钢筋混凝土框格喷射植被混凝土护坡绿化技术

钢筋混凝土框格喷射植被混凝土护坡绿化技术
摘要：钢筋混凝土框格喷射植被混凝土护坡绿化技术是在开挖坡面上挂网、现浇钢筋混凝土框格梁，然后在框格内喷射植被混凝土以达到护坡绿化的目的。

具体介绍了钢筋混凝土框格喷射植被混凝土的技术要求及施工工艺。

该项技术在重庆富金坝航电枢纽工程厂房引水渠及船闸上游引航道的岩石边坡进行了应用，取得了良好的护坡及绿化效果。

关键词：钢筋混凝土框格；植被混凝土；护坡；绿化；富金坝航电枢纽
1 工程概述
富金坝航电枢纽工程厂房引水渠及船闸上游引航道岩石边坡最大坡长282 m，坡最高处达68.5 m，边坡走向NW9°，边坡倾角45°～63.4°，坡面约12 000 m2，边坡每10 m设一个马道平台。

岩石主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，泥质粉砂岩中夹杂有少量砂岩。

整个山体裂隙较为发育，岩石破碎、完整性差、强度低，岩面为开挖新鲜岩石。

要想在此类完整性差的高陡岩石边坡上进行护坡绿化工程，关键问题是为边坡提供支挡加固措施，使之做到深层和浅层稳定，为植物的生长提供安定环境。

本工程设计采用钢筋混凝土框格喷射植被混凝土护坡绿化技术。

2 施工技术要求
(1)钢筋混凝土框格。

钢筋混凝土框格梁是为了固定浅层岩体和植被混凝土，框格梁为一级配C20混凝土，主筋6φ14，箍筋φ8＠20,混凝土保护层厚5 cm。

梁的尺寸为25 cm（厚）×30 cm（宽），埋入岩体15 cm，框格尺寸为3 m×3 m,正方形布置。

横梁每隔15.3 m设一道伸缩缝，缝宽2 cm，用泡沫板填塞，竖梁延伸至坡顶及坡脚，在边坡开口线处用框格梁进行封闭。

(2)锚杆。

设置锚杆是为了加固深层岩体，锚杆长度根据所处的位置确定，在横梁和竖梁交叉点采用5 m锚杆，在每条梁的中点和框格中心点采用3 m锚杆。

3 m和5 m锚杆外露45 cm，25 cm长的直角弯钩，φ25螺纹钢，间距1.5 m×1.5 m。

在框格内采用0.5m的锚钉，锚钉外露
5 mm，φ12螺纹钢，间距0.9 m×0.9 m。

所有锚杆、锚钉均采用M 20水泥砂浆灌制，注浆压力0.1～0.2 MPa。

(3)挂网。

挂网是为了固定植被混凝土，喷射植被混凝土用网为14号镀锌斜方铁丝网，丝线直径2.6 mm，网目尺寸为5 cm×5 cm，幅宽2.8 m。

(4)植被混凝土厚度。

植被混凝土的厚度应满足边坡防护强度、抗雨水冲刷能力和适应植物长期生长要求。

考虑本工程边坡属于陡坡，坡面为新鲜开挖岩石，喷射植被混凝土厚度设计为10 cm。

分基层和面层二次喷射，基层喷射厚度为8 cm，面层喷射厚度为2 cm。

混合植物种子只拌和在面层料中喷射。

(5)混合植物种子。

一般来讲，选用施工地的乡土类植物群落更易于向稳定的植物群落发展。

但是，乡土类植物的种子却不易大量采集，不利于植被护坡技术的大量应用，基于此，可以采用与乡土植物的生理、生态等特性相近的、且易于大量获得的外来牧草类、草坪类及灌木植物种作为先锋型植物种，先在坡面建造外来的先锋植物群落，然后再演替为乡土类植物群落。

