生態柔性防護在高速公路邊坡工程中的應用

發布時間：2022-02-13 11:25

1 緒論

1.1 高速公路邊坡現狀簡述

長期以來，邊坡的綜合防護技術一直是公路修筑中的一個薄弱環節，我國在80年代中期以前，主要以低等級公路建設為主，由于交通量小，深挖高填較少，投資不大，因而防護工程不作為道路建設的主體工程，由此引起的損失亦不大，所以在工程中對邊坡的綜合防護研究常常被忽視。進入90年代以后，我國高等級公路建設方興未艾，由于缺乏對防護技術的系統研究，沒有成熟的經驗供設計部門應用，因此只能用低等級公路的防護技術或供鑒鐵路部門的經驗來實施局部防護，缺乏綜合考慮，從而為工程埋下隱患，造成了巨大的經濟損失和不良的社會影響，有的甚至中斷交通，如沈大高速公路鲅魚圈所以南180km長的路段，后期的工程防治費用占整個工程防治費的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水沖擊后，很多路段出現路基垮塌，路面懸空的現象，再如眾所周知的昆祿路等。據交通部統計，僅1991年因水毀沖毀路基1577km，沖毀路面43733km，沖毀橋梁3606座、涵洞40343道，塌方4171萬方，直接經濟損失16.86億元，因排水防護不當使基層與路基含水量增加引起公路整體強度下降造成的損失更是無法統計。

因此，為降低工程造價，減少或防止道路病害，保持生態環境的相對平衡，確保道路的安全與穩定，急需對高等級公路的邊坡綜合防護加固技術進行全面系統的研究。與此同時，防護技術在理論方面尚需進一步研究，如邊坡的侵蝕機理、邊坡水力學特性研究、地區差異性以及公路部門與園林部門的專業交叉研究等等，以便提供邊坡綜合防護的理論支持和依據。

1.2 高速公路邊坡常見病害以及常見防護形式

目前，路基邊坡的質量通病，大多是邊坡破壞和坍塌。路基邊坡破壞主要邊坡坡面及坡腳的沖刷。邊坡坍塌一般分為三類：滑動型、流動型、落石型坍塌。這三類情況可單獨存在，也可同時在一種情況中出現。下面幾幅圖片就顯示了高速公路邊坡破壞造成的嚴重后果，因此加強邊坡防護已經成為了首要任務。

圖1-1 高速公路盤龍收費站出口邊坡坍塌

圖1-2 湖州高速公路邊坡坍塌

2.邊坡防護

2.1 邊坡生態防護

邊坡生態防護主要是保護路基邊坡表面，免受雨水沖刷，降低溫差及溫度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風化、碎裂、剝蝕演變過程，從而保護路基邊坡的整體穩定性，能恢復被破壞的生態環境，降低噪音，減少光污染，保障行車安全，促進有機污染物的降解，凈化空氣，調節小氣候。

2.1.1 邊坡種草防護

（1）適用范圍

種草防護適用于邊坡穩定，坡面沖刷輕微，且宜于草類生長的土質路提與路塹邊坡，用以防止表面水土流失，固結表土，增強路基的穩定性。經常浸水或長期浸水的路堤邊坡，種草不宜生長，不宜采用此種防護。邊坡上己扎根的種草防護，可容許緩流水短時沖刷。由于草籽播撒不均勻，草籽易被雨水沖走，種草成活率低等原因，往往達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝，表土流失等邊坡病害，導致大量的邊坡病害整治、修復工程，使得該技術近年應用較少。

選用草籽應注意當地的土壤和氣候條件，通常應以容易生長、根部發達、葉莖低矮、枝葉茂密或有匍匐莖的多年生草種為宜，常用的月白茅草、毛鴨嘴、魚肩草、果圓、雀稗、鼠尾草和小冠。最好采用幾種草籽混合播種，使之生成一個良好的覆蓋層。種植時草籽宜摻砂或與土粒拌和，使之播種均勻，播種時間以氣候溫暖、溫度較大的季節為宜。

（2）種植方式

根據施工方法不同，有以下幾種方式:

(a)種子撒播法：適用于邊坡土質較軟，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及邊坡緩于1：1的情況。

(b)噴播法：適用于礫間有砂的礫質土，或厚度在25mm以下的砂質土，厚度在23mm以下的粘性土、亞粘土土坡，或當厚度在25mm以上的硬質土時，在常降暴雨地區，則與鋪席工程并用。

(c)客土噴播法：客土噴播技術是一種改善邊坡植生環境，促進植物生長，從而在普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡上實現立體綠化、恢復自然植被的新技術。客土噴播法具有廣泛的適應性，土質或巖質邊坡都適用。

(d)點穴、挖溝法：點穴法是在邊坡上用鉆具挖掘直徑5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米約8～12個，將固體肥料等防入，用土、砂等將洞埋住后，再種種子。挖溝法是在邊坡大致按水平間隔50cm左右，挖掘10～15cm深的溝，放入肥料后，撒播種子。

