建向莆鐵路石質(zhì)邊坡綠色防護(hù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

13/13新建向莆鐵路石質(zhì)邊坡綠色防護(hù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)[日期：2011-06-13]來源：五公司向莆經(jīng)理部

作者：李卿尚立漢楊佶潤[字體：大中小]摘要:：目前鐵路邊坡防護(hù)的形式已由傳統(tǒng)的圬工防護(hù)向綠色生態(tài)防護(hù)發(fā)展。新建向莆鐵路提出了“建設(shè)綠色環(huán)保鐵路”的防護(hù)理念，在石質(zhì)路塹邊坡防護(hù)中采用了噴混植生防護(hù)技術(shù)，通過在該條鐵路中的應(yīng)用，介紹噴混植生防護(hù)技術(shù)的基本原理、施工工藝、應(yīng)用效果及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并提出有待進(jìn)一步改進(jìn)和探討的問題。關(guān)鍵詞：向莆鐵路石質(zhì)路塹噴混植生邊坡防護(hù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)近幾年，隨著環(huán)保意識的提高，我國鐵路建設(shè)部門對于綠色生態(tài)防護(hù)越來越重視，尤其是對石質(zhì)路塹邊坡，由于缺乏植物生長的基礎(chǔ)，以前往往采取漿砌片石、掛網(wǎng)噴錨等工程防護(hù)措施，不僅被破壞的植被得不到恢復(fù)，而且也影響了鐵路的生態(tài)環(huán)境及景觀。因此，如何既保證石質(zhì)邊坡的穩(wěn)定又能實(shí)現(xiàn)邊坡長久綠化，已成為建設(shè)綠色環(huán)保鐵路的焦點(diǎn)。1．噴混植生防護(hù)技術(shù)的原理

噴混植生防護(hù)技術(shù)是以工程力學(xué)、土壤學(xué)和生物學(xué)理論為依據(jù)，利用客土摻混粘結(jié)劑和錨桿加固鐵絲網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、有機(jī)物質(zhì)、保水材料、粘結(jié)材料、植物種子等混合干料加水后噴射到錨固有鍍鋅鐵絲網(wǎng)的巖面上，形成一定厚度的具有連續(xù)空隙的硬化體，在巖石坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的永久性的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長。該項(xiàng)技術(shù)前期以草本植物為主對巖石坡面實(shí)現(xiàn)快速綠化、恢復(fù)植被，后期以灌木、喬木和藤本植物為主逐漸交替生長，形成一個與當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣候相適應(yīng)的草、灌、喬、藤結(jié)合的目標(biāo)植物群落，從而達(dá)到恢復(fù)植被、改善景觀、保護(hù)環(huán)境的目的。2．噴混植生技術(shù)在新建向莆鐵路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用2.1工程概況新建向莆鐵路是一條客貨共線一級鐵路，位于贛東南、閩西北和閩中地區(qū)，西起江西省南昌市向塘鎮(zhèn)，經(jīng)撫州市、福建三明，東至福建中部沿海地區(qū)的福州市和莆田市。線路西接杭長和京九通道，中連鷹廈鐵路，東接沿海通道，是兩省聯(lián)系的重要通道，也是中國中西部地區(qū)通往福建省的快速鐵路通道，鐵路正線全長約603.623公里。2.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況、氣候特點(diǎn)邊坡地層巖性主要是上伏沖洪積淤泥質(zhì)及粉質(zhì)黏土，下伏紅砂巖、砂礫巖、片麻巖、頁巖、花崗巖等風(fēng)化巖層；水文地質(zhì)條件為丘坡地表水不發(fā)育，谷地弱發(fā)育，為土壤孔隙潛水；氣候特點(diǎn)屬于中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，境內(nèi)氣候溫和、四季分明、雨量充沛、光照充足，年平均氣溫17.8攝氏度，年降水量約1650毫米，年光照時數(shù)約為1700小時，年平均無霜期265天，適宜多種作物生長。