植被混凝土技术

植被混凝土边坡防护绿化技术
日期: 2007-4-13 来源: 不详点击: 311
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植被混凝土护坡绿化技术是采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。

植被混凝土边坡防护绿化技术具体做法是：先在岩体上铺上铁丝或塑料网，并用锚钉和锚杆固定。

将植被混凝土原料经搅拌后由常规喷锚设备喷射到岩石坡面，形成近10cm厚度的植被混凝土。

喷射完毕后，覆盖一层无纺布防晒保墒，水泥使植被混凝土形成具有一定强度的防护层。

经过一段时间洒水养护，青草就会覆盖坡面，揭去无纺布，茂密的青草自然生长。

植被混凝土护坡绿化技术可以一劳永逸地解决岩坡防护与绿化问题。

植被混凝土由水泥、土、腐殖质，长效肥、保水剂、混凝土添加剂及混合植绿种子7种组成。

水泥是形成强度达到工程防护目的的固结材料，一般采用425#水泥；土是营造植物长期生长提供养分储存养分的基础材料，一般采用壤土或沙壤土（含砂量不超过5%）；腐殖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，一般采用酒糟、锯末、秸杆纤维等；长效肥是为植物生长提供长期效力的复合肥；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，一般采用粒度100目的保水剂；混凝土添加剂的主要功能是营造植物生长环境；混合根据生物生长特性优选配制。