（3）種草防護的缺點

此種方法的缺點是由于草籽播撒不均勻，草籽易被雨水沖走，種草成活率低等原因，往往達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝，表土流失等邊坡病害，導致大量的邊坡病害整治、修復工程，使得該技術近年應用較少。

圖2-1 高速公路邊坡種草防護

2.1.2 鋪草皮防護

（1）鋪草皮防護簡介

是將活的草皮按一定的形式鋪設并固定于擬防護的路基坡面，草皮成活形成植物覆蓋層，達到保護路基坡面的一種路基防護措施。路基坡面上鋪草防護，其作用與種草防護相同，前者使用時要求當地有足供挖取使用的草皮地段，但在邊坡高陡和坡面沖刷較嚴重的地方，鋪草皮較種草防護收效快。塊狀草皮的尺寸，一般為20cm×25 cm、25cm×40 cm及30cm×50cm幾種；帶狀草皮一般寬25cm，長200～300cm；草皮厚度根據草根的深度而定，一般為6～10cm，干旱和炎熱地方區可增加到15cm.挖草皮時，草皮兩端斜切(橫切面為平行四邊形），鋪草皮的方法有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮、卵(片）石方格草皮。

草皮應選用根系發達、莖矮葉茅草、假儉草等，干枯、腐朽及喜水草種不宜采用，泥沼地區的草皮禁用；鋪草皮前應將邊坡表面挖松整平，如有地下水露頭，應做好排水設施；鋪草皮前應在春季或初夏，干燥地區在雨季進行，不宜在冬季寒冷天氣施工；路塹邊坡鋪草皮，應鋪過路塹頂部1m或鋪至截水溝邊。

（2）工藝流程

鋪植草皮可分為5個環節：

(a)平整地塊——經過水平測定，拉縱橫線，以保證不出現積水現象；

(b)回填土壤——鋪植地塊土壤必須肥沃疏松，不得有石塊、樹根、雜草宿根宿芽；

(c)起草皮——隨鋪隨起，頭天澆水濕潤草坪；

(d)鋪植——將新鮮草皮及時滿鋪地面，最好在陰雨天前進行。鋪后立即澆透定根水，待半干后打實，使草與土壤充分接觸；

(e)養護——日常管理主要是拔草、澆水、施肥、防治病蟲害、修剪等。

2.1.3 植樹防護

（1）植樹防護介紹

在路基邊坡上合理地植樹，對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用，使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對鹽漬土、經常浸水及經常干旱的邊坡及粉質土邊坡不宜采用。

優點：可以加強路基的穩定性，可以降低流速、防止和減少水流對路基的沖刷，可以防風、防沙、防雪，可以美化路容、調節氣候，并可獲得部分木材，增加收益。

（2）注意事項

(a)植樹最好選在1：1.5或更緩的邊坡上。

(b)樹種宜選用在當地土壤與氣候條件下能迅速生長、根系發達、枝葉茂密的樹種。用于沖刷防護的樹種宜選用成長很快的楊柳類，或不怕水淹的灌木類，常用的有紫穗槐及夾竹桃等。

(c)植樹后在樹木未成長前，應防止流速大于3m/s的水流侵害。當植樹地帶可能受到流水沖擊作用時，應在前方設置障礙物，加以保護。

(d)采用植樹方法防護路基，應使樹木及早成林，才能起到防護作用。

2.1.4 柔性防護三維植被網防護

（1）柔性防護三維植被網防護應用現狀

隨著人們對環保的要求越來越高，在公路工程建設中，邊坡防護設計大量采用生物防護。基本實現全路段綠化，不但綠化美化了公路，還有效的降低了工程造價，取得了良好的綠化效果。

（2）柔性三維植被網結構

三維植被網是以熱塑性樹脂為原料，采用科學配方，經擠出、拉伸等工序精制而成。它無腐蝕性，化學性穩定，對大氣、土壤、微生物呈惰性。

三維植被網的底層為一個高模量基礎層，采用雙向拉伸技術，其強度高，足以防止植被網變形，并能有效防止水土流失。三維植被網的表層為一個起泡層，膨松的網包以便填入土壤、種上草籽幫助固土，這種三維結構能更好地與土壤相結合。

在邊坡防護中使用三維植被能有效地保護坡面不受風、雨、洪水的侵蝕。三維植被網的初始功能是有利于植被生長。隨著植被的形成，它的主要功能是幫助草根系統增強其抵抗自然水土流失能力。

圖2-2 柔性三位植被網

（3）三維植被網護坡的機理

三維植被網護坡是指利用活性植物并結合土工合成材料等工程材料，在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統。通過植物的生長對邊坡進行加固的新技術，根據邊坡地形地貌、土質和區域氣候的特點，在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料并按一定的組合與間距種植多種植物，通過植物的生長活動達到根系加筋、莖葉防沖蝕的目的，經過生態護坡技術處理，可在坡面形成茂密的植被覆蓋，在表土層形成盤根錯節的根系，有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高邊坡的穩定性和抗沖刷能力。