2.3路塹邊坡地質(zhì)情況、設(shè)計坡率及主要防護(hù)形式⑴路塹邊坡地質(zhì)條件：大部分石質(zhì)邊坡屬軟質(zhì)巖邊坡，上伏含礫粉質(zhì)黏土，硬塑，下部為夾泥夾泥質(zhì)砂礫巖、紅砂巖、片麻巖、花崗巖，風(fēng)化程度不一，全風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化，結(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化界線起伏較大。⑵石質(zhì)路塹邊坡設(shè)計防護(hù)形式：一般地段設(shè)計防護(hù)形式為掛網(wǎng)噴混植生；特殊段落，如巖層為順層、且?guī)r層破碎不穩(wěn)定段落，設(shè)計防護(hù)形式為錨桿及預(yù)應(yīng)力錨索加固框架梁內(nèi)噴混植生，邊坡坡率在1：0.75-1：1之間時，邊坡需布設(shè)掛網(wǎng)錨桿與機(jī)編鍍鋅鐵絲網(wǎng)，邊坡坡率緩于1：1.0時，可不掛網(wǎng)。2.4噴混植生施工工藝2.4.1原材料選擇⑴種植土壤選擇：選用當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)黃粘土作為噴混用種植土。⑵有機(jī)質(zhì)的選擇：選用當(dāng)?shù)啬静募庸S自產(chǎn)的鋸木屑作為噴混基材有機(jī)質(zhì)。⑶肥料選擇：選用適合草籽生長的成品有機(jī)復(fù)合肥(成分為N∶P∶K＝14∶14∶14)。⑷保水劑選擇：采用吸水重復(fù)性好而使用壽命長的丙烯酰胺一丙烯酸鹽共聚類的大顆粒的保水劑。⑸粘合劑選擇：考慮到本地區(qū)的氣候特點(diǎn)，年平均降水量較大，較集中，為避免風(fēng)雨等自然因素對種植基材造成的侵蝕、沖刷，決定采用進(jìn)口的PAM-A30型粘結(jié)劑配合固結(jié)材料P.O425普通硅酸鹽水泥作為噴混基材粘合劑。⑹植物種子的選擇結(jié)合本地區(qū)的氣候特點(diǎn)及路基邊坡地質(zhì)條件，決定選用能抵抗不良環(huán)境，不易退化、根系發(fā)達(dá)、生長迅速，短期內(nèi)能覆蓋坡面，且與土壤固結(jié)能力強(qiáng)，分蘗多，莖葉繁茂的多年生草本植物種子作為初期綠化防護(hù)物種，同時附以生長周期長、根系發(fā)達(dá)、植株較高、冠幅大、根系深的灌木種子作為長期綠化防護(hù)物種。根據(jù)上述要求，通過物種優(yōu)化比選，選擇白三葉、狗牙根作為草本植物，選擇馬棘、刺槐、多花木蘭作為灌木植物。⑺養(yǎng)生覆蓋材料選擇：本標(biāo)段主要選擇了無紡布。2.通過經(jīng)濟(jì)比選，決定采用以下噴混植生設(shè)備：P2G-5型噴射機(jī)、HYP8噴播車、PDS375型空壓機(jī)、STC-30型發(fā)電機(jī)兩臺、SQR7160SLX型灑水車2臺、50米揚(yáng)程抽水泵二臺。.3.1基材配比：以1m3種植土作為基準(zhǔn)，其它材料摻量如下：⑴鋸末：0.1m3/m3⑵保水劑：400g/m3⑶425#普通硅酸鹽水泥：30Kg/m3⑷過磷酸鈣：30Kg/m3⑸有機(jī)復(fù)混肥：0.5Kg/m植物種子配比：由于灌木相對草本植物發(fā)芽率低且生長較慢，草本植物生長迅速會對灌木的生長形成競爭，一般草本植物生長旺盛的地方灌木生長稀少且矮小，灌草在相互依存的同時存在明顯的制約關(guān)系，所以對于不同地質(zhì)條件和不同邊坡狀況的巖石坡面，本標(biāo)段采用了不同的植物配方。1m2邊坡植物種子播種量：（注：括號外為硬質(zhì)巖，括號內(nèi)為軟質(zhì)巖）⑴白三葉8g/m2（15g/m2）⑵狗牙根8g/m2（15g/m2）⑶馬棘15g/m2（7g/m2）⑷刺槐15g/m2（7g/m2）⑸多花木蘭15g/m2（7g/m2）2.4.4工序流程：邊坡復(fù)測檢驗(yàn)→坡面機(jī)械整修→坡面人工清理及嵌補(bǔ)→打設(shè)掛網(wǎng)錨桿及注漿→鋪設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng)及連接加固→基材原料破碎及摻拌→原料機(jī)械攪拌混合→機(jī)械噴射客土造底基層（0.05m）→植物種子按配比摻拌入基材→機(jī)械攪拌混合→噴射客土造第二層植草層（0.05m）→覆蓋無紡布→前期灑水養(yǎng)護(hù)30-45天→坡面綠化成坪→清理坡面無紡布→后期養(yǎng)護(hù)管理。