一般采用节水草、黑麦草、狗牙根、羊胡子草、白三叶。

施工程序：（1）修筑天沟及排水沟。

在边坡四周、码道、边坡纵向每20m设置排水沟。

（2）清理平整坡面。

清除坡面淤积物、浮石、打掉突出岩石，使坡面尽可能平整，再用高压水枪清洗坡面，使坡面有利于植被混凝土和岩石的完全结合。

（3）铺设固定复合网。

铺设固定复合网的目的是增强护坡强度、形成加筋植被混凝土，一般采用φ20mm钢筋按1.5m×1.5m交叉锚固，锚杆长30~80cm。

（4）搅拌植被混凝土。

根据搅拌机大小，按植被混凝土的配比计量拌合。

在面层喷射层拌料时加入混合植物种子。

（5）喷射植被混凝土。

要求喷枪口距岩面1m左右，加水量应保持植被混凝土不流不散。

分基层和面层二次找平。

（6）覆盖无纺布。

在面层喷射层完成后，覆盖28g/m2无纺布进行保墒，营造种子快速发芽环境。

（7）喷水养护。

在养护期应当保持植被混凝土呈湿润状态。

喷水设备应采用喷雾喷头移动喷洒，杜绝高压水头直接喷灌。

一般养护期为植物覆盖地面为限（50天左右）。

（8）后期管理。

喷射施工完成后，经保墒养护6天，混合植物种子中冷季型草种优先发芽，随继其他草种陆续发芽。

50天绿草成坪，完全覆盖岩石坡面。

此后基本上不必人工养护，可以自然生长。

喷射施工完成后经养护48小时，植被混凝土就会产生一定的强度。

6天后就能抵抗暴雨冲刷。

此种绿化技术比较适用于风化岩、土壤较少的软岩及土壤硬度较大的土壤边坡，尤其适于不宜植生的恶劣地质环境。

具有施工效率高、成本低、生态效益高、审美效果好、耐冲刷、防坡面开裂等特点。

植被混凝土边坡防护绿化技术施工工艺流程技术
更新时间：2009-04-12
植被混凝土边坡防护绿化技术施工工艺流程主要有7个步骤。

一是修筑天沟及排水沟。

在边坡四周、码道、边坡纵向每20米设置一排水沟。

二是清理、平整坡面。

清除坡面淤积物、浮石，打掉突出岩石，使坡面尽可能平整，再用高压水枪清洗坡面，使坡面有利于植被混凝土和岩石的完全结合。

三是铺设固定复合网。

铺设固定复合网的目的是增强护坡强度、形成加筋植被混凝土，一般采用直径20毫米钢筋，按1.5米*1.5米交叉锚固,锚杆长30-80厘米。

四是搅拌植被混凝土。

根据搅拌机大小，按植被混凝土的配比计量拌和。

在面层喷射层拌料时加入混合植物种子。

五是喷射植被混凝土。

要求喷枪口距岩面1m左右，加水量应保持植被混凝土不流不散。

分基层和面层二次喷射，在基层喷射过程中，应注意第二次找平。

六是覆盖无纺布。

在面层喷射层完成后，覆盖无纺布进行保墒，营造种子快速发芽环境。

七是喷水养护。

在养护期应当保持植被混凝土呈湿润状态。

喷水设备应采用喷雾喷头移动喷洒，杜绝高压水头直接喷灌。

一般养护期为植物覆盖地面为限（50天左右）
2006年7月19日点击数：1021
郭声波叶建军
(襄樊学院)
摘要：植被混凝土是用于岩石边坡的防护与绿化的新材料。

植被混凝土原料来源广泛，价格便宜，与锚杆和铁丝网等一起，对公路、铁路、矿山等工程建设形成的裸露岩石边坡进行防护的同时，对边坡进行快速绿化。

同时谊材料抗冲刷性能优良，生产工艺简单，施工机械能利用现有国产设备。

对植被混凝土的配方、施工和验收等有关问题进行探讨。

关键词：植被混凝土；边坡；防护；绿化
植被混凝土是近年从日本传人我国，并经过国内工程技术人员改进和开发的适用于岩石边坡的防护与绿化的新材料。

植被混凝土原料来源广泛，价格便宜，与锚杆和铁丝网等一起，对公路、铁路、矿山等工程建设形成的裸露岩石边坡进行防护的同时，对边坡进行快速绿化，解决了传统边坡防护手段如喷锚支护、素喷支护、挡土墙护坡等不能绿化边坡的缺点；同时该材料抗冲刷性能优良、生产工艺简单，施工机械能利用现有国产设备。