（4）土工三維植被網特點

(a)使邊坡具有較大的穩定性，實施三維網植草后，草根生長與三維網形成地面網系，有效防止地表徑流沖刷，而根系深入原狀坡面深層，使坡面土層與三維網及草坪共同組成坡面防護體系，對坡面的穩定起到重要的作用。

(b)創造一個綠意濃郁的邊坡生態環境，改善高速公路的景觀，符合現行環境要求。

(c)工藝簡單，操作方便、施工速度快。

(d)工程造價低圬工砌體防護造價高、工程量大，其防護面積小，并需要長期投入大量的人力、物力和財力進行維修；而三維植被網防護則投資少、見效快、效果好，只需季節性的進行修剪工作。經驗表明：三維植被網護坡的造價為漿砌片石骨架植草護坡的一半，干砌片石護坡的40%，漿砌片石護坡的三分之一。

(e)三維植被網能做成草毯進行異地移植，能解決需快速防護工程的植被要求。

(f)三維植被網能有助于植被的均勻生長，植被的根系很容易在坡面土層中生長固定。

（5）土工三維植被網規格

聚合物：聚乙烯　　　　　　　厚　度：12mm

單位重量：0.43kg/m2 　　單位拉力：3.2kn/m

植被網尺寸：50m*2m

（6）施工程序與施工工藝

三維網植草是一種新的邊坡防護方式，該方法具有工藝操作方便、施工速度快、經濟可行的特點，且一般能滿足高速公路邊坡防護和美化的要求，其施工程序與工藝如下。

(1)施工程序

邊坡場地處理 → 掛網 → 固定 → 回填土 → 噴播草籽 → 覆蓋無紡布 → 養護管理

①邊坡場地處理：

填方邊坡

在修整后的坡面上進行場地處理，首先清除石頭、雜草、垃圾等雜物然后平整坡面、使坡面流暢、并要適當人工夯實。不要出現邊坡凹凸不平、松垮現象。

挖方邊坡

在修整后的坡面上進行場地處理，對表面光滑的坡面進行刮花處理；對于土質較松軟的坡面采用適當人工坑實，對于凹陷處采用人工墊土修平，不要出現坡面凹凸不平、松垮現象。

②掛網：

三維網(EM3)在坡頂延伸50cm埋入截水溝或土中，然后自上而下平鋪到坡肩，網與網間平搭，網緊貼坡面，無褶折和懸空現象。

③固定：

填方邊坡

選用Ф6mm鋼筋和8＃鐵絲做成的U型釘進行固定，在坡頂、搭接處采用主錨釘固定。坡面其余部分采用輔錨釘固定。坡頂錨釘間距為70cm，坡面錨釘間距為100cm。錨釘規格：主錨釘為(Ф6mm鋼筋)U型鋼釘長20~30cm，寬10cm，輔錨釘為(Ф8#鐵絲) U型鐵釘長15~20cm，寬5cm，固定時，釘與網緊貼坡面。

挖方邊坡

主軸釘選用Ф8mm鋼筋做成的U型鋼釘，輔錨釘選用Ф6mm的U型鋼釘，在坡頂、搭接處采用主錨釘固定，坡面其余部分采用輔錨釘固定。坡頂錨釘間距50cm，坡面錨釘間距100cm。錨釘規格：主錨釘為(Ф8mm鋼筋)U型鋼釘長20～30mm，寬10cm；輔錨釘為(Ф6mm鋼筋)U型鋼釘長15～20mm，寬5cm。固定時，網要拉緊，釘與網緊貼坡面。

④回填土：

填方邊坡

三維網固定后，采用干土施工法進行回填土，把粘性土、復合肥或漚制肥充分攪拌均勻，并分2～3次人工拋灑在邊坡坡面上，第一次拋灑的厚度控制在3～5cm為適，第二次拋灑厚度1～2cm，回填厚度直至覆蓋網包(指自然沉降后)。每次拋灑完畢后，在拋灑土壤層的表面機械灑水，機械灑水時，水柱要分散，灑水量不能太多，以免造成新回填土流失，目的使回填的干土層自然沉降，并要進行適度夯實，防止局部新回填土層與三維網脫離。要求填土后的坡面平整，無網包外露。所選用的粘性土應顆粒均稱，顯粉末狀，無石塊與其他雜物存在，肥料可采用進口復合肥(N:P:K=15:15:15)或堆漚基肥，用肥量：20g/m²。

采用干土施工法具有施工操作簡單，對路面不會造成污染等優點。

挖方邊坡

網固定后，將由粘性土壤，堆漚米糠或腐殖土、進口復合肥、粘接劑、水泥組成的有機土壤充分混合并利用攪拌機充分攪拌，有機土壤成分的重量配比為粘性土壤：堆漚米糠或腐殖土：復合肥：水泥＝10:1.5:0.003:0.3，粘接劑用量為1～2g/m²。準備工作完成后，利用噴射機將混合均勻的有機土壤噴射于固定的三維網坡面上，噴射時，水的用量是通過在噴槍上的開關進行人工控制的，用水量不宜多亦不宜少應適中，從而避免出現溢流和散落現象。噴射應盡可能從正面進行,凹凸及死角部分應噴射充分,噴射的平均厚度為2.5~3.0cm,保證形成的新土層全面覆蓋三維植被網，不得出現網包外露現象。

