黄世林
（中铁二局第三工程有限公司广州南沙分公司，广东广州 510000）
摘 要：伴随着国家大力推进海绵城市的建设，推广海绵型公园和绿地，加强对城市坑塘、河湖、湿地等水体的保护与生态修复。本文通过研究植被混凝土原理，结合广州市南沙区凤凰湖岩质高陡边坡生态整治工程介绍了植被混凝土施工技术在采石矿坑边坡修复中的应用实例，探究了影响植被混凝土植被发芽生长率和抗冲刷稳定性的几项主要参数，并具有显著的成效。
关键词： 植被混凝土 矿坑高陡边坡 生态整治 优化配比 应用探讨
0引言
纯岩质高陡边坡在铁路、公路、水利、矿山生态恢复等工程中是十分常见的边坡。这种岩质边坡植物基本无生长条件，原有的生态平衡仅靠自然界难以恢复。尤其在道路沿线的纯岩质边坡因其色泽单一，长时间暴露表面颜色表现灰暗，视觉效果极差，影响大自然的美观等[1]。为解决边坡防护及绿化问题，通常使用种子撒播法、客土喷播法、土工格室生态护坡、框格梁填土植绿护坡、三维植被网护坡等方法，但是针对高陡的岩质边坡，因其土层与水源十分匮乏，难以达到有效的绿化效果。目前通过有效结合传统的防护加固技术和新型的植被恢复技术，可以很好地发挥绿化效果，这种技术称之为植被混凝土生态护坡技术。
1植被混凝土原理
植被混凝土是一项新型的混合材料，在为植被提供生长的自然条件的同时起到一定的护坡作用。它是由几种不同功能的材料混合而成的，可直接为植物生长发育提供养料与水分，是植物发芽出苗的载体[2]。植被混凝土主要由砂壤土、水泥、有机肥、复合肥、植被混凝土添加剂、植物种子以及水等拌合而成。边坡坡度、地理位置、坡面性质、气候条件等都会影响植被混凝土各组成比例。其植物种子需选用冷暖两型草种，同时选用本土区域原有植被进行喷植[3]。将各组成材料混合均匀再喷射到边坡坡面，造就适应植物生长的基层，该基层需要有一定的强度、抗雨水冲刷、不产生龟裂、能够稳定附着在坡面上，为植物生长提供附着点，不阻碍植被生长，还能对边坡起到一定的护坡作用[2]。植被混凝土生态护坡可以同时达到坡面防护与景观绿化的效果。因此，该施工工艺在南沙区凤凰湖水系连通及生态整治工程（3#、4#湖）高边坡生态整治施工中得到了推广使用。
2岩质高陡边坡植被混凝土生态护坡技术的应用
2.1工程概况
广州市南沙区凤凰湖水系连通及生态整治工程（3#、4#湖）是在现有的采石坑基础上，进行两个湖的湖岸建设、水系连通及基础的生态整治。矿山开采之后留下纯花岗岩质高陡边坡，边坡面积多达5.4万㎡，边坡高度在30~70m不等，边坡坡度>70°占90%以上，其中还存在部分垂直边坡和倒坡。边坡上裸露的岩石不仅与周边环境极不协调，同时也给边坡之下即将建成的水上栈桥以及休闲散步在栈桥上的人带来极大的安全隐患。此工程使用植被混凝土生态护坡技术进行生态整治，不仅可以稳固山体、防止落石，还能降低安全风险，提高城市植被覆盖率和公园的绿化效果。
2.2施工工艺及方法
凤凰湖边坡治理工艺流程：边坡清表 锚杆施工 铺设铁丝网与钢筋网 植被混凝土配制与喷播 养护
2.2.1边坡清表
边坡清表主要采用人工清除边坡表面的浮土浮石、枯枝落叶以及杂草等，在清表过程中，为减小高处落石产生危险，在每一级马道最外侧设置挡石板。
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图2-1边坡现场图片
2.2.2锚杆施工
在边坡上施打长2m的C18锚杆，@1200×1200mm布置，外露长度10~20cm。其作用一是可增强边坡上存在滑落风险的孤石与山体的整体性；二是后续镀锌铁丝网与钢筋网施工时，将其与锚杆搭接，不仅能防止铁丝网、钢筋网因自重而滑落，还可把控网片与岩面的距离，从而控制植喷厚度。
