摘要：在高邊坡植單防護施工中，針對挖方路塹的巖質邊坡，采用噴混植生防護技術進行生態(tài)綠化防護，取得了良好的效果�，F就噴混植生防護技術的基本原理、植物種類及配方、施工工藝以及應用效果，進行了系統性分析。

隨著我國對環(huán)保問題的日益重視，針對巖石挖方高邊坡的防護已由傳統的污工防護向生態(tài)防護發(fā)展。在福建省眾多開發(fā)區(qū)及公路的巖石挖方邊坡防護的施工實踐中，我們采用了噴混植生防護技術作為復綠手段，在巖石邊坡上建造出一個灌草結合、科學合理的植物生態(tài)系統，既起到良好的邊坡防護作用，又恢復了自然植被，防止坡面的侵蝕和風化，防止水土流失，改善公路行車環(huán)境，從而充分體現公路的自然環(huán)境景觀，在綠化的同時起到美化的作用。石質挖方高邊坡缺乏植物生長所必須的水、肥等條件，生態(tài)限制因素較多。由于我省大多處在南方亞熱帶海洋性季風地區(qū)，干濕季節(jié)明顯，在雨季暴雨集中，雨水沖刷和水土流失十分嚴重，在旱季地下水位低，給邊坡植物的管護造成很大的困難。要在石質挖方邊坡上建立一個適合植物生長而又經得起雨水沖刷的基質層，給植物一個長期穩(wěn)定的生長環(huán)境，我們在多年研究試驗和工程實踐的基礎上，優(yōu)選出多種適應惡劣環(huán)境的草、灌良種，利用噴混植生建植層技術和錨桿固網技術，使噴混植生建植層緊固于石坡表面，通過成孔物質的合理配置，使種植基質中的固、液、氣三相物質處于平衡狀態(tài)，創(chuàng)造草類與灌木生存的良好環(huán)境

1　巖石邊坡缺乏植物生長的必要條件一土壤和水分。假如在坡面上直接回填種植基質，因巖石邊坡大多又陡又急，回填物往往很難固定，若巖石光滑則固定更加困難，還會因降雨、流水等外因而遭到沖刷流失。由此分析，巖石邊坡實現綠化必須同時具備二個基本條件：一是坡面上必須有植物能賴以持續(xù)生長的種植基質，二是種植基質能永久固定在坡面上。噴混植生防護技術是以工程力學、土壤學和生物學理論為依據，利用客土摻混粘結劑和錨托加固鐵絲網技術，運用特制噴混機械將土壤、肥料、有機物質、保水材料、粘結材料、植物種子等混合干料加水后噴射到錨固有鍍鋅鐵絲網的巖面上，形成10cm厚度左右的具有連續(xù)空隙的硬化體，在巖石坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育而種植基質又不被沖刷的永久性的多孔穩(wěn)定結構，種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長。一定程度的硬化又可防止雨水沖刷，而混合物中的深水材料、營養(yǎng)成份適合植物種子的生根發(fā)育。為巖右綠化提供植物生長的基質從道理上是越厚越好，但考慮成本和施工難度我們一般設計成lOcm左右。為保持基質的保水要求，我們特意在基質中加入了大劑量的保水劑。保水劑是遇水可以反復吸收膨脹500～1000倍的一種化學材料，無毒無害，在干旱時，保水劑中的水分又可以緩釋給植物的根系。當種植基層中的保水劑全部吸水膨脹后，可以供給草坪在持續(xù)干旱時30～60d的生長需要。種植基層的肥料和有機質可以滿足植物在初期生長的營養(yǎng)需要。通過一段時間的養(yǎng)護，前期以草本植物為主對巖石坡面實現快速綠化、恢復植被，后期以灌木、喬木和藤本植物為主逐漸交替生長，形成一個與當地環(huán)境、氣候相適應的草、灌、喬、藤結合的目標植物群落，從而達到恢復植被、改善景觀、保護環(huán)境的目的。噴混植生防護技術是集巖石工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環(huán)境生態(tài)學等學科于一體的綜合環(huán)保技術，其核心是通過成孔物質的合理配置，在巖石坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育，而種植基質又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結構，使建植層固、液、氣三相物質基本平衡。

