原理的前提下，經(jīng)過對生態(tài)袋在受力方式、受力方向、幾何尺寸方面進行嚴格的計算，設計合適的袋厚、袋重，在坡面表層建立一層適用于植物生長的土壤層，應用生物和物理手段重建滿足植物生長所需要土壤環(huán)境的新型生態(tài)護坡技術。生態(tài)袋選用一種不可降解的高強抗紫外線抗凍融耐酸堿的生態(tài)合成材料制成，合成材料采用特殊配方，具有抗紫外線、透水、透氣、抗老化等性能，能夠滿足植物生長的有效孔徑等指標，同時能抑制菌類生長，不腐爛、不發(fā)霉、不變質(zhì)。生態(tài)袋按照上述指標制作完成后，在袋里裝配好基質(zhì)，用繩帶或鐵絲扎好，通過一定的施工工藝，安全固定在巖質(zhì)護坡上，經(jīng)過一定周期的撫育養(yǎng)護，基質(zhì)內(nèi)的植物生長穩(wěn)定，可真正起到生態(tài)防護與環(huán)境美化的作用。

本研究基于汝陽縣云夢山二級公路施工過程中對山體開挖破壞的生態(tài)保護經(jīng)驗，從生態(tài)保護與修復的現(xiàn)狀分析出發(fā)，通過對云夢山二級公路高邊坡施工方法與技術進行梳理，充分探討施工思路和主要措施，旨在為今后鐵路、公路、礦山、水利等項目巖質(zhì)高邊坡生態(tài)保護施工提供技術依據(jù)和參考。

1 項目及邊坡基本情況

汝陽縣云夢山二級公路沿云夢山山坡302 m等高線修筑，路基寬20 m，路面寬18.5 m，路長3 km，設計時速80 km/h。公路一側(cè)臨河，另一側(cè)依山，在施工過程中需要對部分山體進行開挖或采用爆破作業(yè)。

公路施工高邊坡長度3 000 m，其中：土質(zhì)邊坡長1 800 m，采用臺階式放坡，最高為4級，由下至上的邊坡坡比均為1∶1，最大邊坡高度15 m；巖質(zhì)邊坡長1 200 m，邊坡坡比為1∶0.3，最大邊坡高度28 m。

山體分布的巖性為石英砂巖，細粒結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，硅質(zhì)膠結(jié)，呈弱風化狀，致密堅硬[2]。

2 生態(tài)修復原則

道路施工結(jié)束后，最大限度地對破壞的山體進行生態(tài)修復保護，精心設計，有序施工，在確保山體安全穩(wěn)定的前提下，充分考慮后續(xù)生態(tài)修復防護與原有生物種群統(tǒng)一協(xié)調(diào)、和諧共生的原則。

2.1 因地制宜原則

首先，施工應遵循因地制宜原則，在對當?shù)刈匀画h(huán)境、生物鏈充分調(diào)查了解的基礎上，根據(jù)施工現(xiàn)場的地形地貌，區(qū)分考慮土坡生態(tài)系統(tǒng)及石坡系統(tǒng)不同的地質(zhì)特征，盡量隨坡就勢，因勢利導，因地制宜，把生態(tài)文明建設與邊坡修復技術有機結(jié)合。

2.2 保護與節(jié)約原則

在施工的過程中，生態(tài)系統(tǒng)一旦遭到破壞，需要付出更大的代價去修復，且未必能夠恢復到原始的狀態(tài)，因此不是萬不得已，不得輕易破壞生態(tài)系統(tǒng)。采用新科學、新技術，避免對植被的過度毀壞，對土地、水資源的過度污染與浪費，提高使用效率。就地取材，多用當?shù)氐囊松脖弧h(huán)保節(jié)能材料。例如，巖質(zhì)高邊坡通過生態(tài)袋技術、噴播技術讓破壞的山體經(jīng)過生態(tài)修復，逐漸處于良性循環(huán)中，從而使生物資源可以再生。

