岩石边坡的两种绿化技术的应用研究

中国农村水利水电·２０１０年第６期１５３文章编号：ｌ００７—２２８４（２０１０）０６－０１５３—０４

岩石边坡的两种绿化技术的应用研究王多栋，高金晖（深圳市水务规划设计院，广东深圳５１８０００）

摘要：根据岩石边坡的特性、绿化原理、植被护坡的机理，阐述了三维植被网护坡和植被混凝土边坡绿化两种技术措施的生态材料、绿化技术的主要特点；介绍了两种绿化技术施工流程。这两种技术机械化程度高，劳动效率高，值得推广，为岩石边坡绿化措施的实施提供了借鉴。通过对两种技术的分析，对岩石边坡绿化防护技术发展提出了几点建议。关键词：岩石边坡；三维植被网；植被混凝土；绿化措施中图分类号：ＴＶ２２３文献标识码：Ｂ

０引言

边坡绿化是指在边坡上营造人工植被工程。开挖边坡形成以后，在其上通过植物的种植，利用植物与岩土体的相互作用（根系锚同）对边坡表层进行防护、加固，使之既能满足设计对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境［１］。传统的边坡防护措施多考虑边坡的稳定性，单纯采用工程措施；而对生态环境以及环境保护不够重视，导致破坏的植物景观与自然景观不协调，影响了视觉的美感；同时也未能更好的维护边坡的稳定性。边坡绿化就是将植物措施与工程措施相结合，利用植物涵水固土的原理来稳定边坡，同时美化生态环境。１岩石边坡的特性及边坡绿化原理１．１岩石边坡的特点岩石边坡不同于土质边坡，它具有较强的异质性，在进行生态防护过程中具有较多的不利条件［１］。岩石边坡一旦遭到破坏，将是山崩地裂，其后果比土质边坡严重得多，因此对岩石边坡绿化难度更大。岩石边坡石质坚硬，不具备植物生长所必需的土壤环境条件，无法直接进行种子播种或植生带绿化；透水性强、持水性差，缺少植物生长需要的水分和肥力条件。可见岩石边坡的生态环境比较恶劣，施工难度大，容易造成护坡困难或失败。此外岩石边坡坡度比较陡、径流强、基质附着条件差，这样使得岩石边坡表面的雨水径流速度大、强度高。在如此恶劣的收穑日期：２０１０—０４—１３作者简介：王多栋（１９８１一），男，助理工程师。环境下，适合生长的植物比较少，植被护坡难度比较大。因此需要采用一定的措施锚固表层基质，以利于植物生长。１．２岩石边坡的绿化原理岩石边坡绿化的基本原理是单独用活的植物、或植物与土木工程措施、或有生命的植物材料相结合，以增加工程坡面的稳定性并减少侵蚀，通过植物根系得力学加固和地上生物量的水文效应达到护坡和改善生态环境的目的。表１可以说明植被护坡土木工程护坡的功能类似。１．２．１基质的护坡原理根据岩石边坡的特点，基质的配制既要很好的附着在岩石边坡上，又要提供植物生长所必需的物质营养条件，考虑雨水冲刷能力要求和适应植物长期生长的要求。为了能使植物能够长期生长、更好的护坡，基质中会加入多种有效成分诸如黏合剂、保水剂、改良剂、生物菌肥、缓释剂等，以保证植被长期生长所需要的土壤、水分以及各种养分的供给。因此植生基质的配置中通常采用壤土、水泥、肥料、腐殖质、植物种子、保水剂等。１．２．２植被的护坡功能通过植物的修复包括群落结构和配置，加强了植被护坡与工程措施的结合。关于植被根系与坡体表层相互作用关系，目前人们做了较多的研究工作，都认为通过根系的抗拉作用，增表１生态护坡与土木工程加固的主要功能对比［２］

