护坡施工工艺

关于高速公路护坡的几种护坡施工工艺摘要路基边坡状态关系到路基的稳定性，进而影响公路路面的使用品质和通过能力。因公路完全处于自然环境中，其路基边坡容易遭受雨雪、流水侵害。植被可以护坡、绿化环境、提升公路景观效果。针对不同的路基（路堑）边坡的结构、土质、状态，可以分别采用骨架植草护坡、土工各室植草护坡、液压喷播之草护坡、高陡边坡植草护坡和TBS植草护坡等工艺，使边坡以致路基保持长久的良好状态。关键词高速公路使用品质路基边坡植草护坡路基是公路的基本构造物之一，是路面的基础。它在很大程度上决定了公路的使用品质和通过能力，因此路基应由足够的承载能力和良好的稳定性。路基边坡状态直接关系到路基的稳定性和使用质量，但随着公路使用时间的延长，路基边坡不免遭受到破坏。路基边坡的破坏主要有两种形式：一是边坡自身的稳定性不够，慢慢变形以致最终失稳——整体或局部滑坡；二是由于雨雪、流水对边坡的浸润、侵蚀而造成边坡土壤流失。因为公路完全处于自然环境中，路基（边坡）水毁现象防不胜防，它直接导致路面的破坏，而且修复难度大、费用高。因此，路基边坡防护引起公路设计、施工、管理和养护等单位的高度重视。目前国内外高速公路路堤（路堑）边坡防护的形式多种多样，而且多数高速公路路基边坡还大量采用了植草防护的方法，取得了较好的防护效果和环境景观效果。1、路基植草护坡的种类目前，路基植草护坡大体上分为草皮护坡、三维植被网护坡和藤蔓植物护坡等3类。1.1、草皮护坡铺草皮是较常用的一种护坡绿化技术。它是将人工培育的生长优良健壮的草坪，用平板铲或起草机铲起，运至待防护、绿化的路基坡面，按照一定的规格要求重新铺植，使路基边坡迅速形成草坪的护坡绿化技术。与直接播撒草种护坡技术相比，铺草皮护坡的特点是：（1）成坪时间短、速度快。采用铺草皮方法可实现“瞬时成坪”，因此对于急需植被防护的边坡，采用铺草皮是首选方法。（2）护坡功能见效快。由于浦草皮能立刻实现草坪覆盖，因此依靠其地表覆盖，在一定程度上可减弱雨水的溅蚀和坡面径流，降低水土流失，迅速发挥护坡功能。（3）护坡施工受季节气候限制少。除寒冷的冬季外，其他时间都可以进行路基边坡的修筑和铺草皮作业（4）初期管理工作量较大。新铺的草皮容易遭受各种灾害，如病虫害、缺水、缺肥等，因此铺草皮的初期要加强养护管理。1.2、三维植被网护坡三维植被网是以热塑性树脂（聚乙烯）为原料，经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕，在结合点处相互融合，底部为高模量基础层的三维立体结构网垫。三维植被网护坡是在草皮护坡存在容易遭受强降雨，或常年坡面径流形成冲沟、引起边坡表层失稳和滑塌等缺陷的基础上发展起来的，它具有以下特点：（1）固土性能优良。三维植被网表面有波浪起伏的网包，对覆盖于网上的客土、草种等有良好的固定作用，可减少雨水的冲刷性侵蚀。（2）消能作用明显。网包层缓冲了雨滴的冲击能量、减弱了雨滴的溅蚀，使风、水流等在网面表层产生无数小涡流，减缓了风蚀及流水的冲蚀。（3）网络加筋作用突出。三维植被网的基础层和网包层网格间的横竖线交错编织粘结，对回填客土起着加筋作用，且随着植草根系的生长，增加边坡表层的抗冲蚀能力。（4）保温功能促进植被生长。在夏季可使植被根部的温度比外部环境温度低3—5OC，在冬季则高3—5OC，因此三维植被网在一定程度上延长了路基植树被护坡施工的时间，并促进植被的成活率和均匀生长。2、路基植被护坡工艺现分别简要的介绍骨架植草护坡、土工格室植被护坡、液压盆钵植草护坡、高陡边坡的植被护坡和TBS植被护坡的施工方法。2.1、骨架植草护坡骨架植草护坡是在公路路基边坡不宜单独食用植物防护而采用的主要防护形式，是一种综合防护——圬工防护与植物防护相结合防护形式，它有衬砌拱形骨架植草护坡、六角块植草护坡和预制块正方形网格植草护坡等多种形式。(a)衬砌拱形骨架；（b）六角块；(c)预制块正方形网格骨架植草护坡圬工防护是骨架植草护坡的基础，是采用砂石、水泥等矿物材料进行的坡面防护。