目前，该材料已经在国内工程实践中得到使用。

1 植被混凝土性能指标
1．1 植被混凝土物理性能
水、养、热、气条件，适合植被生长。

在植被混凝土中，是主要组成部分。

国外也有人尝试使用沙土系列、粘土系列，但一般要采取其他改良措施，才能保证植被生长良好。

(2)水泥是植被混凝土中的胶结组分，一般选用普通硅酸盐水泥，要求水泥熟料碱含量不大于0．6％，为降低植被混凝土的pH值，可以使用掺混合料硅酸盐水泥和道路水泥。

水泥使植被混凝土拌合物具有粘聚性，能很好附着在岩石边坡表面，待水泥水化后，使植被混凝土喷层固结，具有一定强度，并能抵抗雨水冲刷。

水泥用量与壤土的pH有关，一般在5％一12％之间，用量太少，起不到胶结效果，太多会导致植被混凝土碱性过高，不利于植被生长，同时，也不经济。

(3)有机质有机质一般用新鲜稻壳和锯末加腐烂稻壳和锯末，它能改善植被混凝土的三相比和保水性能。

腐烂稻壳和锯末向植被混凝土中引人大量微生物，他们和植物根系一起，将植被混凝土逐渐改造成适于植被生长的土壤，同时腐烂稻壳和锯末还能提供一定数量的氮、磷、钾等养分。

近年来，有人尝试用粉碎秸杆代替稻壳和锯末。

(4)肥料一般选用长效肥与短效肥配合使用。

短效肥能使植被在短期快速生长，而长效肥是为了使植被在以后一段时间内不衰退。

(5)保水剂已有的保水剂种类众多：淀粉系列、纤维素系列、合成聚合物系列、蛋白质系列、其他天然物及其衍生物系列、混合系列。

但考虑性价比，一般在工程中用吸水树脂。

由于吸水树脂能吸收数倍于自身体积的水分，在植被混凝土中添加少量吸水树脂，就能显著提高喷层的抗旱性能。

(6)草种一般为已经工业化生产的草种和灌木种子，目前主要靠进口，一般几种草种同时使用，在植被混凝土喷层中，面层含有草种，基层不含草种。

(7)绿化外加剂主要有酸碱缓冲剂、着色剂、消毒剂、团粒剂。

这些外加剂是为了调节植被混凝土的某些性能，以利于植被生长。

如加入磷化工的废弃物磷石膏，可起到收旧利废、调节pH值和增加肥力等多重作用。

3 植被混凝土的施工
植被混凝土主要用于岩石边坡的防护与绿化中，它利用已有的国产干
式喷锚设备，将上述配方的植被混凝土混合料喷射到岩石边坡上。

植被混凝土岩石边坡护坡绿化技术的一般流程见图1。

设计调查→稳定分析→施工设计→施工准备→施工→竣工
图l 植被混凝土边坡护坡绿化技术的一般流程
(1)设计调查是指工程现场调查和有关资料的收集。

包括：地区环境观察，生态调查、地形地质调查、气象资料的收集。

这些资料的获取是正确选择施工方法的前提。

地形地质调查是确定边坡类型，进行力学分析的前提条件，包括内容有：边坡岩石类型性质和产状调查、边坡节理断层调查、边坡高度及坡度测量、坡面渗水情况调查等；地区环境观察包括酸雨调查、污染调查等；生态调查包括土壤、物种、食物链调查等；气象资料的收集包括：气温、降雨、风速等资料收集。

这些工作需要相关专业人员如：土木工程专业、地质专业、农业专业、生态学专业人员等协同参加才能完成。

(2)稳定分析在获得地形地质资料后，就应进行稳定分析。

边坡稳定分析是土木工程中基本问题之一，有关这个问题的研究非常多。

土木工程专业的教材、专著、论文基本上都在讨论这一问题。

文中不专门讨论这一问题，只假设边坡已经经过稳定分析，并且提出了护坡方案。

文中要讨论的是，这些护坡方案同植被混凝土护坡绿化技术的配合使用问题。

(3)施工设计这一步工作所要做的是根据选定的护坡绿化方案，结合前面所收集的资料，进行详细的施工设计。

主要包括：锚杆或锚钉和铁丝网设计、植被混凝土喷层结构设计、植被混凝土土配方设计、喷射厚度的确定、施工机械设备的选定、施工组织设计、物种选配等。

这些工作大部分同喷锚护坡相同。

文中仅就不同之处，如植被混凝土土配方设计、喷射厚度的确定、物种选配3个问题进行较为详细的论述。

(4)施工准备完成施工设计后，就应按合同进行施工准备工作。

主要工作包括：场地准备、材料准备、能源水源准备、人员招聘和技术交底、机械安装及调试等。

因这些工作基本与混凝土喷射护坡相同，文中不作详细介绍。

(5)施工将较为详细地叙述植被混凝土护坡绿化技术的工艺过程。

(6)竣工植被混凝土护坡绿化技术所生产的产品是一种全新的产品，工
配合，以使绿化效果更好。

(4)尽量使用当地物种，避免生态灾难。

(5)尽量作到物种多样化。

目前，工程中使用的草种绝大多数是外国进口草种，一般能做到草种发芽快，出芽率高，出芽整齐。

通过大量工程实践，得出以下几种草种(含灌木)组合：
A B C
黑麦草百喜草狼尾草
羊胡子草狗芽根狗芽根
狗芽根高羊茅黑麦草
高羊茅银合欢紫花苜蓿
胡枝子羊胡子草
A组主要用于华中地区，B组主要用于华南地区，C组主要用于华北。

如果是夏季施工，狗芽根用量减少；冬季施工时，可以对暖季型物种浸泡催芽，并用黑薄膜或其他材料覆盖增温以便于暖季型草发芽生长。

3．3植被混凝土护坡绿化技术的工艺过程
图2是植被混凝土护坡绿化技术的工艺过程图。

从图2可以看出，植被混凝土护坡绿化技术的工艺过程基本上与喷锚施工工艺一致，但也有其自身特点：(1)为防止堵管，对拌合料的含水量要求更高，经验上要求拌合料用手使劲捏成团，松手后应能散开。