本工程所在地属西南亚热带季风气候，主要气候特点是冬暖夏热，冬少霜雪，夏多伏旱，雾多日照少。

多年平均降雨量1 026 mm，多年平均气温18.1℃，极端最高气温41.4℃，极端最低气温-3.7℃，多年平均相对湿度83%。

土壤质地属壤土类，通气透水性良好，含水量适宜，土温稳定，pH值＝6.5～8。

研究选用暖季型的草种高羊茅、狗牙根、多年生黑麦草，这三种草均适应当地气候及土壤条件，组合选用可保证边坡全年长绿。

高羊茅、狗牙根、多年生黑麦草组合播种的重量比为40％：40％：20％。

高羊茅：属多年生丛生型草本，质地粗糙，株高60～80 cm，呈疏丛状，须根发达，入土很深。

叶片线形扁平，坚硬，长15～30 cm，宽4～10 mm，背面光滑，上面及边缘粗糙。

喜温耐热，有强的抗热性，在高温炎热的夏季不休眠。

较抗寒，耐荫耐湿又较抗旱，耐刈割、耐践踏，被践
踏后再生力强。

耐酸碱能力强，能良好的适应pH值4.7～8.5的酸碱土壤。

适应性广泛，抗病性强。

狗牙根：属多年生草本植物，具根状茎和匍匐枝，具细韧的须根和根茎，节间长短不一。

叶扁平线条形，长3.8～8 cm，宽1～2 mm，先端渐尖，边缘有细齿，叶色浓绿。

喜温暖，当气温降低至0℃时，生长受到严重影响。

耐践踏，草层厚密，弹性好，再生力强，刈割后其地上部残茬能继续生长，切断的匍匐枝也能重新生根成活。

喜排水良好的肥沃土壤。

多年生黑麦草：属非匍匐的丛生型草坪草种，具有细弱的根状茎，须根稠密，质地柔软，密度良好。

茎直立，秆丛生，高30～60 cm，基部倾斜；叶片扁平，窄长，有微柔毛，长10～20 cm，宽3～6 mm，深绿色，发亮，具光泽，富有弹性；叶脉明显。

抗寒、抗霜而不耐热，耐湿而不耐干旱，也不耐瘠薄。

耐践踏性和刈剪，再生性好，生长速度快。

适宜在肥沃、湿润、排水良好的土壤或粘土上生长，也可在微酸性土壤上生长，适宜pH值6～7。

(6)植被混凝土配合比。

植被混凝土由水泥、水、干粉土+5％砂、腐植质、长效肥、保水剂、混凝土绿化添加剂及混合植物种子7种组成。

配合比必须结合当地自然条件选择合适的原材料，并通过组合调配和现场试验选定。

水泥是形成强度达到工程防护目的的固结材料，采用32.5普通硅酸盐水泥；水是为植物提供水分和拌制其他材料的基础材料，采用清水；土是营造植物长期生长提供养分储存的基础材料，采用干粉土（+5％砂）；腐植质是优先为植物提供养分和产生植物根系生长空间的基础材料，采用秸秆纤维；长效肥是为植物生长提供长期效力的复合肥，采用尿素、化学复合肥或生物肥；保水剂是水分丰裕时吸收水分，天气干燥时为植物提供水分，采用粒度100目的保水剂；混凝土绿化添加剂不仅可以增加植被混凝土中的水泥用量，增强护坡强度和抗冲刷能力，而且使植被混凝土层不龟裂，又可以改善植被混凝土的物理、化学特性，营造较好的植物生长环境，采用三峡大学绿野环保工程有限公司的绿野牌混凝土绿化添加剂；混合植物种子采用美国大西洋公司生产的高羊茅、狗牙根、多年生黑麦草植物种子。

根据其他边坡防护绿化工程的经验和通过本工程现场生产性试验，本工程植被混凝土配合比如表1所示。

(7)排水系统。

沿边坡开挖轮廓线外2 m设置天顶排水沟，汇集开挖边坡外部降水等原因形成的地表水，减弱坡面径流，采用M7.5浆砌块石修筑，壁厚30 cm，内径尺寸1m×1m。

在每一个马道平台内侧设立排水沟，汇集坡面渗水，采用C15一级配混凝土，壁厚10 cm，内径30 cm×30 cm，坡降2‰。

马道排水沟与天顶排水沟相连，所有水流最终均汇集到天顶排水沟，并与总排水设施相接。

图1为钢筋混凝土框格喷射被混凝土护坡绿化典型图式。

3 施工工艺措施
钢筋混凝土框格喷射植被混凝土施工工艺流程如图2所示。

(1)施工准备。

组织施工人员、施工机械及辅助材料入场，其中主要的施工机械包括岩石电钻、空压机、粉碎机、搅拌机、电焊机、注浆机、混凝土喷射机、卷扬机等。

采用钢管搭设承重双排脚手架，提供工作平台。

施工前进行测量放线，确定锚杆孔位及框格梁基槽位置。

(2)清整坡面。

清理受喷坡面的浮石、杂物、障碍物及坡脚的石渣和堆积物，使坡面起伏小于10 cm。

开凿30 cm（宽）×15 cm（深）的框格梁基槽，对坡面超挖超过50 cm的部位用M7.5浆砌石填补，填补面与设计面齐平。

(3)灌注锚杆。

使用岩石电钻钻孔，孔向与开挖坡面垂直，孔径φ50，孔深5.1 m、3.1 m、0.5 m。

采用先注浆后插锚杆的方法进行施工，锚杆插入深度为5 m、3 m、0.5 m，外露锚杆弯钩垂直或水平朝向，处于框格梁内锚杆与框格梁上部φ14主筋进行焊接。

(4)挂铁丝网。

将机制14号镀锌斜方铁丝网拉紧平铺于坡面，用扎丝绑扎固定在锚钉上，并采用不同厚度的混凝土垫块来调节，使铁丝网与坡面的距离保持2～3 cm。

非标准情况，增加短锚杆制作异性铁丝网，框格梁处将铁丝网与梁格钢筋连接，保证铁丝网稳固压入框格梁内5 cm。

(5)框格梁混凝土浇筑。

在一个梯段内每15.3 m为一个框格梁混凝土仓号，采用1.5 m及1.2 m的钢模板组合立模，先立侧模，盖模随混凝土浇筑同步进行安装，采用φ50软轴式插入振捣器振捣。

