高速公路岩质坡面挖沟挂网喷播植草技术

 综述

    在高速公路建设中，挖方路段形成裸露的路堑坡面，既破坏了植被，有损生态平衡，又极易受风雨等的侵蚀，导致水土流失，危及公路的安全。过去常采用浆砌条石或水泥喷浆等构造物进行护坡处理，随着人们环保及审美意识的提高，需对裸露的坡面进行绿化处理，以防止坡面的侵蚀和风化，恢复自然植被，在绿化的同时起到美化的作用，以求达到“人在车中坐，车在画中行”的意境。现土质坡面绿化方法已在多条高速公路应用并取得很好的效果，但岩质坡面绿化效果不太理想。

    土壤和水分是植物生长的必要条件之一。对于岩质坡面，其硬度大、土壤少甚至无，植物生根、发育非常困难。因开挖后的岩质边坡大多较陡，在坡面上回填的种植基质往往难以固定，即使一时附着，还会因降雨、流水及大风等遭到流失，使种植基质连同生长的植物一起滑落、崩塌。因此，岩质边坡绿化需具备两个基本条件：一是坡面上必须有植物能赖以持续生长的种植基质，二是种植基质能永久固定在岩面上。

    1.1传统的岩质坡面绿化方法

    岩质坡面传统的绿化方法是在坡脚栽植攀缘植物、坡顶栽垂吊植物或在岩面上挖种植槽或鱼鳞坑栽植攀缘、垂吊植物及花灌木等实现绿化。这些方法简单易行，但施工速度慢，养护困难，成活率低，重要的是岩面达到完全覆盖往往需要很长的时间。

    1.2挖沟挂网喷播植草技术

    挖沟挂网喷播植草技术是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填适宜于草种生长的土壤、养料、土壤改良剂等种植基质材料，然后挂三维植被网，再覆盖基质材料喷播植草。

    2 设计原则

    选择植物护坡方法时，要充分了解该施工区域内岩质边坡的结构，结合当地的地质、气候条件，选择经济性、观赏性好及施工方便的最佳方法。一般来说，应遵循以下原则：

    2.1硬岩边坡，如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩，表面坚硬、不易风化、龟裂少且稳定性好时，除特殊要求外，一般不考虑采用挖沟植草护坡方法。

    2.2软岩边坡，如岩浆、凝灰岩、页岩、第3纪泥岩、粉砂岩等，根据其是否易风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挖沟挂网喷播植草技术。

    2.3易风化硬岩如蛇纹岩、粘板岩等开挖后在短时间内风化为砂土或沿裂隙分解为细片的岩石，按软岩边坡处理。

    3 材料的选择
 
    3.1基质材料

    种植基质材料主要有土壤、有机质、化肥、保水剂、接合剂、pH缓冲剂、水及草种。

    3.1.1土壤土壤可因地制宜，选择就近的沙壤、壤土或黄土。要保持干燥，过筛，去掉粗的颗粒物及杂物。

    3.1.2有机质常采用的有机质有泥炭土，泥炭土有机物持水量很高，通气性良好，其独特的轻质、持水、透气和富含有机质特点，可蓄水、保水，防止板结，改善土壤物理结构，并保持肥效的持久力。

    3.1.3化学肥料加入一定量的缓释全价肥有利于植物生长后期肥料的持续供应。

    3.1.4保水剂岩体面基本上为不透水层面，易反射辐射热。因此，岩面上植物种子的发芽和生长对气候相当敏感，稍一干旱植物凋败枯萎。此时加入保水剂是岩面上植物得以正常生长发育的关键。保水剂可吸收自身数百倍至数千倍的水分。这些水分不易被一般物理方法挤排出来，而植物根系却能吸收贮存在保水剂中的水分。保水剂可将偶尔的降雨迅速而膨胀成凝胶将水分贮存起来，干旱时便慢慢地释放给根系。

    3.1.5接合剂与pH缓冲剂为了避免雨、风、雪等因素对种植基质造成侵蚀、冲刷，必须在种植基质中加入适量的接合剂，以促使基质与岩面粘结和基质硬化。常用的接合剂是普通硅酸盐水泥。水泥呈碱性，一般来说对种子的生根、发芽是有害的，因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时，可加入一定量的碱性中和因子，如磷酸作为缓冲剂以调节基质pH值。

