护坡绿化喷播(兰州南绕城高速公路挖方边坡生态防护技术应用研究)

Posted 2023-05-27

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护坡绿化喷播(兰州南绕城高速公路挖方边坡生态防护技术应用研究)

凌波

甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司

摘要：本文通过介绍兰州南绕城高速公路挖方边坡生态防护设计及施工工艺，结合项目特点对该项目挖方边坡生态防护技术应用进行了总结和探讨。

关键词：兰州南绕城高速公路;挖方边坡;生态防护技术;

近年来，随着公路健康可持续发展理念的不断深入，在大力推进绿色公路建设的过程中，公路生态恢复、生态修复技术及应用效果受到了公路建设者和社会各界的广泛关注。兰州南绕城高速公路作为被交通运输部2015年批准的10个创建绿色公路主题性项目之一，同时作为甘肃省省会兰州市建设的第一条绕城高速公路项目，该项目的建设对景观绿化、水土流失防治等方面都提出了更高的标准和要求。通过边坡生态防护工程的实施，该项目水土保持和景观绿化的整体效果已基本显现并趋于稳定，特别是挖方边坡生态防护效果得到了社会各界的广泛认可。笔者作为本项目景观绿化设计和施工的参与者和亲历者，对该项目挖方边坡生态防护技术进行了思考和总结，将在下文进行介绍和探讨。

1 兰州南绕成高速公路简介

1.1 项目基本信息

兰州南绕城高速公路，全称连霍国家高速公路(G30)兰州绕城南段(G3001)，项目路线起点位于兰州市榆中县定远镇，通过定远枢纽互通立交与现有巉口至柳沟河高速公路顺接，路线总体走向由东南向西北，终点设大滩枢纽互通立交接兰州至海石湾高速公路，建设总里程58.743km。项目于2018年12月29日正式通车。

1.2 项目区气候及植被

项目区属中温带大陆性气候，年均气温11.2℃，年均降水量327mm，年均蒸发量为1448mm。在全国公路气候自然分区中属甘东黄土山地区Ⅲ3。项目区内降雨量低，蒸发量高，沿河谷两岸、黄土塬、冲沟平坦地多被开垦为农田，种植小麦、玉米等农作物，无耕地的黄土丘陵区植被稀疏，生态环境脆弱。

2 挖方边坡绿化设计内容

兰州南绕城高速公路挖方边坡按工程防护形式主要分为无骨架、拱形骨架、框格梁骨架防护，根据工程防护特点，综合坡率、坡面土质等因素，结合以往公路挖方边坡绿化设计经验，确定了该项目挖方边坡绿化设计内容。

2.1 挖方无骨架边坡绿化设计

设计思路:本项目挖方无骨架边坡以黄土质地为主，个别路段为岩质边坡，坡率大多数在1∶0.75～1∶1之间。由于本项目边坡的黄土有一定的湿陷性，在坡面生态防护发挥效力前，易由雨水冲刷导致明显的水土流失，需在生态防护工程实施初期就能形成稳定的坡面防护效果，因此排除了植被护坡效果显现较慢的传统绿化方式(如打孔栽植灌木);另由于坡率较陡、坡面水肥条件较差(特别是岩质边坡)，需考虑为植被恢复营造必要的生长基础。综合以上因素，决定采用厚层基材喷播绿化形式。

设计内容:在坡面采用厚层基材喷播绿化，喷播基材厚度8cm，植物基材配比为腐殖土55%+泥炭土30%+锯末15%，种子采用草灌结合，配比为扁穗冰草和紫穗槐1∶2，总用量30g/m2。

施工要求:(1)在坡面打入锚杆，并于锚杆上铺设木板条，为喷播的基材提供纵向支撑;(2)边坡挂镀锌铁丝网，为喷播基材稳定附着坡面提供载体。

2.2 挖方拱形骨架边坡绿化设计

设计思路:本项目挖方拱形骨架护面边坡，坡率为1∶1。由于边坡黄土有湿陷性，为减少坡面水土流失，排除了挖穴栽植灌木结合种草的传统绿化方式。此外由于拱形骨架内坡面水肥条件较差，设计需考虑为植被恢复提供较为充足的养分基础。综合以上因素，决定采用液压喷播绿化形式。