(6)喷植被混凝土。

喷植采用普通干喷技术，加水量应保持植被混凝土不流不散。

要求喷枪口距岩面1 m左右，喷射角度与坡面成400～500，自上而下条状喷植，条带宽6 m左右。

把混合好的基质材料拌合，搅拌时间不得小于3 min，使用混凝土喷射机分两次喷完，先喷基层，后喷面层，在基层喷射过程中，要注意二次找平。

在面层喷射层拌料时加入混合植物种子，此植物种子须用1‰的高锰酸钾溶液浸泡48 h
(7)覆盖无纺布。

在植被混凝土喷射完成后，暖季节覆盖28 g/ m2无纺布进行保墒。

但在低温季节，为了提高温度，以保证种子发芽所需温度，则需覆盖地膜；在施工48 h内应防止暴雨冲刷。

(8)养护。

养护管理包括喷水养护、追肥、病虫害防治、草坪修剪等。

喷水养护分前、中、后3期管理，前期喷水养护60 d，播后第1次灌水应浇透但不宜有水分流失和发生径流，防止基底材料被冲垮。

此后，根据天气状况，第1个月每隔3 d浇水1次，经常保持土壤湿润，以促进种子发芽和全苗、齐苗。

第2个月每隔5～7 d浇水1次，以保持土壤湿润，促进幼苗扎根和快速生长覆盖；中期养护每月喷水2～3次；后期靠自然雨水养护，若遇干旱，每月喷水2次。

通常在早晨对植物进行浇水，一般不在中午和晚上浇水，前者易引起草坪灼烧，后者容易使草坪感染疾病。

肥料类型一般可分为五大类：天然有机肥，速效肥，缓释肥，复合肥，肥料、除草剂、杀虫
剂、杀菌剂四合一混合物。

追肥方法一般采用人工、叶面喷施两种方法，时间常在早春和晚秋进行一次。

要注意施肥的均匀性，不使草坪颜色产生花斑；施肥前对草坪进行修剪；施肥后一般要浇水，否则容易造成草坪烧伤。

草坪主要病害有炭疽病、铜斑病、避斑病、镰刀菌枯萎病、褐斑病、锈病、白粉病等，常采用的防治措施有：合理排灌，保持土壤疏松、湿度适中；合理施肥，施用磷肥和钾肥能增加草坪的抗病性，避免氮肥的过量施入；化学防治，使用杀虫剂、杀菌剂等来消除病虫害。

草坪虫害可分为危害草坪草根部和根茎部的地下虫害和危害草坪草茎叶部的地上虫害，地下虫害具有种类多、分布广且危害严重的特点，因此是防治的重点。

常采用液剂拌种、液剂拌土壤、喷撒农药、施毒饵毒草、灯火诱杀等。

4 护坡绿化实效
框格梁及锚杆力学性能：框格梁混凝土试样28 d强度均大于20 MPa，灌注砂浆锚杆28 d
的抗拉强度均大于310 N/mm2。

植被混凝土物理性能：①容重14～15 kN/m3；②孔隙率30%～45%。

性能稳定，抗湿变、抗光照性能好。

边坡防护功能：经个半年多时的雨水冲刷和施工影响，整个开挖边坡稳定，未出现山体坍塌和植被混凝土脱落现象。

植物生长指标：①植物发芽率达90%；②植物覆盖率达95%；③土壤肥力合理；④植物多年生长情况良好。

5 结语
岩石边坡防护与绿化是一个新兴边缘学科，它涉及岩石力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学和环境生态学等多个学科。

钢筋混凝土框格喷射植被混凝土技术是将工程防护和植被防护进行了有机结合，形成稳固而又有生态景观效应的防护结构体系，特别是针对完整性
差的高陡岩石边坡,此技术比较适用。

但要使植被护坡工程技术得到广泛推广应用，仍需在原材料、施工配合比、施工工艺等方面作更深入的研究，使植被护坡工程技术规范化和标准化。

作者：袁国栋（中国人民武装警察部队水电第十一支队，四川成都610036）
荐稿：张智洋。