鄭 華 兵， 鄭 道 明， 陳 維

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

京滬高速鐵路山東泰安段三標(biāo)石蠟山巖石路塹長(zhǎng)890 m，其中心最大挖深為20.2 m，最高邊坡達(dá)30 m，植噴綠化面積達(dá)22 710 m2。左側(cè)路塹設(shè)二級(jí)邊坡，右側(cè)路塹設(shè)三級(jí)邊坡，邊坡為全巖石邊坡，巖石為花崗片麻巖，灰白色，巖石破碎、裂隙發(fā)育。為提高邊坡在高速鐵路運(yùn)行期的穩(wěn)定并解決巖石邊坡的綠化問(wèn)題，對(duì)該巖石路塹邊坡采用了錨桿混凝土框格梁與植噴綠化護(hù)坡新技術(shù)。其錨桿混凝土框格梁中的錨桿使邊坡巖石穩(wěn)定性提高，而且通過(guò)框格梁節(jié)點(diǎn)處的錨桿將邊坡坡體下滑力或巖石壓力傳遞給穩(wěn)定巖層，從而使巖石邊坡在錨桿的錨固力作用下達(dá)到穩(wěn)定。同時(shí)，框格梁使邊坡綠化面積“小型”化，對(duì)穩(wěn)定植噴客土起到了重要作用，這種植噴綠化護(hù)坡方法能達(dá)到全坡面綠化效果。全巖石邊坡在采用厚層基材植噴綠化護(hù)坡技術(shù)時(shí)，用噴射機(jī)把基材客土與含有混合草籽的面層土按設(shè)計(jì)厚度均勻噴射到坡面上。厚層基材植噴護(hù)坡技術(shù)主要適用于全巖石、混凝土、漿砌石邊坡上，能夠使植物生長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)于巖石邊坡而言，圍巖裂隙的多少及風(fēng)化程度等制約著植物根系的延伸。對(duì)于硬巖邊坡，由于裂隙很少，因此，必須使植噴的基層混合物有足夠的厚度以滿足植物根系的正常生長(zhǎng)，采用厚層基材植噴綠化護(hù)坡技術(shù)，有效地解決了巖石邊坡無(wú)法生長(zhǎng)植物的難題，使巖石與混凝土坡面達(dá)到完全綠化。

錨桿混凝土框格梁與植噴綠化護(hù)坡技術(shù)是利用植被涵水固土的原理穩(wěn)定巖石邊坡，同時(shí)又能美化和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的一種新工藝，該工藝是集巖土工程、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、植物學(xué)、土壤、肥料學(xué)等多學(xué)科于一體的綜合工程技術(shù)。

2 邊坡錨桿施工

(1)錨桿鉆孔要求: 在巖石邊坡錨桿施工前，經(jīng)測(cè)量人員把錨桿孔位畫在巖面上(孔位誤差<±5 cm)，根據(jù)坡面上測(cè)放的孔位準(zhǔn)確安裝并固定鉆機(jī)，錨桿孔開(kāi)鉆鉆孔時(shí)縱橫誤差不得超過(guò)±20 mm，高程誤差不得超過(guò)±100 mm，鉆孔傾角允許誤差±2°，鉆孔底部的偏斜尺寸不應(yīng)大于錨桿長(zhǎng)度的3%。

(2)錨桿孔的深度與清洗要求: 錨桿孔鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后不能立即停鉆，要求穩(wěn)定鉆進(jìn)1～2 min，預(yù)防錨桿孔未達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑，要求實(shí)際鉆孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.2 m以上。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，用高壓風(fēng)槍清除孔內(nèi)的積水、浮渣及石粉，清孔順序應(yīng)自上而下。清孔完成后，應(yīng)將孔口暫時(shí)封堵以避免雜物進(jìn)入孔內(nèi)。

(3)錨桿的固定位置: 每根錨桿都要安裝對(duì)中支架，使安裝的錨桿位于孔中間，對(duì)中支架采用φ8鋼筋制作，錨桿和支架除保證對(duì)接角度外，還應(yīng)保證焊接時(shí)焊縫飽滿。在錨桿前端0.2 m處開(kāi)始安裝對(duì)中支架，隨后每1.5 m設(shè)置一處對(duì)中支架，對(duì)中支架的設(shè)置如圖1所示。