采用機械噴射土壤(亦稱客土吹附)法是用先進的機械設備代替人工回填土，具有從根本上解決回填土層的懸空問題及施工對邊坡立地條件要求較低的優點。

⑤噴播草籽：

噴播草籽，采用目前國內一項科技含量較高的先進種植技術－－液壓噴播綠化技術，其原理及操作方法是應用機械動力，液壓傳送，將附有促種子萌發小苗木生長的種子附著劑、紙纖維、復合肥、保濕劑、草種子和一定量的清水，溶于噴播機內經過機械充分攪拌，形成均勻的混合液，而通過高壓泵的作用，將混合液高速均勻噴射到已處理好的坡面上，附著在地表與土壤種子形成一個有機整體，其集生物能、化學能、機械能于一體，具有效率高、成本低，勞動強度小，成坪快的優點。

草種配比

根據邊坡的自然條件、立地條件、土壤類型等客觀因素科學地進行草種配比，使其能在邊坡坡面上良好生長，形成“自然、優美”的景觀。使用的具體品種及用量視現場而定。

三維植被網草種的選用

常規選用的草種有：香根草、百慕大草、絆根草、白茅草、百喜草、假儉草、畫眉草、毛鴨嘴、結縷草、小冠花、黑麥草耳茸、雀等。其中畫眉草屬多年生叢生草本植物，特別耐干旱和土壤貧瘠，分枝旺盛，莖葉強健，根的伸展性好，能在巖石的縫隙中生長；百慕大草為禾本科狗牙根，屬多年草本植物，草莖匍匐，貼地生長，有發達的不定根，并于節上生根及分枝，使地面成網狀，覆蓋能力墻，耐高溫，耐干旱，能在各種土壤中生長；百喜草為從草科多年生植物，草高根深，可深入地表以下1m多，耐高溫、耐嚴寒、生長快、對早期護坡有重要作用，能在風化石等極貧瘠的土壤中生長，是極佳的固土護坡草；黑麥草為禾本科多年生草本植物，抗寒、抗霜、耐濕，生長快，能很好地保護邊坡和提高草坪的成坪速度。

⑥覆蓋無紡布：

根據施工期間氣候情況及邊坡的坡度，來確定在噴播表面層蓋單層或多層無紡布，以減少因強降水量造成對種子的沖涮，同時也減少邊坡表面水分的蒸發，從而進一步改善種子的發芽、生長環境。

⑦養護管理：

a、苗期注意澆水，確保種子發芽、生長所需的水份；

b、適時揭開無紡布，保證草苗生長正常；

c、適當施肥，一般使用進口復合肥，為草坪生長提供所需養分；

d、定時針對性地噴灑農藥，定期清除雜草，保證草坪健康生長；

e、成坪后的草坪覆蓋率達到95%以上，一片蔥綠、無病蟲害。

(2)施工原材料：

三維網

①質量要求

三維網為三層式土工網墊，型號EM3，網厚12mm。卷長50m，寬輻2m。

選用的三維網必須是新材料，嚴禁使用重復使用過的產品。

②供應來源

選擇的三維網生產廠家，應進行檢查和測試。若材料來源不能達到均勻、一致，不能滿足工程的要求時，或三維網質量在任何時候不符合要求時可隨時選用其它廠家生產的三維網。

③錨釘選用優質ф6mm的鋼筋和8#鐵釘做成U型，禁止使用已嚴重腐蝕的鋼筋和鐵絲做為原材料。

④紙漿纖維，用量：150g/m²，一般稱它為內履材料或填充料，通過機械攪拌把水和草種子混合在一起，能使種子均勻地分布在坡面上，為包裹的草種上均勻地提供萌芽所需的水分。

⑤肥料，提高坡面土壤的肥力，為草種子萌發和幼苗生長提供所需養分。

復合肥，一般使用進口復合肥N:P:K＝15:15:15；

堆漚土雜肥，一般采用米糠或蔗渣與雞糞進行混合堆漚制三個月以上，其肥力持久，疏松土壤，保證土壤水份。

⑥土壤改良劑(土壤固著劑)

它具有吸水、粘結、改良土壤的功能，是液壓噴播綠化的重要材料之一，它的作用有三：其一溶于水后與種子、化肥和紙漿纖維等一起通過機械攪拌后形成米湖狀的懸浮液，通過噴槍噴灑在土壤中后與土壤粒子一起形成有機膠體，表面形成薄膜狀，緊密覆蓋于土壤表面上，通過物理和化學腱結的方式，使種子牢固地粘著土壤面；其二它具有很強的保水性，能把比自身數百倍的水，吸收保持住，防止其過快的蒸發，慢慢釋放供種子吸收；其三，它還具較強的改良土壤結構的功能，降低土壤容重，增加土壤通透性，增強土壤團粒結構，為此，它是一種在噴播技術上不可缺少也不能代替的重要材料。