其施工要点包括以下几个方面：(1)灌浆及勾缝。浆砌片石施工和六角块铺设均涉及灌浆和勾缝，灌浆时视水泥强度等级及活性可选用（1∶3.5）～(1∶4.5)的水泥砂浆，勾缝时可选用(1∶2)～(1∶3)的水泥砂浆或1∶0.5∶3的水泥石灰砂浆。当片石间缝隙较大时，可用小石子混凝土灌注。具体施工时应注意：灌浆要充实，不能出现空洞；勾缝应平整、光洁。(2)六角空心块铺设。为了保证六角块铺设的可靠性，施工时应按自下而上的顺序进行，并尽可能挤紧，做到横、竖和斜线对齐，相邻六角块间的缝隙用水泥砂浆封死。(3)预制块网格施工。为了能在路基边坡上开挖并砌成形状规范的正方形网格，需要对镶边石精确定位。具体施工时首先定出关键点的位置，然后挂线、开挖“流水槽”。待槽内铺设制块后，在网格内铺植草皮。（4）衬砌拱形骨架。具体施工时镶边石和浆砌片石的结合要紧密，并严格控制灌浆和勾缝的施工质量，以免拱部遭受雨水冲刷，尤其要避免拱顶附近处出现淘空现象。2.2土工格室植被护坡土工格室是一种具有蜂窝状或网格状的三维结构。目前最常用的有两类：一类是由土工格栅装配构成的土工格室；另一类是由高强度条带聚合物构成的土工格室。土工格室土工格室植被护坡通常按如下步骤进行：(1)铺设土工格室前按规范要求对路基边坡进行清理、整平。(2)土工格室铺设时应从路肩开始、沿坡面向坡底展开，严禁纵向连续延伸——每次纵向连接不超过5片。两联土工格室连接要用专用连接器。(3)在路基顶面坡角处向内62cm处每隔25cm固定一锚钉，锚钉深度不小于15cm钢质锚钉直径φ为8mm。坡面上固定的锚钉深度为30cm、密度为1根/m2。离坡底50cm处开始铺设土工格室，并在其内充填塑性指数大于12的粘性土壤，随后人工夯实以防止移位。(4)在土工格室内种植坡面植被。2.3液压喷播植树草护坡为控制大气污染、保护生态环境，国外在建造高速公路时普遍采用绿色植被复生技术——喷播种植法。该技术采用喷播方式种植地被植物，以水为媒载体，将种子和植物生长所需要各种营养物均匀混合，用喷射装置喷洒在因施工破坏原生植被的复杂地貌裸露地表，创造初级植物生长条件，促进植被迅速恢复的种植技术。液压喷播植草护坡技术分为草坪喷播种植技术，客土喷播种植技术和挂网喷播种植技术等。2.3.1草坪喷播种植技术草坪喷播技术使用专用的喷射泵，将均匀搅拌的草种、肥料和养生材料等通过管路和喷枪以足够高的压力喷敷在土壤表面，形成松软而稳定的养生覆盖层，在适宜的条件下草种便会很快萌芽和生长。这种将播种、施肥、浇水和养生结合在一起的草坪喷播施工方法，不但施工效率高、播种均匀，而且最大的特点是能在人工很难或无法接近的地带实现绿化施工作业。因此，它特别适用坡陡且高，坡长绵延数十公里的高速公路边坡的绿化。为了成功地实施绿化喷播技术，除选用性能良好的喷播机和优质的喷播材料外，要采用合理的喷播工艺，它直接影响喷播施工效率，质量和材料消耗，从而影响喷播成本。首先应根据喷播材料的性能和施工作业的情况(坡度、土壤等)合理确定水、草种、肥料、木纤维、保水剂、粘合剂、染色剂等的配比数量；其次是喷播操作者应熟练掌握喷播技术，如根据喷播距离、坡面情况选用合适的喷嘴；合理选择喷播方向，防止漏喷和不均匀；利用“手型”控制喷注形态和喷播位置；应多采用手持喷枪，尽量接近作业面进行喷播，这样更易于保证喷播质量和节省材料。2.3.2客土喷播种植技术对于高速公路稳定石质边坡的防护，多年来一直采用传统的防护形式——混凝土固锚、浆砌片石护坡、浆砌石挡墙等硬性防护措施，不仅成本核算高、不利于景观、对生态植被造成永久性破坏，而且边坡地下水无法渗出导致边坡的稳定性得不到保证。近年来，以客土喷播为主要形式的柔性生态防护开始受到重视并付诸于实践。它适用于山地开挖后形成的除了极其坚硬和坡度陡于1:0.5的石质边坡以外的各种路堑石质边坡和碎石边坡。客土喷播种植技术通过加入由种植土、泥炭土、纤维料、长效肥、生物菌肥、保水剂等按合理比例配制成专用客土基材，按照清坡、排水处理、打锚和挂网、喷射客土基材、植物种子喷播的工艺步骤施工。