錨桿采用φ32螺紋鋼制作，將錨桿外露端頭做成彎鉤狀并與框格梁的主筋焊接或綁扎牢固，錨頭采用鋼板割孔并與錨桿焊接在一起，錨頭采用35 mm厚鋼板制成，長(zhǎng)寬均為160 mm。

圖1 錨桿對(duì)中支架示意圖

(4)錨桿孔的灌漿: 在錨桿孔灌漿時(shí)，按孔位自下而上進(jìn)行，注漿要保持0.2～0.4 MPa的工作壓力，注漿時(shí)注漿管應(yīng)插至孔底5～10 cm處，隨砂漿向錨桿孔內(nèi)注入時(shí)緩慢、勻速拔出注漿管，待注漿到孔口處應(yīng)減小工作壓力。注漿應(yīng)保證孔內(nèi)砂漿飽滿，不允許錨桿孔內(nèi)出現(xiàn)里空外滿現(xiàn)象。

3 混凝土框格梁的施工

(1)框格梁基礎(chǔ)的開(kāi)挖: 混凝土框格梁施工前，先在巖石邊坡上進(jìn)行框格梁放樣，并用廣線拉出框格梁左右開(kāi)挖邊線并檢查錨桿偏離框格梁中心的尺寸。同時(shí)，在放出的框格梁邊線內(nèi)進(jìn)行框格梁基礎(chǔ)的開(kāi)挖，開(kāi)挖采用人工持風(fēng)鎬鑿除巖石的方式從上而下進(jìn)行，開(kāi)挖尺寸為深10 cm，寬40 cm，框格梁基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意不得過(guò)多地?fù)蟿?dòng)邊坡巖石。

(2)鋼筋的制作與安裝: 框格梁基礎(chǔ)開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸后，應(yīng)將基礎(chǔ)中松動(dòng)的巖石和浮渣清除干凈后再進(jìn)行鋼筋綁扎。每批鋼筋進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)分型號(hào)進(jìn)行堆放，鋼筋堆放場(chǎng)應(yīng)硬化，將鋼筋堆放在墊木上并用彩條布遮蓋，豎立規(guī)格標(biāo)示牌。鋼筋在制作場(chǎng)進(jìn)行下料和除銹、調(diào)直，經(jīng)處理合格后方可制作。

鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)坡面綁扎時(shí)，鋼筋保護(hù)層厚度為50 mm，鋼筋焊接時(shí)采用雙面、單面焊均可，單面焊為10d(d為鋼筋直徑)，雙面焊為5d。錨桿的彎鉤需和框格梁主筋焊接牢固，若錨桿與框格梁的箍筋產(chǎn)生干擾時(shí)可適當(dāng)調(diào)整箍筋并注意在鋼筋綁扎、焊接時(shí)預(yù)留伸縮縫的位置。

(3)模板的安裝:在進(jìn)行 框格梁混凝土澆筑時(shí)，框格梁底部不安裝模板，左、右側(cè)模板采用小塊鋼模板和木模板相結(jié)合拼裝，模板的支撐采用固定在框格梁巖石左、右坡面上的短錨桿用鐵絲相互拉住固定模板。

(4)框格梁混凝土的澆筑: 在框格梁混凝土澆筑前，應(yīng)調(diào)配好人員與機(jī)具、原材料的準(zhǔn)備。嚴(yán)禁在澆筑過(guò)程中發(fā)生缺料中斷的情況，混凝土澆筑時(shí)，尤其是在錨孔周圍、鋼筋較密集處混凝土下料時(shí)一定要下到位并仔細(xì)振搗，以保證框格梁混凝土的澆筑質(zhì)量?？蚋窳悍制┕?，兩相鄰框格梁接觸處留2 cm寬的伸縮縫，并用浸瀝清木板填塞。