2噴混檀生的材料

2．1種植基材的選擇

種植基材的組成材料主要有土壤、有機質、肥料、保水荊、粘合劑、改良劑等。土壤。土壤可因地選材，選擇就近可以采集的粘土、黃土或砂土。但往往砂土、黃土、粘土的肥力不足，一般可用其他肥土以1：1配合使用，土要干凈無雜質、無雜草，保持干燥，并過篩去掉大的粗的顆粒以便于噴播使用有機質。有機質的使用主要是增加土的肥力和保證土壤的通氣性，常用的有泥炭土、腐葉土、堆肥，鋸木屑下谷殼、經充分發(fā)酵的家畜肥料等。肥料。主要用化學肥料和有機肥，化學肥料多采用緩釋復合肥，有機肥主要有雞糞、家畜糞，但都必須經過充分的發(fā)酵，以免植物生長發(fā)育過程產生過多的病害。保水劑。保水劑是一種無毒無害的功能性高分子化合物，遇水可吸水膨脹成百上千倍，這些水分不易被一般的物理方法排出，而植物根系卻能吸收貯藏于保水劑中的水分。保水劑可將偶然降雨迅速地吸收而膨脹成凝膠狀將水分貯藏起來，干旱時便慢慢地釋放給根系。一般采用吸水重復性好而使用壽命長的丙烯酞胺一丙烯酸鹽共聚類的較大顆粒產品。粘合劑、土壤改良劑。為避免風雨等自然因素對種植基材造成的侵蝕、沖刷，必須在種植基層中加入相當數量的粘合荊，以促使基質與巖石粘結和增強基質本身的抗侵蝕沖刷能力、粘合劑常用化學粘合劑和普通硅酸鹽水泥。水泥呈堿性，一般來說對灌草種子的生根和發(fā)芽是有害的。噴混基質pH值可直接或間接影響植物的生長發(fā)育，其影響主要表現在土壤養(yǎng)分的有效性、土壤微生物活性、植物根系生長租抗性大小以及植物群落的構成等幾個方面，為此加入輔助粘結荊和緩沖劑，利用它們本身的酸堿性、緩沖性和紅粘土的高量活性鋁水解產生酸度進行pH值調節(jié)，使噴混基料的pH值由強堿性降低到中性，適合植物生長。

2．2植物種子選擇和配方

護坡植物的選擇應考慮以下因素：適應栽培區(qū)的氣候，能反抗不良環(huán)境，不易退化}根系發(fā)達，生長迅速，短期內能覆蓋；多年生，與土壤固結能力強；分蘗多，莖葉繁茂。草本植物具有生長速度快，覆蓋率高的優(yōu)點，而灌木具有生長周期長，根系發(fā)達的優(yōu)點。草本植物護坡在初期因有較高的覆蓋率，能減緩雨水對坡面造成的面蝕及溝蝕。然而單純草本護坡，養(yǎng)護成本較高，難于維持四季常綠的景觀效果，且生態(tài)群落單一，層次結構簡單，對于惡劣氣候抵偏能力差，輕易引起大面積退化，不適合邊坡生物防護的可持續(xù)發(fā)展。灌木護坡，植株充分發(fā)育后，冠幅擴張，能達到有效的坡面覆蓋，根系深入坡面土層或巖石縫隙中起到生物錨桿的作用，且用豆科灌木護坡，其根瘤菌具有固氮作用，能逐步增加坡面土壤肥力，從而逐步改善坡面土壤結構，有利于他植物的生長。但單純的灌木護坡存在綠化初期植被覆蓋率較低、植物層次單一等問題．灌草結合的護坡形式，充分利用草本植物速生、覆蓋率高及灌木植株較高、冠幅大、根系深的優(yōu)點，形成灌草結合的混合植物護坡結構，發(fā)揮植物間的互補依存關系，逐漸改善坡面微環(huán)境，實現植物護坡的可持續(xù)發(fā)展。根據上述要求，我們選擇的草本植物有百喜草、狗芽根、寬葉雀稗等，灌木有海桐、合歡" class="blacklink_line">合歡女貞、山植、杜鵑等，藤本植物有爬山虎、常青藤、葛藤、素馨等，喬木有榕樹、柏樹、廣玉蘭等。由于灌木相對草本植物發(fā)芽率低且生長較慢，草本植物生長迅速會對灌木的生長形成競爭，一般草本植物生長旺盛的地方灌木生長稀少且矮小。灌草在相互依存的同時存在明顯的制約關系，所以我仰對于不同地質條件和不同邊坡狀況的巖石坡面，采用不同的植物配方。軟質巖坡面如強風化和全風化巖石坡面，草本植物相對易于生長，采用百喜草、狗牙根、寬葉雀稗等草本種子為25g／m2，海桐、合歡" class="blacklink_line">合歡女貞、山楂、杜鵑等灌木種子為18g／m^2。而硬質巖坡面如微風化和未風化花崗巖坡面，則只能以灌木為主，采用百喜草、狗牙根、寬葉雀稗等草本種子為2Og／m^2，海桐、合歡" class="blacklink_line">合歡女貞、山楂、杜鵑等灌木種子為2Og／m^2

