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摘要：隨著我國可持續發展戰略的實施，國家對基礎設施建設的生態環境保護、生態環境恢復及生態環境建設的要求也在逐步提升。因此在高速公路建設中，建環保路、生態和諧路已成為高速公路建設的重要發展方向。本文結合客土噴播在洛南高速公路洛陽段挖方路基邊坡防護中的實踐應用，對客土噴播環境條件、機械設備、材料選擇、施工工藝等方面做了詳盡的介紹，并就客土噴播在路基防護的適用條件、實施方案的改進等方面進行了探討。

關鍵詞：高速公路；客土噴播；邊坡防護

1.客土噴播技術應用的概況

1.1國外、國內客土噴播技術發展狀況

客土噴播技術在發達國家邊坡防護中的應用已有較長的歷史，現其技術已經發展得比較成熟。最早于1936年在美國得到應用，其后日本對客土噴播技術進行了比較深入的研究和應用并將其發展成一門生態防護技術。

90年代末，我國交通部科學研究院從日本引進了客土噴播防護技術，開始在公路巖質路基邊坡進行研究和試驗。2000年，廣東省河惠高速公路開始用客土噴播技術對巖質路基邊坡綠化防護進行了試驗并取得成功。之后，湖南臨長高速公路、云南大保高速公路、河南省洛南高速公路南陽段等相繼推廣應用并取得了較好的效果。

1.2洛南高速公路洛陽段引用客土噴播技術的意義

根據國務院國發[2000]31號文件《國務院關于進一步推進綠色通道的通知》以及河南省交通廳關于把洛南高速公路建設成生態路、和諧路的要求，針對洛南高速公路深路塹邊坡較多的實際情況，對原設計的邊坡防護方案進行了優化，廢除了原設計中圬工防護方案，引進生態護坡─—客土噴播技術對挖方路基進行防護，把洛南高速公路洛陽段建設成“人在車中坐，車在畫中行”的生態路。而且，客土噴播進行邊坡防護具有施工進度快，人力需用少等特點，可創造較好的經濟效益和社會效益。

2.客土噴播技術的基本原理

客土噴播是將植物種子、肥料、保水劑、土壤、有機物、穩定劑等混合物充分混合后，通過高壓設備和噴射機按設計厚度均勻噴到需防護的工程坡面，經過養護管理后，植物發芽成長，達到快速綠化貧瘠坡面的目的。

2.1土壤學原理

眾所周知，土壤和水分是植物生長的基本條件之一。不同植物對土壤基礎厚度要求不同，同時噴射基質厚度、山體狀態、所處地區的年降雨量和邊坡坡率有著較大關系。而巖質邊坡或是土質貧瘠邊坡植物生長困難。客土基質含有豐富有機質，其保水性和保肥性較一般土壤好，適合植物生長的基質厚度也較小。因此，通過噴射機將利于植物生長、發育的基質按照不同的物種所需基礎厚度噴射附著到坡面上，經過養護管理后植物生長繁殖。

除植物生長所需基質厚度外，土壤的酸堿性對植物生長也有影響，過酸或過堿土質均不利于植物生長。土壤團粒太密實或太疏松也不利于植物生長。因此，在選擇客土材料前，可以先鑒定當地土質、地表水的酸堿性，并充分考慮上述因素后進行優化選擇。

2.2生態學原理

客土噴播種植的植物群落種類必須具有較強的穩定性,能適應當地的氣候、土質條件，具有較強的抗逆性、耐寒性、耐干旱性。植物群落具有以下特征：

（1）植物群落自然選擇的結果，人工恢復植物群落的痕跡不能太明顯；

（2）喬木、灌木、花草等植物有機結合；

（3）具有較強的自我繁衍能力。

因此，采用客土噴播對邊坡進行生態綠化時，物種的選擇要從生態學角度出發，盡可能采用適應當地自然環境的植物種類及鄉土植物種類，并使各植物種類合理配置，以求能形成最接近當地自然植物群落的效果。

3.客土噴播技術在洛南高速公路洛陽段三標的應用

3.1客土噴播的環境條件

3.1.1施工區域氣候特征

施工區域處于北亞熱帶向暖溫帶過度帶，屬大陸型季風性氣候，其顯著特點是：冬季干寒，夏熱多雨，干濕交替，四季分明，雨量充沛，光照充足，雨熱同期，年平均降雨量690.3～1100mm，年內降雨量多集中在6～8月份，往往占全年降雨量的60%以上。年平均氣溫14.0℃～14.8℃，每年元月份氣溫最低，平均氣溫-2℃～3℃，極端最低氣溫-21℃，凍結期一般10～20天，凍結深度10cm～20cm。7月份氣溫最高，極端最高氣溫44℃。由于受季風影響，冬季多偏北風，夏季多東南風。