4 植噴綠化的施工

錨桿混凝土框格梁與植噴綠化施工技術(shù)主要是起到護(hù)坡綠化、減少水土流失、恢復(fù)自然環(huán)境的目的。在以往的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)中均采用大面積噴混凝土和漿砌石的方法，該支護(hù)方式不僅不美觀，而且與自然環(huán)境也十分不協(xié)調(diào)。而采用植噴綠化技術(shù)，在巖石邊坡上采用錨桿加鋼筋網(wǎng)、三維掛網(wǎng)、錨桿混凝土框格梁與植噴綠化施工技術(shù)使純巖石邊坡的植草綠化成為現(xiàn)實(shí)。

(1)框格內(nèi)的坡面修整: 框格梁施工完成后，對(duì)框格內(nèi)坡面上的雜物、松散巖石進(jìn)行清理，使坡面基本保持平整。當(dāng)坡面淺層巖石不穩(wěn)定時(shí)，采用掛網(wǎng)與噴混凝土對(duì)巖石進(jìn)行加固并使坡面穩(wěn)定。

對(duì)坡面水的處理：對(duì)開(kāi)挖出的坡面徑流、涌水進(jìn)行處理，在坡面設(shè)置排水管，將涌水引至坡底，布置好坡面平臺(tái)排水設(shè)施，使水從坡面兩端排出，并將其引至坡底排水溝中。

(2)掛網(wǎng)施工: 植噴網(wǎng)片的鋪設(shè)應(yīng)盡量與坡面平行，在已作好錨桿和排水孔的巖石植噴坡面上鋪設(shè)φ6鋼筋網(wǎng)或鍍鋅8#鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)的規(guī)格為@20 cm×20 cm，巖石邊坡掛網(wǎng)是為了固定客土。鋼筋網(wǎng)與鐵絲網(wǎng)應(yīng)與坡面之間留3 cm保護(hù)層，將鋼筋網(wǎng)固定在錨桿外露的端頭上。為牢固起見(jiàn)，在靠邊和邊角處盡量多打一些錨釘進(jìn)行加固。

對(duì)于搭接的兩張鐵絲網(wǎng)重疊處應(yīng)不小于0.1 m，鐵絲網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保持坡頂處及坡體兩側(cè)的覆蓋不小于1 m，小于1 m時(shí)應(yīng)采用加密錨釘固定；對(duì)于局部不平整處，也應(yīng)加密錨釘固定。

(3)對(duì)于植噴基材的要求：植噴基材應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐募竟?jié)、土質(zhì)與自然條件的不同選用適合本地的植物種類，盡量選擇冬季是綠色的植物種子，采用適合在斜坡上生長(zhǎng)的深根型、耐旱、耐貧瘠、抗逆性強(qiáng)的草種和喬木種進(jìn)行混合播種，選擇當(dāng)?shù)氐闹参锓N子并與其它種子配合，以達(dá)到四季長(zhǎng)青的景觀效果。對(duì)于坡面的超挖部位，選用本地的客土裝袋堆碼在超挖邊坡上(或采用漿砌石進(jìn)行修補(bǔ))，然后在巖石邊坡上附一層結(jié)構(gòu)類似于自然土壤且能夠貯存水份和養(yǎng)份供植物生長(zhǎng)所需的基本材料，從而亦可達(dá)到修補(bǔ)巖石邊坡的目的。

(4)植噴客土的厚度：植噴客土的厚度應(yīng)滿足巖石邊坡防護(hù)和抗雨水沖刷的能力，并適應(yīng)植物長(zhǎng)期生長(zhǎng)要求。植噴客土層厚度為10±2 cm，植噴客土分基層和面層二次噴射，先噴基層客土，后噴帶草種的面層，在基層施工過(guò)程中，應(yīng)注意基層的平整。

(5)植被種子：在植噴綠化施工中，植噴草種、喬木種子應(yīng)選用適合當(dāng)?shù)赝令惿L(zhǎng)的種子，這樣實(shí)施有利于植物的生長(zhǎng)。選擇草種時(shí)可由禾本科和豆科類4～6種植物種子混合組成，根據(jù)施工區(qū)域的氣候特點(diǎn)及邊坡土質(zhì)狀況，冷季草和暖季草搭配。在施工過(guò)程中可做適當(dāng)調(diào)整。