(2)喷射分两层完成，面层厚1cm，含草种，水泥用量减少。

底层不含草种。

(3)壤土的要求是含沙率小于10％，最大粒径不大于1cm。

(4)喷枪距离受喷面距离不宜过远，一般l m左右，以防止有机质飘逸，造成喷射层孔隙率过低。

喷射机械设备基本与喷锚施工相同，但植被混凝土护坡绿化一般需要配备碎土机。

图2 植被混凝土护坡绿化技术的工艺过程
3．4 植被混凝土护坡绿化工程验收标准
植被混凝土护坡绿化技术是一项新技术，目前尚无国家或行业标准，本文借鉴周德培等(2003)《植被护坡工程技术》一书对厚层基材喷射护坡工程的验收标准，建议植被混凝土护坡绿化工程的验收标准如下：
(1)整个工程验收分4次，即挂网锚固施工结束后、喷射施工完工时、养护结束时、喷射完工后1年。

①挂网锚固施工结束后的验收内容有：坡面的清理情况、铁丝网和锚杆的施工质量(是否按设计要求)。

有截水沟的此时一并验收，标准可参考混凝土喷锚验收标准及水利工程标准，文中不再叙述。

验收达标填写验收记录，有关负责人员签字；不达标返工。

②喷射施工完工时的验收主要是检查喷射施工质量。

笔者取名为：“喷射验收”，内容有：喷层厚度、喷层结构均匀程度、喷层孔隙率、喷层pH值、喷层强度、有效持水量等。

表3试图给出这些标准(参照土壤学知识)。

同样，验收达标填写验收记录，有关负责人员签字。

该验收应在喷射刚完成、机械设备还未撤走时进行。

之所以要此时验收，是为了发现质量不合格时，能及时返工。

⑧养护结束时的验收是为了检验喷层植被生长状况、病害发生情况、覆盖率、喷层的侵蚀情况、裂隙状况。

笔者命名该次验收为：“完工验收”。

夏季施工，养护时间一般为2个月左右，冬季适当延长。

表4给出验收标准。

对于不达
2 植被混凝土护坡绿化技术及配方2.1植被混凝土护坡绿化技术简介
植被混凝土是采用特定的混凝土配方和种子配方，对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。

它是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学和环境生态等学科于一体的综合环保技术。

植被混凝土是根据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、绿化要求等来确定水泥、土、腐植质、保水剂、混凝土绿化添加剂（三峡大学专利技术）及混合植绿种子的组成比例。

混合植绿种子是采用冷季型草种和暖季型草种根据生物生长特性混合优选而成的。

植被混凝土边坡防护绿化技术具体做法是：先在岩体上铺上铁丝或塑料网，并用锚钉和锚杆固定。

将植被混凝土原料经搅拌后由常规喷锚设备喷射到岩石坡面，形成近10cm 厚度的植被混凝土。

喷射完毕后，覆盖一层无纺布防晒保墒，水泥使植被混凝土形成具有一定强度的防护层。

经过一段时间洒水养护，青草就会覆盖坡面，揭去无纺布，茂密的青草自然生长。

植被混凝土护坡绿化技术可以一劳永逸地解决岩坡防护与绿化问题。

故此，我们又
称工程绿化技术所用材料选择及其功能如下：
防护网可用塑料、铁丝、钢筋，网度和选材应根据边坡的防护要求和特征而定。

防护网的功能为与锚杆一起护坡，同时构成植被混凝土的“骨架”，增强其整体性，防止其从坡面脱
落。

胶结材料，一般用425#水泥，它使植被混凝土拌和物具有粘聚性，使植被混凝土具有
强度。

植生土选用沙壤土，沙壤土具有良好的水、养、气、热状况和协调能力，适于植物生长，在植被混凝土中，沙壤土是主要部分，是植被混凝土的“肌肉”。

有机质一般使用稻壳、锯末等，使用它们还可以增加混凝土拌和物的流动性，便于施工，另外，待腐烂后，为植物提供氮、磷、钾等养分，同时增加植被混凝土的空隙率。

腐植质为稻壳、锯末、酒糟经腐烂制得，它能改善植被混凝土的物理性质---协调水、气、热状况和化学性质---增强保肥性与缓冲性能，同时向植被混凝土中引入大量微生物，改善植被混凝土的物理性质---协调水、气、热状况和化学性质---增强保肥性与缓冲性能，并和植物根系一起，使植被混凝土逐渐变成适于植物生长的土壤。