2.2.3铺设铁丝网和钢筋网
在清理修整后的坡面上铺设铁丝网，铁丝网与坡面的间距不小于6cm，并应随坡面平顺弯曲。在铁丝网上布设钢筋网，钢筋网随坡面的起伏进行铺设，与锚杆全部点焊连接。
2.2.4植被混凝土配制
植被混凝土采用种植土作为基础，按配比加入水泥、添加剂、有机物料、有机肥和植物种子，然后使用滚筒式搅拌机将其充分搅拌均匀共同组合成植被混凝土，其设计配料见表2-1。
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2.2.5植被混凝土喷播
喷播分为两次基层和面层。从坡面由上往下进行，先基层后面层。采用大功率空压机送风，干式喷浆法施工，每次喷播单幅宽5～7m，高4～6m为宜[5]。
（1）基层喷播：喷播前先用水将坡面湿润，确保喷播的植被混凝土基材与坡面充分粘结，然后进行试喷试验，以调整适宜的水灰比。基层的喷播厚度8cm，喷播作业开始时，应先通风、再开机给料，喷播料喷完后，再停风[6]。
（2）面层喷播：基层喷播完后即刻进行面层喷播，面层的喷播厚度2cm，面层喷播之前在已喷播的基层上喷水湿润，确保基层和面层的粘结，喷播时控制好与坡面的距离，以确保草籽喷播均匀[3]。
2.2.6养护
水是植物生长过程中最重要的因素，现场采用铺设管道和安装喷淋头的方式，对边坡植被进行洒水养护。为了提高草籽的发芽率和前期生长效果，在植喷完之后使用无纺布进行全面积覆盖，待植被生长至5~10cm后即可掀开。养护分为发芽幼苗期养护与植被生长期养护两个阶段。发芽幼苗期养护一般为喷播结束后的两个月，植被生长期养护一般为喷播结束后第三个月至满一年[4]。
2.3 提高植被生长率和抗冲刷的措施
根据现场植被混凝土试验区段植被的生长情况，存在的问题也逐渐显现出来。主要表现为一是接近垂直坡面发芽率低、长草稀少，局部位置未长草的现象；二是有坡顶存在开裂现象，因局部集中洒水会出现掉块脱落现象，存在植被混凝土强度不足，抗冲刷性能不强。通过对现场植喷试验区效果的分析及研究，结合植被混凝土生态护坡相关技术要求，主要从基材选择与配比、草种选择与配比、局部微地形特殊处理、养护方式四个方面进行优化试验。
2.3.1优化基材选择与配比
（1）优选工程所在地附近原有地表（地表以下1m以内）沙壤土（采用养分水平高的“熟土”，非坡顶营养水平低的“生土”）经风干粉碎过筛，要求土壤中砂粒含量不超过5%，最大粒径应小于8mm，含水量不超过20%[4]。
（2）将原先使用的有机物料（谷壳）更换成酒糟作为有机物料。
（3）将原添加剂微生物菌剂更换成润智生态改良剂（2020），该为三峡大学边坡防护与生态修复研究中心监制，重点改善基层理化性质、调节基材生物特性、促进基材土壤活化、固持基材养分水分、提升基材动融特性。
（4）调整有机肥参量，另外增加复合肥作为养料。
（5）各原材料按配比使用滚筒式搅拌机搅拌均匀，基层搅拌时间不低于3分钟，面层搅拌时间不低于5分钟，确保草种与基材搅拌均匀。调整后基材配合比见表2-2。
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2.3.2优化草种选择与配比