(6)基材混合物：它由綠化基材、種植客土、纖維和植被種子按一定的比例混合而成，其中綠化基材是本工藝的技術(shù)核心。首先通過(guò)攪拌機(jī)把綠化基材、客土、纖維及混合植被種子攪拌均勻，然后通過(guò)噴射(噴播)機(jī)的料斗，在壓縮空氣作用下，基材通過(guò)輸料管送到噴槍處與水混合后噴射到坡面上，使坡面形成植物生長(zhǎng)層。

(7)綠化基材: 它由有機(jī)質(zhì)肥料、保水劑、速效肥、長(zhǎng)效肥、保水劑、穩(wěn)定劑、養(yǎng)生材料、消毒劑、種植土等按一定的比例混合而成。把植噴的各種基質(zhì)材料按比例放到拌和機(jī)中，攪拌均勻且拌和時(shí)間不得小于3 min，把拌好的基材混合物送至噴射機(jī)，基層混合料與面層用噴射機(jī)分2次噴完，或者采用把面層混合料拌濕后從下向上抹上2～3 cm一層也能達(dá)到相應(yīng)效果。巖石坡面植噴基材的配比如表1所示。

(8)混合料施工順序: 在植噴綠化施工中，先施工坡面基層，然后施工帶草種的面層。在基層施工過(guò)程中，應(yīng)注意找平坡面。面層施工時(shí)，在拌料過(guò)程中加入混合植物種子，植噴施工過(guò)程中不能產(chǎn)生漏噴坡面，施工中所用種子應(yīng)采用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡48 h后才能使用。巖石邊坡植噴綠化草種配比如表2所示。

表1 巖石坡面植噴基材配比表

表2 巖石邊坡植噴綠化草種配比表

(9)保墑: 坡面面層植噴施工完成后，坡面采用無(wú)紡布或塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，以達(dá)到防曬保濕的目的。在溫暖季節(jié)覆蓋無(wú)紡布進(jìn)行保墑，低溫季節(jié)為提高溫度、確保種子發(fā)芽，雨季是防止雨水沖刷。也可采用稻草、秸稈編織席子覆蓋。

5 植噴前、后期的養(yǎng)護(hù)

5.1 前期養(yǎng)護(hù)

(1) 灑水養(yǎng)護(hù)：用高壓噴霧器使養(yǎng)護(hù)水成霧狀均勻地濕潤(rùn)坡面，注意控制好噴霧器噴頭與坡面的距離、噴頭移動(dòng)速度并確保無(wú)高壓射流水沖擊坡面面層土后形成徑流。養(yǎng)護(hù)期限視坡面植被生長(zhǎng)狀況而定，一般不少于45 d。

(2) 揭除覆蓋物：當(dāng)草苗基本出齊后，應(yīng)及時(shí)揭去覆蓋物。為防止烈日將幼苗曬枯，應(yīng)在陰天或在傍晚時(shí)揭除覆蓋物。

(3) 追肥：邊坡草苗出苗后20～25 d左右，根據(jù)草苗發(fā)育情況、葉色狀況，因地制宜地補(bǔ)施氮肥和氮磷復(fù)合肥，一般生長(zhǎng)前期以追施氮肥為主，施肥量為5～10 g/m2，遵循少量多次的原則，每10～15 d施肥一次，草苗生長(zhǎng)中期以氮磷復(fù)合肥為主。

5.2 后期養(yǎng)護(hù)

(1) 去除雜草：雜草的生長(zhǎng)將抑制邊坡草苗的生長(zhǎng)并影響坡面植物的生長(zhǎng)速度。早期應(yīng)采用適當(dāng)?shù)赜萌斯ぐ纬c化學(xué)除草相結(jié)合的方法進(jìn)行。

(2) 修剪：根據(jù)草苗生長(zhǎng)情況應(yīng)適時(shí)修剪，使邊坡的草苗整齊、美觀，而且可以促進(jìn)邊坡植物的新陳代謝，改善密度和通氣性，減少病蟲(chóng)害的發(fā)生，還可有效地抑制生長(zhǎng)點(diǎn)較高的闊葉雜草。合理的修剪可促進(jìn)分蘗，進(jìn)而形成致密的植被，修剪應(yīng)遵守1/3原則，即每次修剪時(shí)，剪掉的部分不能超過(guò)原葉片長(zhǎng)度的1/3。