万方数据１５４岩石边坡的两种绿化技术的应用研究

王多栋高金晖

强了土体的抗剪强度，有利于坡体稳定。故选用根系发达的植物有利于坡体表层稳定，已成为共识。植被根系与坡体表层相互作用关系，还与植被类型有关。文献［３］研究了边坡上植树时，树根对边坡稳定性的影响。认为植树固坡对边坡稳定性的影响是好坏参半，具有积极和消极两方面的双向作用。坏的影响主要是根茎增加了地表粗糙度和土层渗透性，导致土层渗透能力增加；消减土层湿度，使土干裂，增加土层渗透率：将风引起的动荷载传递给边坡。因此文献［３］建议植树固坡应扬长避短，选用合适的树种，使其迎风面积小，树根应细长繁多，树根方向与剪切面成锐角，可有效提高土层的等效抗剪强度。提高后的等效抗剪强度可作为边坡稳定性分析的输入参数，对增强边坡稳定性起到明显的作用。要使植被护坡有扎实的理论基础，还必须加强植被与坡体表层相互作用研究。文献［３］明确提出了此观点。在岩质坡地上固定植生条件，有两种思路：一种是在坡地上设置框格或网袋，在里面置土；另一种思路是喷射特定配方具有抗冲刷能力的植生土壤Ｌ４］。前面一种思路耗时费工，只适用于较缓坡地。后一种思路因特定配方的土壤具备抗冲刷功能，且机械化程度高，劳动效率高，值得推广。下面就后一种思路，介绍２种岩石边坡绿化的高效机械化技术措施。

２两种技术方法及施工流程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。现在新起的、应用比较广泛的边坡工程绿化技术为三维植被网护坡和植被混凝土边坡绿化技术。

２．１三维植被网护坡２．１．１三维植被网特点及护坡功能三维植被网是以热塑性树脂为原料，采用科学配方，经挤出、拉伸焊接、收缩等一系列工艺制成的２层或多层表面呈凸凹不平网袋状的层状结构孔网，无腐蚀性、耐酸碱。三维植被网的底层为１个高模量基础层，采用双向拉伸技术，具有一定的弹性和强度，可防止植被网变形，并能有效防止水土流失。三维植被网的表层为１个起泡的网包层，蓬松的网袋内有较大的容土空间，植草覆盖率高，这种三维结构保证草籽更好的与土壤结合，在边坡防护中使用三维植被网能有效地保护坡面不受风、雨、洪水的侵蚀。三维植被网的初始功能是有利于植被生长，随着植被的形成，它的主要功能是帮助草根系统增强其抵抗水土流失的能力。不仅可网着一层泥土，增加边坡土壤厚度，从而达到改善植物立地条件的目的，而且可以稳定边三维植被网恢复了道路沿线的自然植被，不但美化了环境，而且保护了自然生态平衡。同时，自然植被能吸收汽车排放的尾气，净化空气，和圬工防护的单调、生硬比较，绿色的自然植被可缓解司机长时间驾驶的疲劳，有利于行车安全。三维植被网络结构与护坡大样见图１、２。

网垫土草籽图１三维植被网结构［６］也＜！

图２三维植被网护坡大样［８］２．１．２施工工艺（１）平整坡面。将边坡上杂石碎物清理干净，将低洼处回填夯实平整，确保坡面平顺。（２）三维植被网的安装。铺设：将三维植被网沿坡面由上至下铺于坡面上，网与坡面之间保持平顺结合。预埋：在坡顶开挖暗沟，尺寸为宽１ｍ、深１ｍ。三维网铺于坡顶时需延伸４０～８０ｃｒＮ，埋于土中并压实。沟底加Ｕ形钉固定，沟内填土夯实固定三维网，坡脚三维网埋于填土内，边坡平台处将三维网压于原设计浆砌平台下。锚固：贴着地面由上至下将三维网卷材展开，卷材顶端固定于暗沟内，相邻两卷材料相互搭接，并要求搭接宽度小于１０ｃｒｉｌ，用土工绳串通连接、Ｕ形钉进行固定，铺设时网状面朝上，多余卷材用剪刀裁剪。Ｕ形钉长约１５～３０ｃｉｎ，宽约８ｎ＇ｌｌＴｌ，Ｕ

形钉交错排列，Ｕ形钉竖向间距约１００ｃｒｆｌ，横向间距约１５０ｃｍ，中间用８号Ｕ形铁钉或竹钉进行辅助固定。三维网处治范围，周边应将三维网卷边５～１０ｃｉｎ，用Ｕ形钉压边，使三维网与周边构造物接触密合。覆土：三维植被网铺设完毕，将泥土均匀覆盖于三维植被网上，将网包覆盖住，直至不出现空包，确保三维植被网上泥土厚度不小于１２（３）喷播。覆土回填完毕，采用液压喷播机将混有种籽、肥料、土壤改良剂、种子黏结剂、保水剂和水的混合物均匀喷洒在坡面上，喷播完后，可视情况撒少许土。肥料为氮：磷：钾＝