3.1.2洛南高速公路洛陽段三標邊坡條件

洛南高速公路洛陽段三標挖方路基起止里程為右線YK10+795~YK10+991、左線ZK10+852~ZK11+051。大部分為石質邊坡，高度從5m~24m不等。大于8m邊坡在8m高度處設一2m寬碎落平臺，一級邊坡以上8m處亦設一平臺，邊坡坡率均為1：1。挖方路基二級邊坡以上為土質（亞粘土）邊坡；二級以下為強~全風化巖質邊坡。巖質為安山巖，巖體較軟，裂隙發育，本標段挖方邊坡坡率較緩，具備進行客土噴播防護的條件。

3.2施工機械設備與材料

3.2.1施工機械設備的配備

客土噴播防護配備的主要機械設備有：噴射機1臺、空壓機1臺、柴油發電機1臺、自落式混凝土攪拌機1臺、碎土機1臺、抽水泵1臺、自卸汽車1輛。同時，為了提高施工效率和更好的控制熟土粒徑，采用輸送帶對噴射機進行喂料。

3.2.2材料選擇

（1）客土噴播使用的基質材料：

1.東北黑土：由多種微生物菌群發酵而成，其含有較豐富的氮、磷、鉀及各種微量元素和生長激素，作用在于改善土壤，促進植物生長。

2.保水劑：由于巖面不易滲透水，降雨后水分易蒸發，不易于其上植物種子的發芽和生長。保水劑除可以吸收水分外，還可在遇到降雨時迅速而膨脹成凝膠將水分貯存起來，供給植物根系吸收，為植物生長提供必要的條件。用量在12g/m²。

3.長效復合肥：采用緩釋長效肥和速效肥相結合，將各種含N、P、K的肥料按照一定的比例配制而成。設計比例為N：P：K=6：36：6，用量125g/m²。由于其肥力釋放持續時間長，可以為植物的生長提供較持久的肥力。

4.當地土料：采用路基開挖土方的熟土，采用碎土機破碎后，人工過篩處理，以控制熟土的粒徑以便于噴射和拌合均勻。

5.植物種子：經過對當地植物群落考察以后，選用狗牙根、高羊茅、荊條、胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿等物種。狗牙根極耐酷暑、干旱，其夏季生命力較強。高羊茅耐寒性強，特別適合于洛陽這種冬季較寒冷的地區采用，適于各種土壤條件生長，對各種立地條件適應性強。紫穗槐耐貧瘠、耐干旱，根系較發達具有較強的固土能力，生長和繁殖能力強，易與草本植物共生，在陡坡地、石質山地能正常生長。為了使邊坡恢復到接近原生態的植物群落，在混合種子里摻加了當地繁殖較多的荊條種子。為豐富景觀，再混合種子中加入紫花苜蓿等物種。根據設計，噴播種子配比按以下配比進行配料，詳見表3-1、表3-2。

6.另外加入草纖維。草纖維可以起到基材的連接強度和整體穩定性。

7.噴播用水：經檢測，施工地點的水源酸堿度合適，可直接取用。

（2）客土噴播使用的輔助材料：

1.鍍鋅鐵絲網：菱形鍍鋅低碳鐵絲網網孔規格為5.5cm×5.5cm，直徑2.2mm。可以使整個噴層連接成一整體，增加噴層附著力和穩定性，形成持久的整體基質板塊。

2.錨桿：用于掛鍍鋅鐵絲網并起到一定的穩固邊坡的作用。主錨桿采用長40cm的Ф14鋼筋，次錨桿采用長25cm的Ф12鋼筋。

3.3客土噴播施工工藝

客土噴播施工工藝流程：施工準備（修整坡面、坡面排水設施施工、備料等）→鋪網、釘網→客土噴播→覆蓋→養護管理。

3.3.1施工準備

（1）技術交底及安全文明施工培訓：施工前除對操作人員進行施工工藝、質量要求等技術交底外，還進行安全文明施工培訓，確保人人懂安全文明施工、會安全文明施工，為邊坡防護施工打好質量和安全基礎。

（2）坡面排水：在進行客土噴播前先行施工截水溝、平臺排水溝、急流槽等排水設施。這樣可以避免路基坡面排水設施施工對邊坡防護造成損壞，而且還起到了預防沖刷的作用，保證噴播層的穩定性。

（3）修整坡面

修整坡面：進行客土噴播施工前先將坡面雜物、危石清除，使坡面基本平整。然后檢查坡率、路基寬度是否符合設計要求，進行邊坡驗收。在邊坡修整過程中，對坡面轉角處及坡頂的棱角進行修整，使之呈弧形，以利于客土噴播施工。為增強噴層附著力，在較光滑的坡面采用人工挖橫向楔形槽處理，槽間距0.8~1.0m。對坡面殘存植物，在不防礙施工的情況下盡量保留。