2．3輔助材料 金屬網。采用鋼絲直徑2．0m，網孔為6cmX6cm的鍍鋅金屬網。錨桿。掛鍍鋅網的錨桿采用直徑16m的鋼筋，主錨桿長150cm，輔錨桿長80cm。初期養(yǎng)護需加蓋無紡布，30—45d后待草苗長到一定高度時揭布}后期養(yǎng)護時若天氣長期持續(xù)干早則應適當予以澆水養(yǎng)護，并根據需要施肥和殺蟲。

3施工工藝

3．1清理邊坡

將輕易滑落、影響邊坡穩(wěn)定的巖石處理掉，使坡面盡可能平整以利于噴混植生施工，同時增強坡面綠化效果。

3．2打設錨桿

交錯成菱形打設主錨桿和輔錨桿。錨桿間距橫向為lm，縱向為2m，錨桿數量為2O根／100ms。錨桿用水泥砂漿加固。

3．3掛網施工

掛網施工時采用自上而下放卷，相鄰兩卷鍍鋅鐵絲網分別用綁扎鐵絲連接固定，兩網交接處要求有15cn的重疊。

3．4配制種植基材 將粘土打壞過篩，將粘土、有機質、肥料、保水劑、粘合劑、改良劑充分拌和，攪拌均勻。

3．5噴射基材 采用專用噴混植生噴射機，將混合料均勻噴射至坡面，自上而下分兩次實施噴播，第1層噴播厚5an，待穩(wěn)定后再噴播第二層至設計厚度。在噴射第2層時，在種植基材中加入相應配方的植物種子。

3．6養(yǎng)護治理 初期養(yǎng)護需加蓋無紡布，3o一45d后待草苗長到一定高度時揭布，后期養(yǎng)護時若天氣長期持續(xù)于早則應適當予以澆水養(yǎng)護，并根據需要施肥和殺蟲。

4效果

4．1綠化效果

在南平市區(qū)和尤溪縣城關噴混植生施工的巖石邊坡，各邊坡的綠色植被覆蓋率在2006年6月已達到95以上，灌木叢生、生氣勃勃，形成了穩(wěn)定的草灌結合的植物群落。

4．2抗沖刷效果

在南平市區(qū)和尤溪縣城關2005年6月以前完成噴混植生施工的巖石邊坡，經歷了去年和今年連續(xù)的暴雨的沖刷，各邊坡噴混基底無一垮塌，植物沒有沖刷的痕跡。這表明在草坪植被與基材的共同作用下，基材的抗侵蝕性大大增強，并且隨著植物的進一步生長，草坪植物的根系會縱橫交錯，一個穩(wěn)定的草灌結合的植物群落較終形成，從而達到長期護坡的目的。

5結論

噴混植生防護技術在珠海段高速公路得到了成功的應用，取得了良好的綠化及防護效果，說明這項新技術是高速公路巖石邊坡生態(tài)防護中一種可行的生態(tài)綠化防護手段。隨著這項技術日臻成熟，我們相信，該技術不僅適用于公路，同樣在鐵路、水利、房地產等工程巖石邊坡的綠化防護、水土保持、環(huán)境保護中能發(fā)揮出重要作用。