⑦選用的草種須根系發達、粗生、耐熱、耐寒、耐貧瘠、抗干旱等，須具有生長迅速、植株低矮、形成的景觀優美、自然等特點。

(3)三維植被網防護施工工藝

①工藝流程

邊坡整理成型→細平整→掛網→固定→覆土→播種→再覆土→覆蓋纖維布或稻草、秸桿→澆水養護→后期管理。

②施工技術方案

1)邊坡整理成型，細平整。

a．在路基土方已經完工并經監理工程師驗收后，放出路基邊坡坡腳樁。直線路段基邊樁及坡腳樁每隔20cm打樁，進入曲線段加密到5~10m，以保證路基邊坡線平滑順直。

b．定出路基邊樁及坡腳樁后，用白灰標出控制線，然后開始刷坡。刷坡時可以用人工配合挖掘機按1：1.5的坡度進行。用挖掘機刷坡時要預留約20cm寬由人工清除，以保證路基邊坡的密實度，人工刷坡時要掛線，并用坡度尺檢驗路基邊坡坡度，以確保基邊坡的外觀線形，刷坡后將邊坡上的土塊粉碎、平整，并施入底肥。完工后經監理工程師檢查驗收。

2)開挖溝槽。在坡頂及坡腳處，按照施工圖紙設計尺寸，人工開挖預埋植被網的溝槽，并平整。注意開挖溝槽和刷坡一次不要過長，防止雨水、風沙等作用破壞路基邊坡坡面。

3)覆網。邊坡整理完工并經監理工程師驗收后，按照設計圖紙和施工規范要求或工程師的指示，及時進行人工鋪設EM3型三維植被網。覆網時，先將網置于坡頂溝槽內，然后從坡頂到坡腳依次進行。網晝與坡面貼附緊密，防止懸空，使網保持平整，不產生皺褶。網塊之間要重疊搭接，搭接部分應在10cm左右。

4)固定三維植被網。覆網后按照一定的密度和方式，采用竹釘(長25cm)或R型鋼筋(長25cm)打入邊坡進行固定；然后將植被網預埋在溝槽中，再回填土夯實。

5)覆土。在三維植被網固定好以后，在網上覆一薄層土進入網包(可以用木條刮入），而土壤要求細碎、肥沃、pH值適中。

6)播撒草籽。要求如下：

a．根據氣候、土質、含水量等因素，選擇易于成活、枝葉茂盛、根系發達、莖低矮、多年生、便于養護和經濟的草籽種類。

b．撒播草籽應在無風，氣溫15度以上的天氣進行，避免干燥的風季和暴雨季播種。為使草籽均勻分布，草籽應摻加細砂或細土，攪拌均勻后播撒。

7)再覆土。撒播草籽后，網上面再均勻覆蓋一薄層土，并適當拍實，使邊坡表面平整，并保證使土蓋住草籽。網上覆上總百度約為2cm 左右。

8)覆蓋纖維布或稻草、秸桿。為了讓草籽盡快發芽，邊坡上面應考慮采用纖維布或稻草、秸桿等進行覆熏，使土壤保持濕潤和適宜草籽生長的溫度。

9)澆水養護。種植草籽后應適時進行灑水施肥，清除雜草等養護管理，直到草籽成活并覆蓋坡面。澆水時最好采用霧狀噴施，防止形成徑流，以免造成草籽分布不均勻而影響覆蓋率和美觀。

10)養護期加強管理。應有效地養護所有種植面上的植物，直到養護期終止。

快速防護措施

當工期與植被培植期發生矛盾, 致使工程剛竣工即進入暴雨季節時, 則需采取“加筋草皮”對工程進行快速防護, 以便使其竣工后即可得到全面覆蓋的防沖刷植被。“加筋草皮”是采用三維植被網在草坪種植場或在工地附近的空地上預先培植好草皮, 成坪后即可整卷或分塊卷起, 然后鋪設至需防護的工程上。采用“加筋草皮”進行快速防護, 應注意提前施工植草, 鋪設加筋草皮時應使其緊貼坡面, 并澆水養護。“加筋草皮”的主要優點是防護速度快, 防護效果好，施工方便，對于陡坡更適宜采取此種技術。

（7）工程實例

廣州-惠州東高速公路起于廣州蘿崗，止于惠州凌坑，共分為A、B、C三個標段。其中B段從博羅田心村北到惠城區小金口鎮，全長51km。該標段位于東江沖擊平原與重丘區的過渡地帶，地形變化較大，區域地質條件復雜，出露的新老地層種類較多，土壤母質為花崗巖體，粗沙粒含量高，粘粒相對較少，土壤肥力較低。因此，該標段邊坡的植草一般較難成活。而傳統的漿砌片石網格植草、砼骨架、漿砌片石滿鋪等護坡技術，不僅工作繁重緩慢，造價較高，而且破壞自然環境。近年出現的三維網噴播植草技術，應用土工合成材料，有效地解決了這類邊坡的植草防護問題，但在廣東省尚未普及應用，因而在該標段選擇K91+252.4～K91+280路段開展試驗應用。

