張師琴

摘要：隨著不斷探索邊坡項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，開發(fā)了各種對邊坡有效防護(hù)的技術(shù)，并改善工程的環(huán)境。可以凸顯自然環(huán)境美的植物防護(hù)邊坡技術(shù)，能收獲良好的綠化效果，但難以達(dá)到傳統(tǒng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、承受力等要求。而生態(tài)混凝土不僅強(qiáng)度高，且有效防護(hù)邊坡，提升了邊坡的穩(wěn)定性，延長了防護(hù)的時(shí)間，憑借較大孔隙率保證植物生長，在一定程度上改善了環(huán)境。

關(guān)鍵詞：高速公路;邊坡綠化技術(shù);生態(tài)混凝土

傳統(tǒng)治理邊坡方案通常采取剛性防護(hù)方法，不僅影響景觀的效果，還增加了后期維修的成本。為促進(jìn)高速公路轉(zhuǎn)型升級(jí)，在邊坡綠化設(shè)計(jì)中融入適合本地氣候的生態(tài)混凝土工藝，保證邊坡穩(wěn)定的同時(shí)，盡可能恢復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)。

1 生態(tài)混凝土的組成結(jié)構(gòu)

生態(tài)混凝土特點(diǎn)是高強(qiáng)度，良好的穩(wěn)定性，擁有20%～30%的孔隙率，并在表面附著一層栽培介質(zhì)和填充孔隙的材料，可以填人花草種子，并為其創(chuàng)造生長所需的水分與營養(yǎng)，令其快速生根和發(fā)芽。生態(tài)混凝土孔隙為植物根系提供了必要的環(huán)境，使植物扎根于底部土壤。生態(tài)混凝土下產(chǎn)生連片的草根，形成天然濾網(wǎng)，發(fā)揮了防護(hù)的作用，同時(shí)混凝土憑借多孔結(jié)構(gòu)對坡體有效保護(hù)。實(shí)際結(jié)構(gòu)如下：①植被層：包括有關(guān)的植物、植被草皮與適合的樹木，進(jìn)一步提升景觀結(jié)構(gòu)的綠化水平。②表層或孔隙土：在生態(tài)混凝土表面鋪設(shè)或以泥漿形式注入到生態(tài)混凝土中，為植物創(chuàng)造發(fā)芽的空間并控制混凝土蒸發(fā)水分，為植被發(fā)芽提供充足的養(yǎng)分，可選擇養(yǎng)分豐富的土壤覆蓋或注入泥漿?；炷两Y(jié)構(gòu)成分主要是生態(tài)透水混凝土，由粗骨料、水泥添加劑混合配置產(chǎn)生，透水混凝土成型后加人生態(tài)添加劑，從而降低混凝土的堿性，使混凝土表面產(chǎn)生致密的有機(jī)膜，提升混凝土的強(qiáng)度。注漿液可結(jié)合各地區(qū)情況合理配置，主要成分是保水材料、肥料等。

2 生態(tài)混凝土應(yīng)用的優(yōu)勢和劣勢

2.1 優(yōu)勢

植物的根系在生長過程中需要養(yǎng)分、水分以及土壤深度的共同作用，這樣才能保障植物的根系發(fā)達(dá)。植物的根系直接決定了植物枝葉的繁茂情況。一般情況下，在公路護(hù)坡當(dāng)中，坡面上無法添加土壤，因此在坡面當(dāng)中大多數(shù)種植的是草本植物和藤本植物。而通過生態(tài)混凝土的利用，可以在護(hù)坡面當(dāng)中填充客土，等到土體完全夯實(shí)之后，使用強(qiáng)度和孔隙數(shù)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)混凝土進(jìn)行覆蓋處理，從而為植被的生長營造一個(gè)良好的環(huán)境，植物的選擇范圍也會(huì)隨之提升。此外，通過生態(tài)混凝土的使用，不僅能夠提升固土和護(hù)坡的效果，同時(shí)生態(tài)混凝土的多孔隙還能夠使雨水快速滲透到土壤當(dāng)中，在強(qiáng)降水天氣當(dāng)中，土壤當(dāng)中的多余水分會(huì)從生態(tài)混凝土層孔隙當(dāng)中流出，使植物的生長狀態(tài)達(dá)到最佳。