摘要：在高邊坡植單防護施工中，針對挖方路塹的巖質邊坡，采用噴混植生防護技術進行生態(tài)綠化防護，取得了良好的效果。現就噴混植生防護技術的基本原理、植物種類及配方、施工工藝以及應用效果，進行了系統性分析。

隨著我國對環(huán)保問題的日益重視，針對巖石挖方高邊坡的防護已由傳統的污工防護向生態(tài)防護發(fā)展。在福建省眾多開發(fā)區(qū)及公路的巖石挖方邊坡防護的施工實踐中，我們采用了噴混植生防護技術作為復綠手段，在巖石邊坡上建造出一個灌草結合、科學合理的植物生態(tài)系統，既起到良好的邊坡防護作用，又恢復了自然植被，防止坡面的侵蝕和風化，防止水土流失，改善公路行車環(huán)境，從而充分體現公路的自然環(huán)境景觀，在綠化的同時起到美化的作用。石質挖方高邊坡缺乏植物生長所必須的水、肥等條件，生態(tài)限制因素較多。由于我省大多處在南方亞熱帶海洋性季風地區(qū)，干濕季節(jié)明顯，在雨季暴雨集中，雨水沖刷和水土流失十分嚴重，在旱季地下水位低，給邊坡植物的管護造成很大的困難。要在石質挖方邊坡上建立一個適合植物生長而又經得起雨水沖刷的基質層，給植物一個長期穩(wěn)定的生長環(huán)境，我們在多年研究試驗和工程實踐的基礎上，優(yōu)選出多種適應惡劣環(huán)境的草、灌良種，利用噴混植生建植層技術和錨桿固網技術，使噴混植生建植層緊固于石坡表面，通過成孔物質的合理配置，使種植基質中的固、液、氣三相物質處于平衡狀態(tài)，創(chuàng)造草類與灌木生存的良好環(huán)境

1　巖石邊坡缺乏植物生長的必要條件一土壤和水分。假如在坡面上直接回填種植基質，因巖石邊坡大多又陡又急，回填物往往很難固定，若巖石光滑則固定更加困難，還會因降雨、流水等外因而遭到沖刷流失。由此分析，巖石邊坡實現綠化必須同時具備二個基本條件：一是坡面上必須有植物能賴以持續(xù)生長的種植基質，二是種植基質能永久固定在坡面上。噴混植生防護技術是以工程力學、土壤學和生物學理論為依據，利用客土摻混粘結劑和錨托加固鐵絲網技術，運用特制噴混機械將土壤、肥料、有機物質、保水材料、粘結材料、植物種子等混合干料加水后噴射到錨固有鍍鋅鐵絲網的巖面上，形成10cm厚度左右的具有連續(xù)空隙的硬化體，在巖石坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育而種植基質又不被沖刷的永久性的多孔穩(wěn)定結構，種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長。一定程度的硬化又可防止雨水沖刷，而混合物中的深水材料、營養(yǎng)成份適合植物種子的生根發(fā)育。為巖右綠化提供植物生長的基質從道理上是越厚越好，但考慮成本和施工難度我們一般設計成lOcm左右。為保持基質的保水要求，我們特意在基質中加入了大劑量的保水劑。保水劑是遇水可以反復吸收膨脹500～1000倍的一種化學材料，無毒無害，在干旱時，保水劑中的水分又可以緩釋給植物的根系。當種植基層中的保水劑全部吸水膨脹后，可以供給草坪在持續(xù)干旱時30～60d的生長需要。種植基層的肥料和有機質可以滿足植物在初期生長的營養(yǎng)需要。通過一段時間的養(yǎng)護，前期以草本植物為主對巖石坡面實現快速綠化、恢復植被，后期以灌木、喬木和藤本植物為主逐漸交替生長，形成一個與當地環(huán)境、氣候相適應的草、灌、喬、藤結合的目標植物群落，從而達到恢復植被、改善景觀、保護環(huán)境的目的。噴混植生防護技術是集巖石工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環(huán)境生態(tài)學等學科于一體的綜合環(huán)保技術，其核心是通過成孔物質的合理配置，在巖石坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育，而種植基質又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結構，使建植層固、液、氣三相物質基本平衡。