試驗方法：

采用三維網噴播植草技術。該技術形成的三維網邊坡生態防護體系由錨桿、EM3型三維網、網間營養料和網面草籽混合層組成。其中錨桿起穩定邊坡和懸掛三維網的作用；三維網為土壤提供一個三維的儲存空間，并與土壤層相互結合形成具有一定強度的護坡體系；網間土壤層為草籽提供生長基質和養分。該技術成功的關鍵在于草籽混合層和土壤層的配方。

土壤層配方：造漿每立方米使用砂質粘土800 kg，水泥60 kg，糠60 kg，磷肥10 kg，有機肥10 kg，復合肥5 kg，保水劑0.2 kg，土壤穩定劑2 kg，水90 kg。

草籽混合層配方：造漿每立方米使用砂質粘土720kg，草籽3kg，復合肥8 kg，磷肥10 kg，有機肥10 kg，水泥90 kg，糠100 kg，水80 kg。其中草種及其質量配比分別為：狗牙根50%，百喜草25%，野花生20%，灌木種子5%。

施工工藝

(1)修整坡面使之達到設計坡比，并確保坡面平整；

(2)按設計要求鉆孔并放置錨桿，然后注漿，在砂漿凝固前不得碰撞錨桿；

(3)從坡頂開始自上而下鋪設三維網，前后兩網之間的搭接長度大于10 cm，對于個別不平整的坡面用錨釘固定，使三維網緊貼坡面；

(4)將按配方調制后的粘土用噴漿機自上而下噴敷在坡面上，噴射厚度不小于8 cm，并確保坡面平整，無網包外露、空包或壓包現象；

(5)將草籽混合料用噴射機噴播，噴射厚度不小于7cm，噴播過程應連續，噴播完成后將噴射機和輸料管內的積料清除于凈；

(6)噴播后，在坡面覆蓋無紡布，以保持坡面水分，減少降雨對種子的沖刷，并在草籽生長期間適當澆水、補種、清除雜草和防治蟲害等。

試驗結果

在噴播后10d，草種發芽達85%以上，噴播區域呈現綠色；60d后，草的平均高度達10cm以上，覆蓋率達75%以上，初顯綠化效果。在第67天經歷了降雨量達300mm的暴雨，雨后檢查，供試坡面僅有局部損壞，大部分完好，初步防止了降雨對表土的沖刷。這說明利用三維植被網不僅使石質邊坡能夠植草綠化，而且邊坡綜合防沖刷能力及對雨水徑流的分散能力較強，從而達到綠化與固土護坡的效果。試驗采用的配方也適宜當地的氣候條件。

工程實例總結

錨桿掛三維網植草技術使低肥力的坡面和純石質坡面的植草綠化成為可能。由于在草籽生長層中加入了水泥，使坡面更能抗雨水的沖刷；錨桿使邊坡穩定性提高；草籽中加入一定數量的灌木，使坡面綠化做到草灌結合，加上該綠化方式是全坡面、無縫隙的，故形成的植被與自然景觀相當接近；此種綠化造價也較低廉。因此，該技術與傳統的邊坡防護技術相比較，具有一定的經濟和技術優勢。

3.工程防護

3.1封面、護面墻防護

為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質邊坡，免受大氣影響而修建的墻，稱為護面墻。

3.1.1封面、護面墻防護的簡介及適用范圍

護面墻多用于易風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質灰巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖層和較破碎的巖石地段，以防止繼續風化。可以有效地防止邊坡沖刷，防止滑動型、流動型及落石型邊坡崩坍，是上邊坡最常見的一種防護型式。

護面墻除自重外，不擔負其它荷載，亦不承受墻后土壓力，因此護面墻所防護的挖方邊坡坡度應符合極限穩定邊坡的要求。

3.1.2 封面、護面墻的分類

護面墻有實體護面墻、孔窗式護面墻、拱式護面墻等。實體護面墻用于一般土質及破碎巖石邊坡；孔窗式護面墻用于坡度緩于1：0.75的邊坡，孔窗內可捶面(坡面干燥時)或干砌片石；拱式護面墻用于邊坡下部巖層較完整而需要防護上部邊坡者。用護面墻防護的挖方邊坡不宜陡于1:0.5。

護面墻頂部應用原土夯實或鋪砌，以免邊坡水流沖刷，滲入墻后引起破壞。修筑護面墻前，對所防護的邊坡應清除松動巖石、松散土層。對風化迅速的巖層如云母巖、綠泥片巖等邊坡，清挖出新鮮巖面后，應立即修筑護面墻。

