高速公路邊坡三聯生態防護建植技術研究與應用

黃驟屹 況振華 聶鑫磊 楊衛紅

1.文山州廣那高速公路投資建設開發有限公司 2.中潤祥實業發展有限公司

1 引言

隨著人們綠色環保意識不斷提高，三聯生態防護植建技術作為一項新技術在高速公路的建設中得到應用。同傳統防護技術不同，三聯生態防護植建技術在滿足高速公路工程建設標準的基礎上結合植被特點，在有效防護工程建設的同時，做好環境保護工作。在生活質量不斷提高、環境保護的重視程度不斷加深的今天，對高速公路邊坡建設實施三聯生態化防護建植建設尤為重要。

2 三聯生態防護建植技術概述

2.1 技術定義

三聯生態防護建植技術主要是指邊坡施工中，物理、抗蝕、植被修復三項防護措施的聯合應用，實現了安全防護與生態修復的有機融合。其中物理防護措施為鍍鋅金屬網與錨桿的聯合使用進行防護；抗蝕防護措施為合理配比專用黏結材料與纖維進行防護；生態修復措施為利用符合生態循環及環境再造條件的喬灌植物的莖葉和根系進行防護。

2.2 防護機理

三聯生態防護建植技術聯合運用工程措施和生物群落來防護坡面。該項技術主要包括鍍鋅金屬網結合錨桿、合理配比專用的黏結材料和纖維、生態植被等三種防護方式。其中植被防護是關鍵、核心技術，利用土壤的生態環境、養分循環等系統的重新構建，達到邊坡生態功能及結構修復的目的，實現邊坡防護的自主循環、自我優化。

2.3 核心技術

生態修復技術3S-OER，其中“3S”特指植被群落、土壤生態環境、物質循環等三個系統。其核心產品具有生態修復功能的群落調節劑、土壤修復劑及循環物質劑等。

2.4 防護實施

2.4.1 物理防護

參考高速公路地質勘測的報告及現場勘測的結果，計算錨固參數，運用力學進行計算分析，然后將主錨桿與輔錨桿的規格和分布狀況制定出來。按照計算的結果，結合坡面的地質，選擇最佳錨固形式，其中包括選擇型號規格不同的三維網。

2.4.2 抗蝕防護

防護實施過程中，加入黏結材料和纖維，促進基材抵御雨蝕、風蝕能力的提高。也可結合實際狀況，選擇使用輔助材料，比如巢式結構等。受不同施工區域、氣候、環境的影響，配比基材的方案有所不同。比如，強降雨環境下，對各種黏結材料、纖維、滲透劑、保水劑等基材進行對比，提高配比基材的抗沖刷能力和理化生的性質。

2.4.3 植被防護

植被生態防護技術是將具有生態循環和生態環境再造功能的喬灌草木的莖葉和根系進行邊坡防護的措施。高速公路實施三聯生態的防護措施實施中，應當根據防護工程所處位置的氣候、地理、地質等條件，實施修復設計、菌劑配制、實驗驗證、參數控制、工程驗收的工程及工序，如果施工工序比較復雜，且技術含量較高，則花費較長的時間做好前期工作，周期通常為三個月。

2.5 技術指標

三聯生態邊坡防護建植穩定性需要滿足相關規范要求，>1.04 安全系數；重建土壤生境、植被群落、營養物質的循環等系統；由第三方對坡面的抗沖刷性能進行檢測，出具檢測報告；用3S-0ER 技術針對三個系統進行植被修復，構建自行演替、自行循環、自主維護一體化的維護體系。

3 應用分析

某高速公路三聯生態防護工程，施工場地地質為土石，邊坡高24m，坡度范圍40°～60°，坡面穩定性較好，坡面沒有植被覆蓋，在降雨的影響下，坡面沖蝕現象嚴重，植被生長難度大。為了做好邊坡生態防護工作，提高防護質量，2015年4月實施三聯生態防護建植技術。

3.1 物理防護

3.1.1 準備工作

通過實地考察施工現場的具體情況實施三聯生態邊坡技術，路塹平均10.5m的開挖深度，開挖施工分兩級進行，該路段地質為粉土、腐殖土、全風化的砂巖，按照1:1.75的設計要求開挖放坡，開挖工具為挖掘機，運輸工具為自卸車。