2.2 劣勢

生態(tài)混凝土是一種新型的材料，目前尚未完全投人使用，在施工過程中缺少與之相契合的施工設(shè)備，因此大規(guī)模的施工工作開展存在著一定的難度。此外，利用生態(tài)混凝土，有很多植物品種都可以作為護(hù)坡綠化的原材料。護(hù)坡地段的不同直接影響著植被的種植狀況，如何對所種植的植物進(jìn)行最合理的搭配，目前的研究還未取得突破性的進(jìn)展。雖然生態(tài)混凝土的性能比較卓越，但在實(shí)際應(yīng)用的過程中同樣存在著一定的局限性。例如要對生態(tài)混凝土的澆搗進(jìn)行控制，確保生態(tài)混凝土當(dāng)中孔隙的暢通性。如果施工面積較大，需要在施工現(xiàn)場設(shè)置網(wǎng)格式的混凝土框架梁，這些操作都具有一定的難度，以目前的技術(shù)水平很難大規(guī)模推廣。此外，生態(tài)混凝土的表面非常粗糙，在使用過程中美觀性有所欠缺。

3 生態(tài)混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

3.1.1 提升堿性中和水準(zhǔn)。一般來說，植物需要通過專用的遞減膠凝材料與邊坡進(jìn)行連接，由于植物適合在pH值6.0～8.0間生長，因此植生基材具有中和堿性功能。

3.1.2 抗沖刷性。由于草坪植被難以生長，對固結(jié)土壤和抗沖刷作用產(chǎn)生了非常顯著的影響，其中植生基材重點(diǎn)凸顯了附著力和抗沖刷的性質(zhì)。

3.1.3 吸水和保水能力。受到外部條件的制約，高速公路的邊坡水分流失非常嚴(yán)重，因此植生基材必須科學(xué)使用降水，從根源上提升其吸水和保水能力，使植物在發(fā)芽的過程中能夠得到充足的水分供應(yīng)，優(yōu)化植物的抗旱能力。

3.1.4 加強(qiáng)肥力。植生基材可以依照實(shí)際狀況為植物供應(yīng)一定的肥力，顯著提升有機(jī)質(zhì)的保肥和土壤的抗沖擊能力。

3.2 配合比具體設(shè)計(jì)方案

植生基材在不同項(xiàng)目中產(chǎn)生的效果也不相同。經(jīng)不斷試驗(yàn)，生態(tài)混凝土利用的植生基材需因地制宜實(shí)行配比，即結(jié)合不同的工程項(xiàng)目特點(diǎn)，選擇與本地地形、降雨等相適應(yīng)的配比，使植生基材的作用最大限度地發(fā)揮出來，這樣可以達(dá)到最佳的護(hù)坡綠化效果。鑒于這種情況，植生基材的配合比需要進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)。

在一些氣溫濕潤的地區(qū)，基材的性能首要是抗雨水沖刷，避免雨水沖洗未成型的植物;二要保證植生基材的混合物能夠生成一種團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，這種團(tuán)狀結(jié)構(gòu)可以調(diào)整土壤的肥力狀況，注意土壤不能產(chǎn)生較高的含砂量，同時(shí)要經(jīng)過干燥和粉碎處理，以滿足噴錨機(jī)的相關(guān)處理要求;三要保證植物的長期養(yǎng)分供應(yīng)，保證形成坡面之前不會(huì)發(fā)生耗盡養(yǎng)分的現(xiàn)象，因此，除了加入有機(jī)肥料，還要根據(jù)一定比例加入秸稈和酒糟等。

4 噴射生態(tài)混凝土設(shè)計(jì)方法

4.1 設(shè)計(jì)調(diào)查

4.1.1 收集資料。調(diào)查工地周圍的氣象資料，包括降水量、干旱持續(xù)時(shí)間、降水分布以及海拔高度等。

4.1.2 仔細(xì)勘查周邊環(huán)境。重點(diǎn)檢查高速公路邊坡的形狀、坡度以及巖石性質(zhì)等。并在邊坡工點(diǎn)周圍全面調(diào)查，檢查是否出現(xiàn)滑坡、崩塌和沖刷等嚴(yán)重的問題。查看工點(diǎn)邊坡的形狀、坡度、傾向、節(jié)理發(fā)育水平等。

4.1.3 調(diào)查附近植物。掌握工點(diǎn)邊坡附近的植物類型，包括灌木、花草等，結(jié)合分布植物特點(diǎn)，為選擇坡面植物群落提供參考。