长效肥是为植物生长提供长期效力的复合肥，一般采用尿素、生物肥、化学复合肥.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，一般采用粒度100目的保水剂。

混凝土添加剂是三峡大学专利产品,主要功能营造植物生长环境,混合植绿种子采用冷季型草种和暖季型草种,混合根据生物生长特性优选配制。

2.2植被混凝土的配方
确定植被混凝土的配方需考虑以下几个因素：
⑴保证拌和物具有良好的粘聚性、流动性即易施工性。

⑵植被混凝土的无侧限抗压强度不低于15Kpa，即能经受风吹雨打，不脱落。

⑶植被混凝土具有合适的容重及孔隙率，具体地讲孔隙率在50-65%（体积比），容重在
1.3-1.7g/cm³，这样的结构有利于植物生长。

⑷植被混凝土有良好的植生条件，如水肥供应良好，能保证植物多年的养分供应。

（植被混凝土能长期供应养料，植物也能自己补给，如枯叶及草根腐烂，细菌固氮等。

）
胶结材料、植生土、有机质、腐植质的总重量占植被混凝土的重量80%左右，因此，他们决定植被混凝土的主要性质。

水泥是影响强度、和易性的决定因素，实验表明，水泥用量大于10%（重量比，下同）时，就能保证植被混凝土的无侧限抗压强度不低15Kpa。

水泥用量一般不超过25%。

有机质、腐植质合称有机物，它们的含量对植被混凝土的物理性质，即强度、容重及孔隙率，水肥供应有重大影响。

其含量越大，容重越小，孔隙率越大，强度越低。

有机物的含量过大会造成植被混凝土的强度偏小，孔隙率过大而不利于保持水分，同时还会降低拌和物的粘聚性，喷射施工时增加回弹损失。

实践表明，有机物最适宜的含量为8-16%。

砼绿化添加剂含量一般不大于2%。

含量过大不利于降低成本，过少不能营造出植物所
需的生长基质。

三峡大学生产的砼绿化添加剂由于配方科学合理，多个工程实践表明，其含量在1.0-2.0%能很好地满足植物需求。

3 挖方岩石边坡的卸荷及绿化时机的把握
岩石边坡的开挖过程，从力学本质上说就是卸荷。

特别是深挖高边坡，地应力释放量大，卸荷量级高，卸荷范围宽，伴随卸荷，边坡产生卸荷裂隙和卸荷变形，有些开挖边坡的卸荷水平变形达到了米级，不可忽视。

运用岩体力学理论，确定边坡防护的方法和时机，同时在开挖边坡上设置位移观测点，观测边坡的变形趋势，为确定边坡的支护和绿化选择合适时机提供依据。

再者，岩石边坡开挖过程，改变或破坏了原有大自然的水、地气循环系统，这种改变或破坏循环系统，将随着裸露岩石的风吹暴晒时间的增加而加剧。

故此，采用边开挖边支护边绿化，对岩石边坡防护质量、绿化效果都有十分关键的作用。

4 工程实践
植被混凝土绿化法以其防护性能好，绿化效果优良，适用范围广等优点，我们已在多个工程中使用该法，如水布垭工程岩石边坡（15000m²，坡度73°），三峡工程岩石边坡（10000m²，坡度75°），高坝洲电厂岩石高边坡（12000m²,坡度80°）等。

下面以高坝洲电厂岩石高边坡绿化工程为例，介绍植被混凝土绿化法在岩石边坡中的应用。

4.1地质与气候概况
高坝洲电厂岩石高边坡位于大坝右肩至下游王家冲段，与下游航道平行，与升船机毗邻，坡底长200m，坡最高处达80m，倾角70--80°，边坡走向40°，面积12000m²，其安全稳定直接关系到航道及大坝的安全。