    3.1.6用水就近利用，用水量根据实际情况而定。

    3.1.7植物种子选择及配比岩体坡面上种植基质厚度薄，环境恶劣，植物除因地制宜，选择适应当地气候的种类外，还要特别注意选择抗旱性、抗逆性强的品种。西南地区适合喷混绿化的草种主要有百喜草、狗牙根、画眉草、高羊茅、白三叶等。实际应用中多以一种植物为主，多种草籽混播，以便增强适应性。

    为了丰富景观，可加入一定比例的草花种子，如波斯菊、金鸡菊等。由于风化岩上常有灌木和乔木自然侵人岩体，还可在喷播时加入少量银合欢、丁香、胡枝子等灌木种子。

    3.2辅助材料

    3.2.1三维植被网采用约15mm的三维三层植被网，底网为两层，网包一层或约18mm的三维四层植被网，其底网为两层，网包两层，原材料为聚乙烯，质控抗拉强度分别为≥1.6±0.2KN/M，≥2.4±0.4KN/M，单位重量分别为300g/m2和350g/m2，幅度可选定。

    3.2.2U型J型钢钉，起固定作用，用直径6mm钢筋预制。

    3.2.3无纺布：无纺布作为植物养生网能防止种子和土壤受暴雨冲刷造成流失，也可适当遮阴，防止土壤干燥，使种子更容易发芽，无纺布可选16-20g/m2热合或热粘型无纺布。

    4 施工工艺

    4.1坡面修整

    高速公路路堑坡面因山势和征地等原因，一般都较陡急，修整前边坡因暴露风化，碎落，形式凹凸不平。在进行绿化前应按设计要求，对边坡不平整处进行人工修坡，清坡平整度宜控制好，并把坡顶和可视断面一并修整，保持坡体线条明畅，

    4.2在岩石坡面上人工开挖楔形沟，楔形沟竖向保持直立，横向设置5%的倒坡以保证填土的稳定，沟间距离为300-400mm。

    4.3回填基质材料

    沟内回填富含有机肥料的基质材料，土壤和基材必须事先混合均匀，并保持一定的湿度。适当洒水以确保坡面潮湿，再挂三维网并用U形J形钉固定，网上撒细粒土经多次噴水沉降以覆盖三维网网包。也可采用灌浆法对三维网灌浆，还可通过喷混机，将表土均匀喷到三维网上，直到全面覆盖三维网。

    4.4喷种

    采用液压喷播机，将种子、保水剂、肥料、纤维混合料均匀喷播在坡面上，喷播完成后，视情况可撒少许细土覆盖表面。

    4.5覆盖

    南方雨水较多，可在喷种后覆盖无纺布以防止雨水冲刷。并可在干热季节适度遮阴，利于种子萌发。

    4.6养护

    喷播后应浇水使土壤保持湿润状态。在春天5-10天左右发芽，一个月成坪。成坪后进入正常养护。

    5 实例

    5.1成都市绕城高速公路K27+510—K27+120

    该路段为挖方路段，其母岩为紫色页岩，2000年开挖成型，岩层稳定，坡度较陡，但其表层在风、雨浸蚀下，逐步风化脱落。2001年7月采用挖沟植草技术进行绿化，至今植物长势良好，覆盖度达到85%以上。

    5.2成都至南充高速公路K53+401——K53+256

    该坡面为沙、页互层，垂直高度达35m，坡比1:1至1:1.5，2001年3月挖沟植草，经过一年四季不同气候条件的考验，现草层高度15cm，中间间生部分小灌木，植物覆盖度达到95%以上。

    5.3重庆至合川高速公路K6+230——460

    该路段为深挖方地段，边坡岩质为页、沙互层。岩石表层多破碎物，垂直高度30多米。2001年10月，采用挖沟植草技术进行生物防治，在缺水、少雨，低养护条件下覆盖达到95%以上，所栽草本植物长势良好，没有出现发黄、枯死现象。