3 生態(tài)袋護坡技術施工流程

根據(jù)上述生態(tài)修復原則和項目邊坡實際情況，本項目巖質(zhì)邊坡采用生態(tài)袋護坡技術進行生態(tài)修復，施工工藝采用萬象約束法流程對巖質(zhì)高邊坡進行施工。將格柵鐵絲網(wǎng)鋪在山體邊坡上，長條形生態(tài)袋放置在格柵鐵絲網(wǎng)上，生態(tài)袋的一端位于山體邊坡的上端，另外一端位于山體邊坡的下端，扎袋鐵絲的兩端均綁定在格柵鐵絲網(wǎng)上，中部壓在長條形生態(tài)袋上，防護網(wǎng)安置于長條形生態(tài)袋遠離格柵鐵絲網(wǎng)的一側(cè)，網(wǎng)用錨桿插入山體邊坡上，格柵鐵絲網(wǎng)與防護網(wǎng)均綁定在網(wǎng)用錨桿上，噴淋頭穿過格柵鐵絲網(wǎng)與防護網(wǎng)安裝在山體邊坡上，位于相鄰兩個長條形生態(tài)袋之間。

3.1 坡面修整

為確保坡面平順無雜物，按照設計坡比要求，對坡面進行排險修整，清除坡面雜草、雜物、浮石、浮根和危石[3]，補齊坡面凹槽和坑洼[4-6]，以保證生態(tài)袋的施工質(zhì)量。在正常施工開始之前，必須對坡體的危巖進行清除，待坡體穩(wěn)定、適宜于長條形生態(tài)袋防護施工后，再進行施工作業(yè)。坡面修整是整個工程施工前期的重中之重，必須加強管理。坡面清除由專業(yè)作業(yè)人員負責實施，要有安全防護預案，且安全防護措施要到位。

3.2 主動防護網(wǎng)錨索(錨桿)施工

3.2.1 材料選擇

主動防護網(wǎng)專用錨索(錨桿)設計直徑為16 mm，間距4.5 m×5 m，梅花形布置；錨桿注漿漿體采用C20水泥砂漿，水泥、水、砂的比例為1∶0.45∶1.1，硅酸鹽水泥必須符合國標P.O42.5級強度要求，骨料采用中細砂，最大粒徑小于2.5 mm[6]。

3.2.2 錨索(錨桿)施工流程

錨索(錨桿)施工前，為確保施工安全，應先用高壓風槍或撬棍將巖質(zhì)坡面上的浮渣清理干凈。然后，根據(jù)邊坡開挖支護設計圖，由測量員在現(xiàn)場確定每個錨桿的孔位及孔傾角[6-8]，并按照坐標標明具體位置，再結(jié)合作業(yè)區(qū)域依次分排、分片鉆孔。錨桿直徑為16 mm，選用18型手持鑿巖機，鉆頭采用硬質(zhì)合金十字鉆頭，鉆頭直徑50 mm，進行造孔。錨桿孔的開孔應按施工圖紙和鉆孔布置位置進行，其孔位偏差應不大于10 cm，并結(jié)合現(xiàn)場情況進行調(diào)整?？纵S應垂直于開挖面，錨孔設計直徑50 mm(注：50 mm鉆頭成孔略大于50 mm，與設計錨孔的間隙采用注漿法回填密實)，錨桿孔深度1 m，孔深允許偏差50 mm，錨桿孔距的允許偏差為100 mm。成孔后，采用高壓風將孔內(nèi)清理干凈，不得殘留廢渣、巖粉和積水。

3.2.3 錨桿安裝、注漿

施工采用先安裝錨桿后注漿的方法。依據(jù)施工組織總體布置，錨索(錨桿)在專門的鋼筋加工區(qū)域加工制作，安裝時運到現(xiàn)場。所有鉆孔成孔并檢查合格后，將加工好的錨索(錨桿)與注漿管一齊插入孔內(nèi)[5]，錨桿端部與孔底的距離控制在5 cm，注漿管應插入孔底5～10 cm處，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。注漿工作壓力大于等于0.3 MPa，注漿時如遇空洞適當控制力度，要保持0.1 MPa的工作壓力。注漿要保證砂漿飽滿，不允許里空外滿[4-8]。在注漿管安裝結(jié)束后，應立即進行排氣管的安裝及孔口封堵，孔口封堵采用水泥基錨固卷或水泥砂漿進行封堵[5]。

注漿時，注漿泵開啟之后，手握注漿嘴，按照孔序自上而下(自左而右)逐孔注漿。在錨固砂漿凝固前，需及時養(yǎng)護，不允許隨意拉拔錨桿，應設置警示標志防止敲擊、碰撞，72 h內(nèi)不得懸掛重物[5-6]。砂漿采用攪拌機拌制均勻，邊拌邊用，每次拌和的砂漿必須在初凝前用完，不得二次使用，使用過程中防止碎石、雜物跌入。注漿作業(yè)開始或中途停止超過30 min時，應用水或稀水泥砂漿濕潤注漿罐及其管路[6]。