2噴混檀生的材料

2．1種植基材的選擇

種植基材的組成材料主要有土壤、有機質、肥料、保水荊、粘合劑、改良劑等。土壤。土壤可因地選材，選擇就近可以采集的粘土、黃土或砂土。但往往砂土、黃土、粘土的肥力不足，一般可用其他肥土以1：1配合使用，土要干凈無雜質、無雜草，保持干燥，并過篩去掉大的粗的顆粒以便于噴播使用有機質。有機質的使用主要是增加土的肥力和保證土壤的通氣性，常用的有泥炭土、腐葉土、堆肥，鋸木屑下谷殼、經充分發(fā)酵的家畜肥料等。肥料。主要用化學肥料和有機肥，化學肥料多采用緩釋復合肥，有機肥主要有雞糞、家畜糞，但都必須經過充分的發(fā)酵，以免植物生長發(fā)育過程產生過多的病害。保水劑。保水劑是一種無毒無害的功能性高分子化合物，遇水可吸水膨脹成百上千倍，這些水分不易被一般的物理方法排出，而植物根系卻能吸收貯藏于保水劑中的水分。保水劑可將偶然降雨迅速地吸收而膨脹成凝膠狀將水分貯藏起來，干旱時便慢慢地釋放給根系。一般采用吸水重復性好而使用壽命長的丙烯酞胺一丙烯酸鹽共聚類的較大顆粒產品。粘合劑、土壤改良劑。為避免風雨等自然因素對種植基材造成的侵蝕、沖刷，必須在種植基層中加入相當數量的粘合荊，以促使基質與巖石粘結和增強基質本身的抗侵蝕沖刷能力、粘合劑常用化學粘合劑和普通硅酸鹽水泥。水泥呈堿性，一般來說對灌草種子的生根和發(fā)芽是有害的。噴混基質pH值可直接或間接影響植物的生長發(fā)育，其影響主要表現在土壤養(yǎng)分的有效性、土壤微生物活性、植物根系生長租抗性大小以及植物群落的構成等幾個方面，為此加入輔助粘結荊和緩沖劑，利用它們本身的酸堿性、緩沖性和紅粘土的高量活性鋁水解產生酸度進行pH值調節(jié)，使噴混基料的pH值由強堿性降低到中性，適合植物生長。

2．2植物種子選擇和配方

護坡植物的選擇應考慮以下因素：適應栽培區(qū)的氣候，能反抗不良環(huán)境，不易退化}根系發(fā)達，生長迅速，短期內能覆蓋；多年生，與土壤固結能力強；分蘗多，莖葉繁茂。草本植物具有生長速度快，覆蓋率高的優(yōu)點，而灌木具有生長周期長，根系發(fā)達的優(yōu)點。草本植物護坡在初期因有較高的覆蓋率，能減緩雨水對坡面造成的面蝕及溝蝕。然而單純草本護坡，養(yǎng)護成本較高，難于維持四季常綠的景觀效果，且生態(tài)群落單一，層次結構簡單，對于惡劣氣候抵偏能力差，輕易引起大面積退化，不適合邊坡生物防護的可持續(xù)發(fā)展。灌木護坡，植株充分發(fā)育后，冠幅擴張，能達到有效的坡面覆蓋，根系深入坡面土層或巖石縫隙中起到生物錨桿的作用，且用豆科灌木護坡，其根瘤菌具有固氮作用，能逐步增加坡面土壤肥力，從而逐步改善坡面土壤結構，有利于他植物的生長。但單純的灌木護坡存在綠化初期植被覆蓋率較低、植物層次單一等問題．灌草結合的護坡形式，充分利用草本植物速生、覆蓋率高及灌木植株較高、冠幅大、根系深的優(yōu)點，形成灌草結合的混合植物護坡結構，發(fā)揮植物間的互補依存關系，逐漸改善坡面微環(huán)境，實現植物護坡的可持續(xù)發(fā)展。根據上述要求，我們選擇的草本植物有百喜草、狗芽根、寬葉雀稗等，灌木有海桐、合歡" class="blacklink_line">合歡女貞、山植、杜鵑等，藤本植物有爬山虎、常青藤、葛藤、素馨等，喬木有榕樹、柏樹、廣玉蘭等。由于灌木相對草本植物發(fā)芽率低且生長較慢，草本植物生長迅速會對灌木的生長形成競爭，一般草本植物生長旺盛的地方灌木生長稀少且矮小。灌草在相互依存的同時存在明顯的制約關系，所以我仰對于不同地質條件和不同邊坡狀況的巖石坡面，采用不同的植物配方。軟質巖坡面如強風化和全風化巖石坡面，草本植物相對易于生長，采用百喜草、狗牙根、寬葉雀稗等草本種子為25g／m2，海桐、合歡" class="blacklink_line">合歡女貞、山楂、杜鵑等灌木種子為18g／m^2。而硬質巖坡面如微風化和未風化花崗巖坡面，則只能以灌木為主，采用百喜草、狗牙根、寬葉雀稗等草本種子為2Og／m^2，海桐、合歡" class="blacklink_line">合歡女貞、山楂、杜鵑等灌木種子為2Og／m^2