2.4.4⑴坡面整修處理之前，先由主管技術(shù)人員對邊坡坡腳、平臺高度及寬度、邊坡坡率進(jìn)行測量復(fù)核，保證邊坡各部尺寸符合設(shè)計及規(guī)范要求。⑵清除坡面雜物，包括松散土石塊、突出坡面的石頭等。⑶對坡面上的凹陷較大處必須采用原狀風(fēng)化石漿砌補(bǔ)平，嵌補(bǔ)之前，先用風(fēng)鎬開鑿反坡傾斜基礎(chǔ)，并清理干凈后補(bǔ)砌，以保證嵌補(bǔ)體與邊坡結(jié)合牢固。⑷對坡面上的凹陷較小處采用覆土夯實(shí)或草包土回填。⑴打設(shè)錨桿及錨桿注漿：按設(shè)計要求垂直于邊坡鉆孔，縱橫向間距2.0m，孔徑50mm，孔深2m，鉆孔完成后清孔，然后把加工好的錨桿放入孔中，及時進(jìn)行孔內(nèi)注漿，錨桿采用φ=20mmHRB335鋼筋，孔內(nèi)注漿水泥砂漿標(biāo)號M30。⑵掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)及網(wǎng)片加固：掛網(wǎng)施工時采用自上而下放卷，網(wǎng)片掛設(shè)在錨桿預(yù)彎的直角彎勾上，掛網(wǎng)幅邊采用φ2.6mm鐵絲綁扎連接，網(wǎng)與網(wǎng)之間采用平行對接，不重復(fù)搭接，網(wǎng)間采用φ2.2鐵絲捆扎連接。鍍鋅鐵絲網(wǎng)采用φ2.2mm機(jī)編鍍鋅鐵絲網(wǎng)，幅寬2m，網(wǎng)目尺寸80mm×120mm，全坡面鋪設(shè)。⑴種植土運(yùn)至加工處理場后，采用粉碎機(jī)粉碎至粉細(xì)土狀，并進(jìn)行篩分以保證最大粒徑小于10mm。⑵根據(jù)試驗(yàn)選定的配比，在篩分后的種植土內(nèi)摻入鋸末、保水劑、P.0425普通硅酸鹽水泥、過磷酸鈣、有機(jī)復(fù)合肥，然后加入拌合機(jī)中，攪拌均勻后備用。⑴噴底基層：邊坡掛網(wǎng)完成后，開始噴底基層。噴射前，必須進(jìn)行調(diào)試，調(diào)節(jié)輸送泵壓力、出風(fēng)量，進(jìn)水量，使混合料均勻噴射至坡面，自上而下實(shí)施噴混，噴射厚度5cm，噴混時在巖性破碎、巖質(zhì)堅硬坡段噴層厚度可適當(dāng)增加，噴射時基材加水量保持適中。⑵植草層混合料加工：按每平方植物種子摻量，把準(zhǔn)備好的植物種子與基材充分?jǐn)嚢杈鶆颍瑸榉N植層噴射做好準(zhǔn)備。⑶噴種植層：底基層客土穩(wěn)定后，開始第二層種植層噴射施工，噴射施工應(yīng)自上而下、分塊分片實(shí)施，保證種植層基材含水量適中，同時，在坡面上每100m2用鋼筋設(shè)一噴植厚度指示樁，標(biāo)示噴射厚度，確保噴射種植基材的厚度和均勻性。⑷種植層養(yǎng)護(hù)管理噴混植生分段施工完成后，初期養(yǎng)護(hù)需加蓋無紡布，并及澆水養(yǎng)護(hù)，以利草灌木盡快成活，30～45d后待草苗長到一定高度時揭布；后期養(yǎng)護(hù)則轉(zhuǎn)入對植物的管養(yǎng)期，管養(yǎng)期間，及時對不能成活苗木進(jìn)行補(bǔ)植，以達(dá)到植物成活率要求，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理內(nèi)容包括：澆水、施肥、補(bǔ)種、除雜草、防治病蟲害等。3．噴混植生效果3.1綠化效果噴混植生施工完成后，通過對未成活的進(jìn)行補(bǔ)植后，邊坡綠色植被覆蓋率與可綠化面積之比能夠達(dá)到80%以上，基本可以達(dá)到1年中8個月以上的常綠效果。3.2穩(wěn)固邊坡效果通過對完成1年后的噴混植生坡面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)在邊坡植被與基材的共同作用下，坡面的抗侵蝕性有了進(jìn)一步增強(qiáng)，邊坡植物的根系縱橫交錯發(fā)展，已形成發(fā)一個多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，既能保證植物正常生長，又起到增加土體內(nèi)聚力，提高土體強(qiáng)度，穩(wěn)固邊坡體的作用。