凤凰湖矿坑边坡陡峭，部分区域存在垂直坡和负坡，在综合考虑地质、地形、植被环境、气候条件等因素基础上，依据恢复生态学的理论总结出的裸露的岩石边坡的生态修复规律[7-8]，选择搭配冷、暖两型混合种子，草本和木本植物均兼顾，并考虑适当配置本地可喷植草种。另外在陡滑面与负坡上部点种葛藤种子，每次点两粒，间隔50cm，下部移栽爬山虎幼苗。裂隙与小平台移栽车桑子幼苗，保证每平方至少1棵。调整前和调整后植物配比见表2-3与表2-4。
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2.3.3局部微地形优化使用植生棒
局部陡滑面加装植生棒（直径8cm），沿坡面横向水平布置，固定于钢筋网下，横向长度1米。设置植生棒在植喷过程中可以减少回弹料；在高陡边坡洒水养护过程中可以储水效果，防止高陡边坡因不保水而生长不佳；另外在后期生长过程中能为植被持续提供营养物质。
2.3.4优化喷灌系统及覆盖材料
凤凰湖边坡属于纯岩质边坡表面无岩隙水，水源是高陡边坡的重难点。原先使用旋转式喷淋头出水量大导致水资源大量浪费且效果不佳，后改为雾化式喷头，且将设计布管间距5m根据坡面情况调整步距至3~5m，保湿效果显著提高。
原试验采用无纺布覆盖，但因无纺布有一层油性物质导致前期洒水养护时因边坡过陡水顺着无纺布流走，不能渗透进土壤中使种子得不到水分而发不出芽。后更换为四针遮阳网覆盖，通过试验表明在一定程度上能减少土壤水分的蒸发量，持久保持坡面湿润，可以缩短种子的发芽时间，还能防止鸟类觅食种子等好处。
3 结束语
通过两次试验段边坡的植被混凝土植被发芽生长情况以及坡面抗冲刷性能比较分析，优化配比后的护坡效果得到了较大的改善，且坡顶未出现裂纹现象，基材能够稳固地附着于坡面，在雨天边坡坡面未发生浅层脱落；另外优化后植被覆盖效果也较为明显，喷播一周后，较缓坡面出现陆续发芽，最先发芽的是高羊茅，接着狗牙根、百喜草等也相继发芽。40天左右植被基本覆盖坡面，整体覆盖率达到90%以上，整体绿化效果较为美观，达到了预期的植被恢复效果。凤凰湖岩质高陡边坡采用植被混凝土生态护坡技术实现了边坡的防护和生态修复目标，再次印证了植被混凝土生态防护特别适用于岩质高陡边坡。采用植被混凝土进行高陡边坡生态整治可以达到前期投入较少，后期维护费用较低等特点，产生的经济效益远高于传统的高陡边坡治理办法，应用前景十分广阔。
参考文献：
[1] 郑其华.浅谈植被混凝土绿化技术在公路护坡绿化中的应用[J].科技资讯，2008，(3)：159-160.
[2] 徐龙旺，管东银，骆俊晖.炭质岩边坡植被混凝土护坡技术分析[J].西部交通科技，2020，(1)：1-3，10.
[3] 王铁桥，许文年，叶建军，等.挖方岩石边坡绿化技术与方法探讨[J].三峡大学学报(自然科学版)，2003，(02)：101-104.
[4] 康斌，刘强，郭俊楠.关于高边坡生态修复施工技术的探讨[J].陕西水利，2019，(10)：143-145.
[5] 梁安铭，王浩屹，蒋必凤，陈圣宁.椰纤维植被混凝土护坡分析[J].价值应用，2020，39(4)：207-209.
[6] 鲁育，王超.喷混植生植物在电厂高边坡支护中的应用[J].技术与市场，2015，(6)：120-121,124.
[7] 朱兆华，官昭瑛，徐国钢，等.假俭草作为先锋植物在道路边坡生态修复上的应用[J].西北林学院学报，2017，32(5)：263-268.
[8] 朱兆华，赖涛，陈晓蓉，等.受损边坡生态修复工艺选择、目标群落设计与效果评价[J].西北林学院学报，2017，32(3)：78-83.
作者简介：黄世林（1986-），男，四川仁寿人。工程师，学士学位，主要从事公路市政水利工程建设。E-mail：451699147@qq.com。