2．3輔助材料 金屬網。采用鋼絲直徑2．0m，網孔為6cmX6cm的鍍鋅金屬網。錨桿。掛鍍鋅網的錨桿采用直徑16m的鋼筋，主錨桿長150cm，輔錨桿長80cm。初期養(yǎng)護需加蓋無紡布，30—45d后待草苗長到一定高度時揭布}后期養(yǎng)護時若天氣長期持續(xù)干早則應適當予以澆水養(yǎng)護，并根據需要施肥和殺蟲。

3施工工藝

3．1清理邊坡

將輕易滑落、影響邊坡穩(wěn)定的巖石處理掉，使坡面盡可能平整以利于噴混植生施工，同時增強坡面綠化效果。

3．2打設錨桿

交錯成菱形打設主錨桿和輔錨桿。錨桿間距橫向為lm，縱向為2m，錨桿數量為2O根／100ms。錨桿用水泥砂漿加固。

3．3掛網施工

掛網施工時采用自上而下放卷，相鄰兩卷鍍鋅鐵絲網分別用綁扎鐵絲連接固定，兩網交接處要求有15cn的重疊。

3．4配制種植基材 將粘土打壞過篩，將粘土、有機質、肥料、保水劑、粘合劑、改良劑充分拌和，攪拌均勻。

3．5噴射基材 采用專用噴混植生噴射機，將混合料均勻噴射至坡面，自上而下分兩次實施噴播，第1層噴播厚5an，待穩(wěn)定后再噴播第二層至設計厚度。在噴射第2層時，在種植基材中加入相應配方的植物種子。

3．6養(yǎng)護治理 初期養(yǎng)護需加蓋無紡布，3o一45d后待草苗長到一定高度時揭布，后期養(yǎng)護時若天氣長期持續(xù)于早則應適當予以澆水養(yǎng)護，并根據需要施肥和殺蟲。

4效果

4．1綠化效果

在南平市區(qū)和尤溪縣城關噴混植生施工的巖石邊坡，各邊坡的綠色植被覆蓋率在2006年6月已達到95以上，灌木叢生、生氣勃勃，形成了穩(wěn)定的草灌結合的植物群落。

4．2抗沖刷效果

在南平市區(qū)和尤溪縣城關2005年6月以前完成噴混植生施工的巖石邊坡，經歷了去年和今年連續(xù)的暴雨的沖刷，各邊坡噴混基底無一垮塌，植物沒有沖刷的痕跡。這表明在草坪植被與基材的共同作用下，基材的抗侵蝕性大大增強，并且隨著植物的進一步生長，草坪植物的根系會縱橫交錯，一個穩(wěn)定的草灌結合的植物群落較終形成，從而達到長期護坡的目的。

5結論

噴混植生防護技術在珠海段高速公路得到了成功的應用，取得了良好的綠化及防護效果，說明這項新技術是高速公路巖石邊坡生態(tài)防護中一種可行的生態(tài)綠化防護手段。隨著這項技術日臻成熟，我們相信，該技術不僅適用于公路，同樣在鐵路、水利、房地產等工程巖石邊坡的綠化防護、水土保持、環(huán)境保護中能發(fā)揮出重要作用。