4.2 坡面處理方法

在設(shè)計(jì)使用生態(tài)混凝土?xí)r，應(yīng)保證坡面的穩(wěn)定性，加固處理缺乏穩(wěn)定的坡面，之后開展具體施工。待坡面狀態(tài)趨于穩(wěn)定之后，現(xiàn)場工作人員需要在掛網(wǎng)結(jié)束之后立即進(jìn)行噴射處理。在處理過程中需要注意的是，凝石會(huì)對坡面產(chǎn)生一定的粘連性，在這種情況下，可以直接越過坡面處理，并立即開展噴射工作。如果在處理過程中發(fā)現(xiàn)坡面當(dāng)中存在突出的巖石，需要在第一時(shí)間對這些巖石進(jìn)行處理。如果坡面的超挖非常嚴(yán)重，需要立即進(jìn)行回填。

4.3 掛網(wǎng)設(shè)計(jì)

科學(xué)使用鍍鋅活絡(luò)鐵絲網(wǎng)片，在頂面應(yīng)用生態(tài)混凝土由上至下鋪設(shè)網(wǎng)片，并保證拉緊。上下搭接網(wǎng)片保持5cm距離。網(wǎng)片左右間無需進(jìn)行搭接處理，但全部網(wǎng)片與錨釘接觸的位置都要利用鍍鋅鐵絲牢固綁扎。在鋪面和網(wǎng)片之間保持6～7cm的垂直距離，使用墊塊有效支撐坡面和網(wǎng)片。保持1.0m×1.0m間距布置錨桿，根據(jù)坡面狀況明確其長度，錨桿通常要外露9～10cm，使錨桿略微上傾，與坡面保持一定夾角即95°～100°，針對嚴(yán)重風(fēng)化的坡頂部與個(gè)別巖體，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對錨桿適度延長。

4.4 噴層厚度設(shè)計(jì)

一般情況下，設(shè)計(jì)巖石邊坡噴射層厚度為100cm，結(jié)合邊坡巖石條件、年均降水量等整體考慮。植生基材的噴射厚度與植物的生長發(fā)育狀況有著明顯的關(guān)聯(lián)性。如果噴射厚度不足，會(huì)影響水分的維持。若噴射厚度過大，會(huì)在一定程度上增加工程的建設(shè)成本。因此，要根據(jù)實(shí)際情況，全面而細(xì)致地控制噴射厚度。

4.4.1 邊坡巖土條件。裂隙狀況和風(fēng)化水平對植物根系的生長情況有著直接的影響。鑒于硬質(zhì)延邊坡的裂隙相對較少，因此，必須具備充足的噴射厚度才能保證根系健康生長。對于軟質(zhì)延邊坡，由于裂隙很多，可以減少噴射厚度。

4.4.2 年均降水量。植物生長不能離開水分，缺少水分容易導(dǎo)致植物枯死，尤其是噴射生態(tài)混凝土產(chǎn)生的粗放型管理的植物群落。降水量多少對植物的分布與發(fā)育密切相關(guān)，在降水量不足的地區(qū)用噴射生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)，需借助增加基材厚度供應(yīng)水分。

4.4.3 邊坡坡度。陡峭的坡面，植物很難較好生長發(fā)育，在生長層瘠薄、干旱等環(huán)境中影響更加明顯。當(dāng)坡面存在較大坡度時(shí)，容易流失水分并無法在生長層內(nèi)長時(shí)間貯存。因此，邊坡坡度的大小直接反映噴射厚度。隨著坡度增大，相應(yīng)增加了噴射厚度，從而優(yōu)化水分條件。

5 結(jié)語

21世紀(jì)人類面臨的最嚴(yán)峻問題就是環(huán)境問題，在人們對大自然開發(fā)的過程中，也對生存環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。特別是在公路、鐵路、水利、電力等工程建設(shè)中，需要對巖質(zhì)邊坡進(jìn)行開挖，必須基于生態(tài)角度防護(hù)巖質(zhì)邊坡，整體思考工程結(jié)合植被的措施，科學(xué)利用生態(tài)防護(hù)技術(shù)，使生態(tài)工程不僅達(dá)到護(hù)坡固坡、防止沖刷的要求，還可以有機(jī)聯(lián)系附近的生態(tài)景觀。

（收稿：2019-08-08）

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