设计内容:挖方拱形骨架护面内采用液压喷播绿化形式，种子采用草灌结合，配比为扁穗冰草和紫穗槐1∶2，总用量30g/m2。

施工要求:为保证喷播基材厚度达到设计要求，喷播前在骨架内坡面横向开槽，通过开槽为基材提供支撑，增加基材与坡面的结合面积，增加坡面基材的附着量。

2.3 挖方框格梁骨架边坡绿化设计

设计思路:本项目挖方边坡采用的钢筋混凝土框格梁护面，坡率为1∶0.75，由于框格承重能力较强，可考虑通过码砌植生袋，在框格内营造良好的植被恢复环境。近年来，植生袋护坡绿化形式在甘肃省公路边坡绿化领域应用广泛。首先由于植生袋护坡对原边坡进行了全面覆盖，其防止坡面水土流失的效果较为明显;另外，由于植生袋中的土壤和肥料不易随雨水冲刷和风蚀而流失，保土保墒能力好，且植生袋护坡具有植物萌芽快，生长分布均匀的优点，其绿化效果的长期稳定性也较为突出。

设计内容:采用码砌植生袋进行绿化，在框格内顺坡面放置植生袋，植生袋采用成型产品，植生袋种籽层选用刺槐、紫穗槐、荆条、高羊茅、黑麦草、波斯菊混合种籽，乔灌草相结合。

施工要求:在框格上采用角钢和膨胀螺栓对码砌好的植生袋边坡进行加固，确保边坡的稳定性。

3 挖方边坡生态防护施工工艺

在兰州南绕城高速公路边坡生态防护工程实施过程中，设计单位针对施工中发现的问题，结合施工现场具体情况，与项目建设单位、施工单位、监理单位进行了充分沟通和研究，对部分设计内容进行了优化调整，对施工工艺进行了优化完善。

3.1 挖方无骨架边坡厚层基材喷播

施工工艺流程:清理边坡———锚杆固定———铺设木板条———挂网———喷播———覆盖无纺布———养护。

(1)清理边坡:对挖方边坡上的石块、虚土、凸出的部分进行清理。

(2)锚杆固定:在清理完边坡后，在坡面钉入锚杆，锚杆行间距50cm，列间距100cm。

(3)铺设木板条:将木板条固定在锚杆上，板条之行间距离为50cm，板条必须平行，紧贴坡面不能有空隙，搭接处用扎丝将锚杆和板条捆紧。

(4)挂网:首先将镀锌网拿到坡顶，从上往下依次铺开，顶端用锚杆加固，然后依次从上往下用锚杆加固，锚固后镀锌网要紧贴坡面，有悬空的地方加设锚杆固定，每两块网搭接处要重合10cm，使搭接后的坡面镀锌网成为一个整体。

(5)喷播:挂网合格后将配比好的基材用喷播机分多次均匀喷射在坡面上，喷射从上而下，确保均匀喷射到每个角落，喷播平均厚度为8cm。

(6)覆盖无纺布:喷播完成后第二天覆盖无纺布，为种子营造快速发芽的环境，同时防止雨水和浇水冲刷，无纺布要上下压实，中间搭接处每150-200cm用U型卡固定。

(7)养护:无纺布覆盖后根据喷播基材墒情进行喷水养护，喷水需采用雾化喷头，杜绝高压直喷，浇水采用少量多次，确保种子发芽期间土壤湿润。在喷播的草、灌生长到5-7cm后在阴天或早晚揭除无纺布。在植物生长一个月后，根据土壤肥力和草灌生长情况，及时对草灌进行施肥，确保植被生长茂盛。

3.2 挖方拱形骨架边坡液压喷播

施工工艺流程:坡面清理———开槽———制备基材———喷播———覆盖无纺布———养护。

(1)坡面清理:对挖方边坡上的石块、虚土、高出拱形骨架的部分进行清理。

(2)开槽:在清理后的坡面上横向开槽，开槽行间距15～20cm.开槽宽度6～8cm，开槽深6～8cm。

(3)制备基材。基材主要成分为水、木纤维、稻草、腐殖土、复合肥、种植土、粘合剂、种子(经优化，调整为紫穗槐15g/m2、苜蓿10g/m2、扁穗冰草5g/m2、菊科草花5g/m2)

(4)喷播:开槽后先将配比好未加种子的基材用喷播机搅拌均匀后分多次均匀喷射在坡面上，喷播厚度达到6cm，然后喷播2cm厚的加入种子的基材，喷射从上而下，确保均匀喷射到每个角落，喷播平均厚度为6～8cm。