(3) 防治病蟲(chóng)害：首先應(yīng)采用各種措施改變邊坡草苗的生長(zhǎng)條件，控制病蟲(chóng)害的存活、繁殖、傳播，合理噴灌，科學(xué)施肥。在植被早期，可用50%的百菌清粉劑、70%的代森錳鋅可濕性粉劑、50%的福美雙、甲霜靈、多菌靈、乙磷鋁兌水噴霧交替使用或2種藥劑合理復(fù)配使用。

6 全巖石邊坡植噴綠化取得的效果

(1) 綠化護(hù)坡效果：錨桿框格梁與植噴綠化技術(shù)成功地在京滬高鐵泰安石蠟山開(kāi)挖路塹的左、右邊坡中得到應(yīng)用，所有邊坡植噴綠化技術(shù)已于2010年11月全部施工完成并全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，巖石邊坡得到有效的保護(hù)。石蠟山路塹左、右邊坡綠化護(hù)坡效果見(jiàn)圖2。

圖2 石蠟山路塹左、右邊坡綠化護(hù)坡效果圖

(2) 植物生長(zhǎng)指標(biāo)：草籽發(fā)芽率達(dá)到97%，植物覆蓋率為98.5%，植噴綠化技術(shù)的客土肥力搭配合理，植物多年生長(zhǎng)情況良好。

(3) 巖石邊坡的防護(hù)情況：多年來(lái)巖石邊坡的植物生長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)夏季的雨水沖刷，噴射的邊坡基層和面層客土未發(fā)生垮塌和流失，整個(gè)邊坡穩(wěn)定，植物生長(zhǎng)良好，未出現(xiàn)植被脫落現(xiàn)象。

7 結(jié) 語(yǔ)

植噴綠化護(hù)坡新技術(shù)能恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康與持續(xù)發(fā)展，已成為世界各國(guó)的共識(shí)和共同面臨的任務(wù)。在國(guó)內(nèi)水電、公路、鐵路、礦山、市政等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，經(jīng)常伴隨著大量的邊坡開(kāi)挖。邊坡開(kāi)挖嚴(yán)重破壞了原有的植被坡面并產(chǎn)生了大量的次生裸地且伴有嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，同時(shí)加劇了生態(tài)系統(tǒng)的退化。

當(dāng)邊坡采用一般支護(hù)方式:如噴漿、噴混凝土、漿砌石、錨桿+掛網(wǎng)+噴混凝土等邊坡支護(hù)方法時(shí)，主要是用以防護(hù)開(kāi)挖后邊坡的巖石風(fēng)化剝落、破碎以及產(chǎn)生掉石、滑坡等現(xiàn)象。當(dāng)邊坡采用這類支護(hù)措施后，由于缺乏植物生長(zhǎng)的環(huán)境，被破壞了的植被很難恢復(fù)。而采用植噴綠化護(hù)坡技術(shù)可以像漿砌石、噴射混凝土一樣起到對(duì)邊坡防護(hù)的作用，植噴綠化護(hù)坡技術(shù)與傳統(tǒng)的鋼性支護(hù)技術(shù)相比，雖然材料及其強(qiáng)度不同，但在功能方面仍有許多相似之處，而且植噴綠化施工其施工成本比漿砌石和噴射混凝土護(hù)坡要低許多，但生態(tài)效益則是傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)所無(wú)法比擬的。另外，植噴綠化護(hù)坡技術(shù)還有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠恢復(fù)由人類建設(shè)所破壞的生態(tài)環(huán)境，保持生態(tài)間的平衡。為了有效地解決和促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，采用植噴綠化護(hù)坡技術(shù)是利用植被涵水固土的原理穩(wěn)定巖土邊坡，同時(shí)，又能達(dá)到恢復(fù)和美化生態(tài)環(huán)境的效果。