3.1.3 封面、護面墻在我國的使用情況

在我國山區高等級公路的防護設施中，護面墻是上邊坡采用較多的防護形式，而且多是實體護面墻，一般根據邊坡的高度、巖石的風化程度及巖土的工程地質特性采取半防護或全防護措施。在半防護措施中，有時采用坡腳護面墻，由于路塹的開挖，改變了空氣的流向，在路塹內形成旋轉氣流，雨雪天氣，該氣流攜帶著雨雪對坡腳的沖刷破壞能力最大，同時汽車高速行駛濺起的雨雪水也直接沖刷坡腳；自然降水自坡頂沿坡面向下流，流至坡腳時，速度最大，沖刷最嚴重，因此在坡腳處設置矮墻是最起碼的防護措施。從另一方面講，在坡腳設置護面墻還起到誘導行車視線的作用。對于土質邊坡，技術、經濟條件允許時，還可以搞綠化，種植一些藤本植物，美化環境。

圖3-1在G312線界古公路砌筑護面墻

3.2抹面捶面防護

3.2.1 使用條件和適用范圍

易于風化的巖石，如頁巖、泥巖、泥灰巖、千枚巖等軟質巖層的路塹邊坡防護，可用混合材抹面。對易受沖刷的邊坡和易受沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。

抹面或捶面的邊坡坡度不受限制，但不能擔負荷載，亦不能承受土壓力，故要求邊坡必須穩定的，坡面應平整干燥。

3.2.2 材料類型

常用的抹面混合料有石灰爐混合灰漿、石灰爐渣三合、四合土及水泥石灰砂漿。

3.2.3 注意事項

(1)抹面或捶面工程的周邊與未防護坡面銜接處，應嚴格封閉，如在其邊坡頂部作截水溝，溝底及溝邊也要用抹面或捶面防護。

(2)大面積抹面或捶面時，每隔5-10m應設伸縮縫，伸縮縫寬1-2cm，縫內用瀝青麻筋或油毛氈填塞緊密。

(3)為了防止抹面表面開裂，增強抗沖蝕能力，可在表面涂瀝青保護層，要求瀝青軟化點稍高于當地氣溫，用量為0.3kg/m³.

(4)抹面厚度為10-15cm，一般采用等厚截面。當邊坡較高時，采用上薄下厚截面。

(5)抹面或捶面工程應經常維修，發現裂縫、開裂或脫落應及時灌漿修補。抹面使用年限為6-8年，捶面使用年限10-15年。

3.3 噴漿噴射混凝土防護

3.3.1 噴漿噴射混凝土防護施工要求

(1)施工前,坡面如有較大裂縫、凹坑時應先嵌補牢實,使坡面平順整齊巖體表面要沖洗干凈,土體表面要平整、密實、濕潤。

(2)錨桿孔應沖洗干凈,然后插入錨桿,用水泥砂漿固定。

(3)鐵絲網應與錨桿連接牢固,均不得外露并與坡面保持設計規定的間隙。

(4)噴層厚度應均勻,噴后應養護7～10d,噴層周邊與未防護坡面的銜接處應作好封閉處理。并按有關規定留夠試件。

3.3.2 一般要求

(1)在邊坡進行噴射混凝土前，應按圖紙或監理工程師指示做好各項準備工作；

①清理防護巖面雜物，清除浮石及松動的巖石；

②用高壓水沖洗坡面，并使巖面保持一定濕度。

(2)在巖面上確定錨桿孔位，進行鉆孔，孔深及孔徑應符合圖紙要求。鉆孔完畢，應將孔內巖粉吹干凈。

(3)安裝錨桿，同時在鉆孔內灌注水泥砂漿或其它圖紙規定并經監理工程師批準的材料。

(4)埋設控制噴射混凝土厚度的標志，鋪設鋼筋網和鐵絲網或土工格柵。網眼的大小應符合圖紙規定。鋼筋網和土工可格柵應與錨桿聯結牢固，其與巖面的間隙宜為30mm，或按圖紙規定。