3.1.2 清理工作

完成路塹開挖后，用石灰在開挖邊界撒線，并給予保護，利用人工方式對邊坡坡面實施清理。為了抑制草木生長，完成坡面清理后，在坡面噴除草劑。為了防治坡面有粉塵土和浮土出現，結合坡面干濕程度，適當對坡面灑水。

3.1.3 掛網工作

沿著坡面用三維網由上向下進行鋪設，然后進行整平，用U型釘沿著坡面交錯固定網片，U 型釘間距為橫向140cm、豎向100cm。用U型釘將坡頂的三維網固定，位于坡腳的三維網通過填土埋設進行固定，對于兩級邊坡的平臺位置的三維網，就地實施現澆。第一幅與第二幅的三維網連接位置應當有100mm的重疊，特殊情況下，三維網應當保持≥0.5mm的搭接寬度。

3.1.4 錨固工作

組成錨桿的材料為HRB400 鋼筋作，主錨桿：Φ12mm，布置密度：5根/10m2；輔助錨桿Φ10mm，布置密度：23根/10m2；施工過程中，沿著網孔的上邊緣將錨桿垂直釘到邊坡內，為了避免三維網出現下滑現象，彎頭應當向上。

3.2 抗蝕防護

加入可降解、木質以及黏結性的材料，增強基材抵御風雨侵蝕的功能，結合實際需求，采用巢型結構作為輔助材料。結合不同的氣候條件、區域環境，采用不同的配比基材的方案。本案例針對當地區域特點，通過對比保水劑、黏結劑、滲水劑、菌劑以及纖維等配比，所配置的基材具有較強的抗沖刷性能和較好的性質。

3.3 生態防護

3.3.1 篩分回填

首先填筑篩分土，用網篩篩分回填土，所用網篩的篩孔應當小于三維網網孔。由上至下實施首次用回填土進行回填，拍實，回填材料禁止使用濕土；為了讓回填土能夠自然下沉，避免土壤內部有“空鼓”出現，因此首次回填完成后，用水澆透；然后進行二次填筑，回填的方法與首次回填相同，二次回填后，土、網額邊坡融為一體，有少部分地方出現“空鼓”，然后用泥漿泵進行第三次噴漿填筑，密實度大大增加。

3.3.2 草種種植

結合工程現場的具體狀況，經過多次現場考察，發現混合種植黑麥草、苜蓿、白三葉、高羊茅、早熟禾等草種比較適宜?；旌戏N子、保水劑、改良劑、肥料以及水，用液壓噴灑機在坡面均勻噴灑。噴灑完成后，用無紡布進行覆蓋，并用U型釘將無紡布固定。

3.3.3 管理養護

在噴灑后的12h內，首次澆灌養護水，為了保證回填土一直處于濕潤狀態，覆蓋30～45 天后將無紡布揭開。草坪形成后無須進行人工養護，在氣候比較干旱時，通過人工澆水，進行養護，植被的覆蓋率得到提高。

3.4 效果分析

經過三年的實踐發展，三聯生態坡面防護建植技術的實施，大大提高了植被的覆蓋度，樹群落種類、覆蓋率、群落的多樣化等與建植前相比，增加效果顯著。建立植被群落，植物根系在土壤內產生的穿插作用使明土壤的密實度明顯降低，邊坡的穩定性增強。坡面修復后同周邊環境保持良好的協調性，取得顯著的減排效果，維持高速公路的邊坡工程良好的耐久性。由此可見，該項技術在高速公路邊坡防護中的應用取得了極大成功，該項技術在相關地區值得應用推廣。

4 結束語

根據現場生態環境建設的實際需求，結合工程設計，保護高速公路沿線環境，減少地下及地表水污染，有效保護邊坡植被，促進高速公路綠色發展步伐，是實施三聯生態防護建植技術的最終目的。該項技術有著旺盛市場需求，技術的優越性強，具有良好的協調生態景觀功能，實用范圍廣，社會效益和經濟效益明顯?！?S-OER”技術在三聯生態防護建植技術中應用，為該項技術在高寒融凍區域高速公路邊坡防護中發揮應有作用提供保障，降低植被破壞的程度，減小后期養護的工作強度。