该边坡段出露岩层为中寒武统黑石沟组第一段，其岩性为中厚层含泥质微晶白云岩，灰岩夹薄层、极薄层泥质微晶白云岩，粒砂质微晶白云岩，少量鲕状亮晶灰岩和硅质岩。

岩溶不发育，为相对隔水层。

岩层走向290°左右，倾向SW(倾向上游偏右岸)，倾角40°左右。

坡面中部有一断层，走向进于SN，倾向NW，倾角80°，为方解石及方解石胶结的角砾岩填充。

大坝右岸基岩构造裂隙较发育，走向23--32°，倾向以NW 为主，倾角为50--90°，宽为3—8m，最宽40m，长一般为10—30m，少量只有几米，均为方解石填充，胶结良好。

构造裂隙均为高倾角张性裂隙，其发育间距一般为0.4—1.5m,线密度达5--8条/m，最大线裂隙3.2%--5%，面裂隙率9.94%。

高坝洲属亚热带气候，年平均降雨量1200mm,最热平均气温7月28.8℃，最低月平均气温1月3.0℃，极端气候条件为：极低气温-9.8℃，极高气温42.0℃，最大日降雨量可达300mm。

4.2绿化方法的选择
按前面的边坡分类方法，考察边坡地质状况，高坝洲电厂岩石高边坡属于稳定、干燥、破裂边坡，围岩呈弱碱性，局部有水软性泥质灰岩和白云岩。

边坡虽然不会发生大面积滑坡，但因风化，局部会形成滚石。

考虑航道及大坝的安全，边坡必须防护处理。

同时，高坝洲电厂因其环境幽雅，具备旅游价值。

因此，边坡需绿化。

综合以上因素，选用植被混凝土绿化法。

4.3植被混凝土施工
施工季节冬季。

先清理坡面，去除杂物，在边坡上用手风钻钻孔，孔距800×800，孔深500，孔径Φ18。

插入深700，Φ12螺纹钢，用注浆机注入1:1膨胀水泥浆固定锚杆。

在锚杆上固定50×50间距的Φ6铁丝网。

将425#水泥、生植土、腐植质、长效肥保水剂、砼绿化添加剂按重量比12%:74%:12%：1%:1%充分拌和，形成植被混凝土干料。

砼绿化添加剂是三峡大学生产的，为专利产品。

草种为狗芽根，节水草，羊胡子草的混合，重量比为20%∶60%∶20%，每平方用量0.05kg。

有机质、腐植质为酒糟、锯末、稻壳及其制品，生植土为干沙壤土。

用砼喷射设备喷射植被混凝土，分两层喷射，基层厚度为90，面层厚度为10。

面层喷射时加入草种，喷射完毕后，用地膜覆盖。

洒水养护一个月，待草覆盖坡面揭开地膜即可。

施工机械还有，12m³空压机，5m³/h砼喷射机，0.35m³拌和机，5t自卸汽车。

4.4绿化效果评价
高坝洲电厂岩石高边坡喷射施工后六天，草种发芽破土，一个月，青草覆盖80%坡面，草长势喜人，两个月后，青草浓密茂盛，100%覆盖坡面，随后经历春季几场大雨和四五两个月连续二十几天梅雨的冲洗，边坡未出现植被混凝土脱落，达到边坡防护和绿化要求。

5 结语
岩石边坡绿化是一项新兴边缘学科，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。

此学科在我国刚起步，目前从事该学科的研究人员很少。

我们虽然从事了多个工程实践，取得了一定经验，但仍需作进一步定量研究。

今后的研究课题有：不同绿化方法成本的研究；绿化植物的筛选；边坡生态系统的建立和恢复；边坡景观规划；植被混凝土绿化法在不同边坡和气候条件下的最佳配合比的确定（从拌和物的和易性，植被混凝土的物理、化学、生物特征及三相比，植被混凝土的水肥特性等方面研究）等。

我们相信，经过深入的研究和实践,在技术上一定能有更多的突破。

武汉恒大名都24#、25#、73#、74#楼
场地岩土工程勘察结算资料
(施工勘察阶段)。