3.3.3 噴射水泥砂漿

(1)邊披噴漿防護，水泥砂漿的配合比應按照圖紙規定。如圖紙未作規定，砂漿強度應不低于M10。

(2)噴漿前應先試噴，以確定合適的配比及施工方法，試噴效果經監理工程師認可后方可大面積施工。

(3)大面積噴漿，應沿路線方向每隔20~25m設置一道伸縮縫，縫寬20mm。

(4)噴射水泥砂漿的施工工藝，呆參照噴射混凝土的工藝要求。

下列情況就暫停噴射施工。

(1)雨天沖刷新噴面上的水泥，造成混凝土脫落。

(2)氣溫低于+5℃。

(3)大風妨礙噴射手進行工作。

3.4砌片石護坡

3.4.1漿砌片石護坡的使用條件

(1)在緩于1：1的各種巖石和土壤邊坡上、其邊坡因風化剝落、表水沖刷，易發生流泥沖溝及表層溜坍等病害，在當地石料充足時可采用漿砌片石護坡。

(2)當水流速度較大(4-5m/s)波浪使用較強，以及可能有流水、漂浮物等沖擊作用時，為防護不同巖層不同位置可結合其他防護措施效果更好。

(3)對于嚴重潮濕或凍害嚴重的土質邊坡，在未進行排水措施以前，則不宜采用漿砌片石護坡。

在不適于植物防護或者有大量開山石料可以利用的地段最為適合。

優點：堅固耐用、材料易得、施工工藝簡單、防護效果好。

3.4.2注意事項

(1)片石選擇滿足規范的要求。

(2)削坡后，要夯實，削坡后，要夯實，檢查高程坡面平整度，密實度。

(3)有砂礫墊要夠厚度，砂礫合格。

(4)砂漿按定配比拌和。

(5)砌筑要砂漿飽滿，砌石緊密，錯縫、嚴禁通縫疊砌、貼砌和浮塞。

(6)砌體色縫，壓蓋要牢固、美觀、及時養生。

圖3-2 漿砌片石護坡

3.5 土工織物防護

土木合成材料是土木工程應用的合成材料的總稱。按《土木合成材料應用技術規范》(GB50290——98)將土木合成材料分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等類型。特種土工合成材料包括土工格柵、土工膜袋、土工網、土工墊、土工格室、土工泡沫塑料等。復合型合成材料是由上述各種材料復合而成，如復合土工膜、土工復合排水材料等。

土工合成材料所以能在各項工程中得以廣泛的應用，主要是由土工合成材料本身的功能所決定的。土工織物由于具有重量輕、整體連續性好、施工方便、耐腐蝕性、抗拉強度較高和抗微生物侵蝕性好等特點,當與植被相結合進行邊坡防護時,更加體現其優越性。土工織物的產品類型比較多,根據制造方法的不同可分為編型土工纖維、織型土工纖維、無紡型土工纖維、組合型土工纖維、土工網墊、土工格柵、土工網以及各種土工膜和復合組合材料等。土工織物在公路工程中具有排水、反濾、隔離、防滲、防護以及加筋和加固等功能,在公路路基邊坡防護處理中得到廣泛運用。

4 總結

工程防護的防護能力強，但是美化效果差。隨著我國高速公路的高速發展，對公路沿線景觀的要求不斷提高，美觀及與自然環境相協調越來越受到人們的重視。生態型防護不僅能起到保護邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止延緩軟弱巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變進程，保護邊坡的整體穩定性，而且在一定程度上還可以兼顧美化、恢復生態環境和協調自然環境的作用。在當今全社會對環境保護非常重視的環境中，生態型護坡必然成為今后公路土質邊坡防護的主流形式。大力發展和研究新型的邊坡生態防護技術是今后發展的趨向。目前，許多高速公路邊坡上還大量采用了植被防護的形式，并采用了不同的植被類型，取得了較好的環境景觀效果。生態環保、景觀和諧是公路邊坡防護的新要求。現在公路不僅要滿足出行和運輸的需要，更是種生活的方式，人們對公路的要求越來越高。公路邊坡是公路與周圍環境的自然分界面，應該與周邊環境自然和諧，盡量做到邊坡的防護融入周邊環境。同時應通過良好的植被凈化公路范圍內的有害汽車尾氣、揚塵等路域大氣污染，吸收路域范圍內的噪聲，降低噪聲污染，改善路域范圍的水熱環境，使路域范圍的不良因素減弱并逐漸向周邊環境過渡。生態、和諧將是邊坡防護的發展方向。通過工程防護加生物防護連同設計來降低造價，是今后工作的方向。目前隨著公路建設的發展，采用簡單的幾種方式對公路土質邊坡進行防護已經不能滿足公路建設的需要。隨著科技的發展，工程措施從早期采用抹(砌)面全面防護向土體穩定錨固、使用土工合成材料方向發展，植被防護措施也已由早期的人上種植發展到現階段的機械化作業，并且從單獨采用植物逐漸向植物與土工材料相結合過渡，工程防護與植被防護結合得越來越緊密。

參考文獻

[1] 楊航宇.公路邊坡防護與整治[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 張世綏.高速公路邊坡的生物防護技術[J].公路，2002(9).

[3] 龔曉明.三維土工網墊護坡應用技術[J].隧道建設，2003(5).

[4] 周德培，張俊云．植被護坡工程技術[M]．北京：人民交通出版社，2003.

[5] 中華人民共和國交通部.公路工程技術標準.JJGB01-2003(S).2004.

[6] 穆清君．高邊坡治理施工技術[J].交通工程建設，2010(1)．

[7] 汪益敏，陳　輝，賈　娟.廣東省公路邊坡防護現狀與發展 [J].中外公路，2002,22(6)．

[8] 郭熾斌，尹益輝．公路邊坡生態防護技術的發展現狀與趨勢．[期刊論文] -科技創新導報2009(16)．

[9] 王小彪，周富春．沖刷及生態防護對策．《重慶工商大學學報：自然科學版》 2010年第二期．

[10] 戴方喜，宋林旭．防護與治理技術的研究及應用．《中國水土保持》．2007年第7期．

[11] 邊坡防護植物的選擇．原林虎．《科技情報開發與經濟》．2010年第11期．