万方数据岩石边坡的两种绿化技术的应用研究王多栋高金晖１５５１５：１５１５或氮：磷：钾＝１０：８：７的复合肥及含Ｎ有机质，肥量约为３０～５０ｇ／ｍ２，草籽按２５ｇ／ｍ２左右喷播。（４）养护管理。喷播植草施工完成之后，如气候较干燥，水分散失较快，可采用草袋或无纺布覆盖，浇水养护，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷，促使种子生长；若温度太高，则无需覆盖，以免病虫害的发生。喷草施工完成之后，必需定期进行养护，在植被发育期间，每天浇水２次，养护期约为１０ｄ，直到草坪成坪。当植被生长成形，根系已穿过三维网，即可撤去其上覆的草袋或无纺布。２．２植被混凝士边坡绿化技术植被混凝土边坡绿化技术是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学和环境生态等学科于一体的综合环保技术。它采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。植被混凝土防护设计见图３。图３植被混凝土防护设计圈［１２］（单位：ｍ）２．２．１植被混凝土的组成部分及各部分功能（１）防护网。选用塑料或铁丝网，防护网与锚杆一起护坡，增强其整体性，防止其从坡面脱落。（２）胶结部分。一般选用普通硅酸盐水泥，要求水泥熟料碱含量不大于０．６％，为降低植被混凝土的ｐＨ值，可以使用掺混合料硅酸盐水泥和道路水泥。一般用４２５号水泥，它使植被混凝土拌和物具有黏聚性，使植被混凝土具有强度。水泥用量一般与土壤ｐＨ有关，一般占５％～１２％。（３）植生土。一般选用沙壤土，沙壤土三相比较好，具有良好的水、养、气、热状况和协调能力，适于植物生长，在植被混凝土中是主要部分。要求土壤的含沙率小于ｌＯ％、最大粒径不大于１（４）有机质。一般使用新鲜稻壳、锯末等，使用它们能改善植被混凝土的三相比和保水性能，增加混凝土拌和物的流动性，便于施工及将植被混凝土逐渐改善为适合植被生长的土壤。另外，待其腐烂后，可为植物提供氮、磷、钾等养分，同时增加植被混凝土的空隙率。（５）腐殖质。其为稻壳、锯末、酒糟经腐烂制成，它能改善植被混凝土的物理性质（协调水、气、热状况）和化学性质（增强保肥性与缓冲性能），同时向植被混凝土中引入大量微生物，并和植物根系一起，使植被混凝土逐渐变成适于植物生长的土壤。（６）肥料。将长效肥和短效肥配合使用。长效肥是为植物生长提供长期效力的复合肥，一般采用尿素、生物肥、化学复合肥，可使植物在一段时间内不衰退。（７）保水剂。在水分丰裕时吸收水分，天气干燥时为植物提供水分，一般采用粒度１００目的保水剂。能显著提高喷层的抗旱性能。（８）混凝土添加剂。混凝土绿化添加剂含量一般不大于２％。含量过大不利于降低成本，过少不能营造出植物所需的生长基质。实践表明，其含量在１．Ｏ％～２．ｏｏＡ能很好地满足植物需求。（９）草种。几种草种可同时使用。在植被混凝土喷层中，面层含有草种，基层不含草种。土壤的用量占总量的８０％左右，水泥用量占５％～１２％。有机质、腐殖质合称有机物，它们的含量对植被混凝土的物理性质，即强度、容重及孔隙率，水肥供应有重大影响。其含量越大，容重越小，孔隙率越大，强度越低。有机物的含量过大会造成植被混凝土的强度偏小，孔隙率过大而不利于保持水分，同时还会降低拌和物的黏聚性，喷射施工时增加回弹损失。实践表明，有机物最适宜的用量为８％～１６％。混凝土添加剂用量２％～５％，主要功能营造植物生长环境。混合植绿种子采用冷季型草种和暖季型草种，混合根据生物生长特性优选配制，用量一般３０ｇ／ｍｚ为宜。２．２．２施工流程（１）修筑排水沟：在边坡四周、马道、边坡纵向每２０ｍ设置排水沟。（２）清理边坡上的松土、平整坡面：清除坡面淤积物、浮石，打掉突出岩石，使坡面尽可能平整，再用高压水枪清洗坡面，使坡面有利于植被混凝土和岩石的完全结合。（３）铺设固定防护网：其目的是增强护坡强度，形成加筋植被混凝土，一般采用夺ｚｏＨⅡｎ钢筋按１．５ｍＸｌ．５ｍ交叉锚固，锚杆长度３０～８０（４）搅拌植被混凝土：根据搅拌机大小，按植被混凝土的配比计量拌和，在面层喷射层拌料时加入混合植物种子，加水量应保持植被混凝土不流不散。（５）喷射植被混凝土：要求喷枪口距岩面１ｍ左右，以防止有机质飘逸，造成喷射层空隙率过低；喷射分基层和面层二次喷射，形成近１０锄厚度的植被混凝土（其中基层８ｃｍ，面层２