施工过程中应注意的事项有：(1)喷播材料应充分拌匀，以确保喷播质量。(2)避免大雨、暴雨之前和大雨、暴雨中施工，以免基材和种子的流失和因补喷使施工成本提高。(3)定期检查植被的成活率、覆盖面和发育成长情况。(4)及时、适量地洒水养护，针对不同季节进行追肥、除杂、防病等防护。2.3.3挂网喷播种植技术单纯的喷播植草只适用于坡度较缓、坡高较矮、土质较好的路基边坡防护，它对边坡的抗水流冲刷能力和长远的生态保护功能还远远达不到要求，并且造价又高。挂网喷播植草技术（见图4）与纯喷草护坡相比，可减少土壤流失量80%以上，造价却减少50%～70%。三维植被防护技术在原坡面深层稳定的前提下，适用于坡度不大于1∶1的路堑边坡、土质边坡、强风化的基岩边坡等防护。三维植被网植草护坡挂网喷播植草护坡施工工艺按如下步骤进行：(1)清理坡面，覆以5~7cm厚的土壤，并辅以喷药以抑制野草生长。(2)将三维植被网垫沿坡面自上而下铺设，并用U形钉使其紧贴坡面。坡顶采用埋压沟、坡脚三维网埋于填土内。二幅三维植被网之间重叠10~15cm。三维植被网周边应有5～10cm的卷边，并用U形钉压边。(3)具有一定抗拉强度的三维植被网铺设后，为了确保回填土的密实度，用人工方式分3步自坡顶向下充填土壤和肥料：一是网筛回填干土并拍实；二是喷水沉降（防止“空鼓”现象）；三是泥浆回填。(4)采用液压喷播机将混有种籽、肥料、土壤改性剂、保水剂和水的混合物均匀喷洒在坡面上。喷播后视情况撒少许土，以覆盖网包为宜。(5)覆盖无纺布。一是防止雨水冲刷，阻滞种子在发芽生根期内的移动；二是部分阻止水分蒸发，起保温保湿作用。注意不露边口，轻柔操作，保持布面完好。(6)分前、中、后期对植草进行养护：前期60天以喷水为主，经常保持土壤湿润，以促进种子发芽、生根和快速生长；中期靠自然雨水养护，若遇干旱每月喷1~2次水；后期养护每月喷水2次，并施追肥，促苗转青，并防止病虫害发生。2.4高陡边坡的植被护坡2.4.1钢筋水泥混凝土框架填土植被护坡钢筋水泥混凝土框架填土植草护坡，是指在高速公路路基边坡上现场浇注钢筋混凝土框架或将预制件铺设在坡面上形成框架并在其内充填客土，然后在框架内植草以达到护坡绿化的目的。它与浆砌片石骨架植草护坡的区别在于对边坡的加固作用更大。由于造价高，多用于浅层稳定性差且难以植草绿化的高陡岩坡。采用此工艺时固定框架内固土方法有填充空心六棱砖、铺设土工格室和加筋固土等。现以框架内加筋固土植草护坡为例，介绍其施工方法。(1)整理坡面。按一定的纵横间距固定锚杆框架梁（固定方法视边坡具体情况选择）。(2)预埋用作加筋的土工格栅于横向框架梁中，然后浇注水泥混凝土，留在外部的用作填土加筋。(3)自下而上地向框架内填土。根据填土厚度要求，可设2道或3道加筋格栅，以确保加筋固土效果。当斜坡率(坡度)陡于1∶0.5时须挂三维植被网，要求网与坡面紧贴，不能悬空或褶皱。(4)采用液压喷播机，将混有草种、肥料、土壤改良剂和水等的混合料均匀喷洒在坡面上（厚度1~3cm)。此后视情况覆盖一层薄土，以覆盖三维网或土工格栅为宜。(5)覆盖土工膜并及时洒水养护边坡，直到植草成坪为止。2.4.2预应力锚索框架地梁植被护坡该植被护坡工艺多用于稳定性很差的高陡岩石边坡（用锚杆不能将钢筋水泥混凝土框架地梁固定于坡面），既固定框架又加固坡体，然后在框架内植草护坡。该植被护坡适用条件是：必须用锚索加固的高陡岩石边坡；边坡坡度大于1∶0.5，高度不受限制。预应力锚索框架地梁植被护坡工艺的施工方法如下：(1)根据工程情况确定预应力锚索间距、锚杆间距；施工锚索，浇注锚索反力座。反力座达到强度后将锚索张拉，锚索头应埋入水泥混凝土中。(2)钻锚杆孔，浇注框架地梁。锚索反力座和框架内都应配钢筋，浇注反力座时应预留钢筋，以便和框架梁相连。(3)整平框架内的坡面，视需要填入部分土壤。(4)均匀喷洒厚层种植基材和混合草种，其厚度略低于格子梁高度2cm。(5)喷洒草种2天后开始养护