3.3 鐵絲網(wǎng)施工

機編格賓鐵絲網(wǎng)采用φ3.8 mm熱鍍鋅鐵絲編制，網(wǎng)孔規(guī)格為150 mm×150 mm，幅寬2.0 m。鐵絲網(wǎng)安裝用錨桿固定，并每隔30 cm用φ16 mm鐵絲將網(wǎng)片與網(wǎng)片捆扎連接，然后用緊線器把連接繩緊固[4-6]。

3.4 雙抗生態(tài)合成袋的安裝及基質(zhì)要求

長條形生態(tài)袋自上而下鋪設，將配好的種植土由頂部裝入袋子內(nèi)，根據(jù)生態(tài)帶充填情況，邊填充邊固定。種植土采用具有特殊性能的土壤培養(yǎng)基質(zhì)，配比為：黏土65%、草炭土15%、長效復合肥2%、有機肥2%、保水劑3%、生根液1%、木纖維5%、土體固化劑2%、土體穩(wěn)定劑2%、黏合劑3%。裝好的袋子自下而上每隔1 m用φ2.5 mm熱鍍鋅鐵絲捆綁固定在已經(jīng)鋪設好的鋼絲網(wǎng)上(圖1)。檢查生態(tài)袋固定情況，直至全部固定牢固。

圖1 生態(tài)袋安裝

3.5 主動防護網(wǎng)的安裝

采用φ12縱橫向支撐繩在4.5 m×4.5 m網(wǎng)格內(nèi)鋪設一張D0/08/300/4.5 m型鋼絲繩網(wǎng)，每張鋼絲繩網(wǎng)與四周支撐繩間用縫合方式聯(lián)結(jié)并拉緊。預張拉工藝能使系統(tǒng)對坡面施以一定的法向預緊壓力，從而提高表層巖土體的穩(wěn)定性，盡可能阻止崩塌落石的發(fā)生，并將小部分落石限制在一定的空間內(nèi)運動。同時在鋼絲繩網(wǎng)下鋪設S0/3.3/150型格柵網(wǎng)，以阻止小尺寸巖塊的塌落。

4 灌草種植及養(yǎng)護

選用當?shù)匾松淖纤牖?、苜蓿、白三葉、胡枝子，在鋪設好的生態(tài)袋體上進行穴植穴播。草本植物種子量不得低于25 g/m2；灌木紫穗槐、胡枝子選用2年生木質(zhì)化苗，以保證成活率，每平方米灌木苗不得少于9穴18株。

4.1 養(yǎng)護噴淋系統(tǒng)

養(yǎng)護噴淋系統(tǒng)采用直徑為4 cm的PPR熱塑管及噴淋頭，熱塑管沿坡面自上而下每隔3 m橫向布局，噴淋頭每隔3 m安裝一個，用30 cm的U型鋼釘固定在坡面上，達到坡面噴淋無死角。坡底配置2 m3小型無塔供水器，無塔供水器旁設置15 m3的蓄水罐給無塔供水器提供水源。

4.2 養(yǎng)護管理

為確保種植基質(zhì)內(nèi)有足夠的水分，噴淋時應注意調(diào)整噴量，盡量使用霧狀噴淋，以免噴淋水量過大對基質(zhì)表面造成直接沖刷破壞。此外，為減少坡面水分蒸發(fā)，還需要適當設置遮陽網(wǎng)，并根據(jù)不同季節(jié)水分蒸發(fā)程度實時進行灑水養(yǎng)護[9]。養(yǎng)護要求灌木、草種成活率達到85%以上，灌木、草皮覆蓋率達90%以上，植被綠色程度達90%以上，病蟲發(fā)生率控制在10%之內(nèi)，種植土基本無流失，即達到優(yōu)良標準[3]。

5 結(jié) 論

黨的十八大以來，黨中央提出長江經(jīng)濟帶發(fā)展、黃河流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展等重大國家戰(zhàn)略，把生態(tài)保護提到前所未有的高度。保護生態(tài)環(huán)境、修復生態(tài)體系要從我做起，從每一位投身祖國建設的建設者做起。近年來，我國在高速公路、高速鐵路等大型基礎設施建設方面突飛猛進，但是每一條公路、每一條高鐵都是穿山越嶺，難免在建設過程中對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞。巖質(zhì)高邊坡生態(tài)袋護坡技術通過嚴格施工工藝的控制，將生態(tài)袋特殊工藝與施工技術融合，為環(huán)境保護高質(zhì)量發(fā)展提供了堅實的技術保障。