(5)覆盖无纺布:喷播完成后第二天覆盖无纺布，为种子营造快速发芽的环境，同时防止雨水和浇水冲刷，无纺布要上下压实，中间搭接处每150-200cm用U型卡固定。

(6)养护:无纺布覆盖后根据喷播基材墒情及时进行喷水养护，喷水需采用雾化喷头，浇水采用少量多次，确保种子发芽期间土壤湿润。在喷播的草、灌生长到5～7cm后在阴天或早晚揭除无纺布。在植物生长一个月后，根据土壤肥力和草灌生长情况，及时对草灌进行施肥，确保植被生长茂盛。

3.3 挖方框格梁骨架边坡码砌植生袋

施工工艺流程:清理边坡———定点放线———植生袋装土———码砌植生袋———栽植紫穗槐———角钢加固———养护。

(1)清理边坡:对框格内坡面上的石块、虚土进行清理，对框格深度少于40cm的土方进行清挖，以便于植生袋的码砌;

(2)定点放线:清理坡面后，在框格内部进行定点放线。

(3)植生袋装土:植生袋内所用土壤必须为改良后的种植土，每个袋子的土方要尽量一致，土装满后将袋口扎紧。

(4)码砌植生袋:植生袋由下往上，按照放线位置往上码砌，码砌时植生袋要放平整，要注意将有种子的一面放在外侧，层与层之间搭接要呈品字形，层层踏实，对植生袋与坡面间有空隙的用种植土填实，确保码砌的植生袋和坡面平整，不能凹凸不平。

(5)栽植紫穗槐:为加强植生袋边坡绿化效果，在原设计码砌植生袋的基础上，在植生袋上增加打孔栽植灌木，即在植生袋码砌平整后，在植生袋上打孔栽植紫穗槐，每平米栽植5株。

(6)覆盖无纺布:紫穗槐栽植后进行覆盖无纺布，为植生袋内种子营造快速发芽的环境，同时防止雨水和浇水冲刷，无纺布要上下压实，中间搭接处每150～200cm用U型卡固定。

(7)加固:采用L50×50×5的角钢和M20×180的膨胀螺栓加固，加固的角钢必须紧贴码砌好的植生袋，确保浇水和雨季不坍塌。

(8)养护:植生袋码砌完成后要经常喷水养护，喷水采用少量多次，确保苗木和种子发芽期间土壤湿润。

4 挖方边坡生态防护实施效果及技术应用总结

通过兰州南绕城高速公路挖方边坡生态防护工程的实施，挖方边坡植被恢复情况较好，防治水土流失的效果显著，达到了项目预定的景观绿化效果要求，在西北大陆性气候黄土路堑边坡生态防护应用方面探索出了一条较为可行的技术方案。有关该项目挖方边坡生态防护技术应用心得总结如下:

(1)本项目挖方边坡生态防护设计，根据项目所处地区气候类型和边坡土质类型，结合项目工程防护形式，提出的采用喷播绿化方式(厚层基材喷播、液压喷播)，能够在生态防护工程实施初期形成对坡面的全面覆盖，较好的解决了湿陷性黄土被雨水冲刷导致的水土流失以及坡面拉槽造成的景观破坏问题，同时兼顾以植物基材作为植被生长长期稳定的基础，解决了坡面水肥条件不佳导致植被长势不佳、易退化的问题。

(2)本项目结合项目实际情况，对喷播及码砌植生袋施工工艺提出了优化方案，如挖方无骨架边坡利用锚杆和木板条组合的方式为喷播基材在边坡上更好的附着和稳定提供辅助，挖方拱形骨架内采用横向拉槽的方式增加喷播基材的附着厚度和稳定性，挖方框格梁内码砌植生袋后再增加打孔栽植以增加绿化效果。从实施效果来看，以上优化措施对增强生态防护整体效果起到了很明显的推动作用。

(3)本项目边坡生态防护工程在绿化后期养护期间，加强了养护力度，重视操作的规范化，也为生态防护工程整体效果提供了重要保障。

5 结语

兰州南绕城高速公路挖方边坡采用的生态防护技术，是在总结其他公路绿化设计及工程实践经验的基础上，针对项目的气候和边坡土质等特点，经优化完善形成的一套较为适合西北大陆性气候公路挖方边坡的生态防护技术，对西北地区特别是大陆性气候公路黄土边坡的生态防护工程应用具有一定的参考意义，希望通过该项目挖方生态防护技术应用经验的总结，能够对今后相似类型公路生态防护技术的深入研究和应用完善提供有益的素材。

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