生态防护

厚层基质挂网喷附设计及施工

一．变更方案概述

丹（东）—拉（萨）国道主干线内蒙古老爷庙－集宁段土建工程第二合同段挖方边坡防护原设计方案为：用砼预制块直接护面并用锚杆进行锚固（K285+000-K293+150）。现我办申请将该段挖方边坡防护方案变更为厚层基质挂网喷附，用生态防护代替传统的工程防护，将老集高速公路建设成内蒙古自治区第一条绿色交通要道。

二．变更原因

1．老集高速公路沿线缺乏合格的片石，这给工程防护的实施带来了困难，而且大面积开采片石，势必破坏植被，导致采石场地山体裸露，形成新的石漠、风化、扬尘等灾害，加剧高速公路建设对周边环境的负面影响。另外K274+140-K293+150挖方段山体质地多为红粘土，很适合植物生长。

2．拟采用的厚层基质挂网喷附技术在日本、欧美应用已有十几年。在日本山口大学、日本特殊建设株式会社支持下，由北京师范大学资源科学院和中国路域生态工程有限公司引入中国，并完全实现了本土化。厚层基质挂网喷附护坡与传统的浆砌片石护坡相比，具有如下优点：

1).稳定效果

浆砌片石：刚性的浆砌片石或砼预制块与柔性的土体坡面亲和性差，不能与坡体形成有机结合的整体，随着时间的推移，往往容易发生崩、滑、塌、陷等道路灾害。

厚层基质挂网喷附：植被与坡面亲和性强，根系发达致密，深嵌坡体，与锚杆、锚钉、网材纵横交错，与坡面紧密结合，形成有机整体, 不易产

生崩、滑、塌、陷等道路灾害。并且生态防护相对于浆砌片石可在高温期降低路面温度3～5 °C。

2).景观效果

浆砌片石：景观生硬、单调、灰暗，与周围的生态环境多不协调，汽车行驶在高大的浆砌片石边坡中间有如行驶在峡谷里，司乘人员易产生视觉疲劳和心里压力。

厚层基质挂网喷附：使公路巧妙的融入周围的环境之中，给高速公路的使用者创造优美、宜人、舒适、和谐的行车环境。

3).环保效果

3. 呼集高速公路于2003年春季在部分路段的挖方边坡首次采用厚层基质挂网喷附技术进行了边坡防护。植物长势良好，且经过2003年的冬季考验后，边坡植物的返青也令人满意。在2004年，呼集路开始大面积的使用该种边坡防护方法。到目前为止，边坡稳定，圆满的完成了边坡生态防护工程，为老集高速公路边坡生态防护建设取得了一定的成功经验。

三．厚层基质喷附技术简介及老集公路生态防护设计

1. 技术简介

根据坡面的原始条件，设计植物群落、基材配比、锚网强度、喷附厚度，采用日本专用喷附设备实施喷附。喷附前先在坡面锚固金属网，以防止坡面发生土体或砾石脱落，再将专用基质经高压喷附设备喷附在金属网格中，高压喷附的浆状基质材料与金属网浇筑般结合在一起，在坡面形成具有一定厚度和强度的网材基质保护层，该保护层设计厚度为7厘米，接近于当地自然土壤A ～A 0层的厚度，不但防风抗蚀，且养分充足、保水性强，

是良好的植物生长发育层。基质中的种子在温度条件适合时就会发芽生长，其茎叶、根系与金属网一起对坡面形成三维立体防护体系，再一次保护坡面不受雨水侵蚀，并起到绿化美化坡面的作用。主要施工设备有：日产专用喷附机、大排量空压机、大型柴油发电机和基材搅拌供应一体机。 呼集高速公路卓资山段生态防护工程 防护前 防护后

边坡喷附剖面示意图边坡植被恢复剖面照

2．老集高速公路生态防护设计（结合了呼集的成功经验）

（1）用专用植生基质，恢复与重建植物根系生长发育层

挖方边坡表层土壤硬度高、养分低，不能恢复植被，为此，采用人工合成的专用植生基质进行植物根系生长发育层的恢复与重建。这种人工合成的专用植生基质由有机质、缓释肥、土壤改良剂、保水剂、粘结剂、渗透剂等生态材料构成，具有既可以保证肥力持久高效、透气透水、保墒抗旱，又粘性适中不脱落，易于机械喷射并与网材形成对坡面保护的高科技特点。

（2）择适地乡土物种，设计共生植物群落

干旱区边坡植物群落设计需要考虑五方面因素，一是能在当地良好地生长，有一定的耐贫瘠性和抗旱性；二是生长迅速，易形成覆盖层，且根

系较为发达；三是各物种之间有一定的相互营养与共生关系，四是草原野生物种，形成的群落稳定持久，无需养护；五是种子容易获取，具有工程可操作性。根据这五方面因素，选择如下物种用于植被恢复：禾本科草本：蒙古冰草、无芒雀麦

豆科草本：紫花苜蓿、草木樨

豆科灌木：柠条

在这些物种中，蒙古冰草、无芒雀麦有地下茎，蔓延力强，适合用于水土保持；草木樨耐贫瘠，耐干旱，生长迅速；柠条根系发达（入土深1～5米），耐干旱，护坡效果突出；紫花苜蓿根系发达（入土深3～4米），根上生有大量根瘤，固氮效果好。这些物种的混合使用，可以体现出草灌结合、长短根系结合、先锋物种与稳定物种结合、植物多样性、自营养机制等特征，可以达到快速覆盖、牢固护坡、群落稳定、景观优美、无需养护的边坡生态恢复目的。

耐旱灌木样本耐旱灌木样本

四．费用增加

由于厚层基质喷附为新技术，目前国内尚无关于该技术的造价预算定额，故在单价的确定过程中，有些依照定额标准计算，有些参考类似定额标准计算，有些既无定额又无参考标准，则按市场批量价格计算。如：保

水剂、粘合剂、综合人工费以定额标准计算；复合化肥、种子、其他人工、其它材料、其它机械、发电机、内燃空压机、喷附机、搅拌供应一体机参考相关定额标准计算；专用基质、缓释肥、土壤改良剂和镀锌机编网以订购价格加运费计算；锚杆、保墒网等材料以市场批发价格计算；现场管理费、现场经费、企业管理费和利润按北京和内蒙古规定的有关费率计算；税金按内蒙古自治区税率计算。

最后，第一、二合同段承包商在业主的监督下最终协商定价为170.148元／平方米。

具体费用增加详见下表所示：

五．工程预期效果

1．边坡防护

植被形成前，经高压喷附的含有粘结剂和渗透剂的多功能基质与坡面锚固的网材浇筑在一起，在坡面形成具有一定厚度和强度的网材基质保护层，可以抵御一般降雨的侵蚀。

植被形成后，发达的根系与镶嵌在坡面的网材基质保护层结合，形成有机的立体防护结构，同时，茂密的植物茎叶遮盖在网材基质保护层上，形成了对坡面的第二重防护；可以抵御大雨乃至暴雨的冲刷，防止边坡水土流失。

2．恢复生态