4．施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)4.1坡面未整平對噴混植生效果的影響坡面超欠挖處的植被受雨水集中沖刷后，種植層逐漸變薄，植被慢慢脆弱枯死，導(dǎo)致網(wǎng)片出露，已形成的植被受到破壞，最后的處理措施只能是對超欠挖處進(jìn)行人工清理和欠補(bǔ)后重新掛網(wǎng)補(bǔ)噴，對已形成的灌草結(jié)合的混合植物護(hù)坡結(jié)構(gòu)造成一定影響。4.2掛網(wǎng)錨桿長度不夠及網(wǎng)片連接不牢固對噴混植生效果的影響在前期的施工中，對存在邊坡巖體破碎的段落，沒有引起足夠重視，對錨桿及掛網(wǎng)的加固邊坡作用認(rèn)識不夠，導(dǎo)致在連綿的雨季后，邊坡出現(xiàn)局部坍塌，已形成的植被受到不同程度的破壞，最后只能把已坍塌段落的植被及網(wǎng)片全部拆除后，對坍塌體進(jìn)行清理，清理完成后，嵌補(bǔ)邊坡，然后重新掛網(wǎng)噴混植生。4.3噴射厚度不夠?qū)娀熘采Ч挠绊懺谇捌诘氖┕ぶ杏捎趪娀熘采鳂I(yè)人員經(jīng)驗(yàn)不足、技術(shù)人員監(jiān)控不到位，導(dǎo)到坡面噴射厚度不均勻，噴射厚度滿足要求的地方，植被長勢良好，而厚度不夠的地方，雨季受沖刷影響較大，植被生長緩慢，草木稀落，最后只能進(jìn)行補(bǔ)噴補(bǔ)植。4.4種植層基材拌合不均勻?qū)娀熘采Ч挠绊懺谇捌诘氖┕ぶ?，由于基材草籽混合料拌合時間不夠就開始施噴，導(dǎo)致植被生長不均勻，局部地方草木稀少，灌草結(jié)構(gòu)不合理，最后只能采取人工補(bǔ)植，調(diào)整灌草結(jié)構(gòu)。4.5物種質(zhì)量對噴混植生效果的影響在前期的施工中，由于物種質(zhì)量差，導(dǎo)致成活率低，抵抗力差，植被生長緩慢，沒有形成合理的生態(tài)結(jié)構(gòu)，最后只能更換優(yōu)良物種重新進(jìn)行補(bǔ)植，浪費(fèi)了大量的人力財力。4.6后期養(yǎng)護(hù)管理不到位對噴混植生效果的影響在前期的施工中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，只重視噴混植生后的前期養(yǎng)護(hù)管理，草本植物長成后，坡面植被覆蓋率很好，就認(rèn)為噴混植生效果已達(dá)到，沒有重視后期的管養(yǎng)，導(dǎo)致成長較慢的灌木因?yàn)楹笃陴B(yǎng)護(hù)不及時而部分枯死，同時草本植物由于缺乏灌木的生物錨桿固土作用，也部分枯死，沒有形成合理的灌草結(jié)合的混合植物護(hù)坡結(jié)構(gòu)，難以持續(xù)發(fā)展，最后的處理措施只能是補(bǔ)植后重新養(yǎng)護(hù)管理。5．有待進(jìn)一步改進(jìn)和探討的問題5.1噴混植生完成后的后期養(yǎng)護(hù)問題如何使植物保持不退化，能夠抵御各種惡劣氣候，保證可持續(xù)發(fā)展，除選擇適宜的植物品種外，后期的管養(yǎng)也相當(dāng)關(guān)鍵。在向莆線的工程實(shí)踐中，在后期養(yǎng)護(hù)方面主要存在兩大問題值得進(jìn)一步探討，一是后期管養(yǎng)的期限問題，管養(yǎng)到何時，才能保證植物護(hù)坡持續(xù)發(fā)展；二是采取什么樣的技術(shù)才能縮短管養(yǎng)期，以加快綠化進(jìn)度、節(jié)約綠化成本。5.2植物的選擇和配比問題由于施工單位的科研水平力量有限，對于當(dāng)?shù)匾吧莘N研究很少，目前邊坡綠化施工中主要采用外來引進(jìn)草種，然而外來草種在當(dāng)?shù)氐目鼓嫘浴⑦m應(yīng)性和危害性有待進(jìn)一步探討，若能充分利用當(dāng)?shù)匾吧参锲贩N，并與引進(jìn)物種合理搭配，不僅解決了外來草種的不足之處，而且對邊坡的景觀及其穩(wěn)定性都有積極的效果。6．結(jié)束語噴混植生技術(shù)在新建向莆鐵路路基邊坡防護(hù)上的應(yīng)用取得了一定的綠化及防護(hù)效果，但在植物成活率、植物生態(tài)群落的優(yōu)勢度、后期養(yǎng)護(hù)的期限、物種優(yōu)化選擇等方面有待進(jìn)一步的試驗(yàn)研究，噴混植生施