（4）備料

客土噴播基材混合料中的熟土，施工前要經過挖運、破碎土、過篩、儲備等一系列過程，需要較長的備料時間。因此，應在噴播前做好熟土的備料，以免影響施工進度。經過破碎、過篩后的黏土，要覆蓋儲存好，避免雨淋。其他材料也應覆蓋防水。基材混合料噴播前應按設計配比事先分袋或分堆存放，這樣做可以保證配比準確，又便于施工，加快施工進度。為了使植物種子更易于發育，喬、灌木種子在噴播前用溫水（含浸種劑）浸種1天，草本植物種子在噴播前浸種1～2小時使種子吸水飽和。

（5）測量放樣

噴播前先按設計間距做好錨桿打設位置的放樣，并做好標志。主錨桿間距2.0m，次錨桿間距1.0m。當坡面不規則時，可結合坡面實際情況適當調整。

3.3.2錨桿打設及掛網施工

坡面修理完畢后，掛設菱形鍍鋅低碳鐵絲網。菱形鍍鋅低碳鐵絲網網孔規格為5.5cm×5.5cm，直徑2.2mm。巖石處用風鉆或電鉆按設計間距梅花形布置錨桿。主錨桿每3㎡不少于2根，次錨桿每平方米不少于2根，其位置可根據坡面凹凸實際情況適當調整，坡面局部不平整處加密錨桿。坡面錨桿固定采用比鋼筋型號小一號的鉆頭鉆孔后，人工用鐵錘將錨桿打入，這樣可以使錨桿更牢固。錨桿與鍍鋅網接觸呈90°彎起，彎起長度不小于5cm。

掛網施工時采用自上而下放卷，相鄰兩卷鐵絲網分別用鐵絲綁扎連接固定，兩網交接處重疊寬度要求≥10cm。網與作業面保持一定間隙，并均勻一致。較陡巖面處，可用草繩按一定間隔纏繞在網上，以增強附著力，以確保噴播層能達到設計厚度。菱形網和鋪設應保持坡頂處及坡體兩側覆蓋不小于1m，小于1m應用更多的錨桿固定。平臺排水溝外側亦掛網客土噴播。

3.3.3客土噴播

先將準確稱量配比好的有機肥、草籽、復合肥、過磷酸鈣、當地肥土、植物纖維等按比例拌和均勻，采用噴射機將其噴射到坡面上，并保持噴播厚薄均勻。噴射自上而下進行，分二次實施噴播。第一次噴播厚3cm，待客土穩定后（10~20min）再噴播第二次至設計厚度10cm，在巖性破碎、巖質堅硬坡段噴層厚度可適當增加。采用埋設厚度檢測標志的方法對噴播層厚度進行控制。噴射施工時，噴附者應自上而下對坡面進行噴射、并盡可能保證噴嘴與坡面垂直，距離保持在0.8~1m，一次噴附寬度5~6m。

3.3.4覆蓋

配播完畢后，采用20g/m²的無紡布進行覆蓋，以預防成型后噴播層被雨沖刷，避免種子、客土流失；可保溫、保濕、防曬，促進植物的生長。

3.3.5養護管理

種子出芽至幼苗期間，澆水養護以保持土壤濕潤，一般每天早晨澆一次水（此澆水頻率為秋冬季，炎熱夏季宜早晚各澆水一次）。采用灑水車裝水，噴管端頭加工成若干小孔，以使噴出的水呈霧狀，利于噴水養護均勻和避免水量過大而造成沖刷。隨植物的生長可逐漸減少澆水次數，并根據降水情況調整。

在植被逐漸生長過程中，對其適時施肥和防治病蟲害。噴播施工完畢后3個月左右，進行追肥。采用復合肥，施肥量在40g/m²左右。施肥堅持“多次少量”的原則。噴播完成后一個月，全面檢查植被生長情況，對生長明顯不均勻的位置，確認原因后予以追播補栽，以確保形成預期灌木群落。一般來說，施工三個月后草本植物覆蓋率應達到30~50%，木本植物成株密度應達到10株/m²；施工一年后：灌木群落覆蓋率達到90%以上，常綠灌木達到20%以上。

4.幾點淺見

1.經過在洛南高速公路洛陽段三標實踐發現，客土噴播實際噴層厚度要達到1.2~1.25倍設計噴層厚度比按照設計厚度控制效果較好。這是因為巖質邊坡會造成一部分基質水分散失而導致基質實際厚度達不到設計厚度。

2.客土噴播技術在邊坡防護中已成為一項較理想的邊坡生態防護技術，但在選用防護方案前，應充分論證邊坡穩定性，不可一味地追求綠化而留下工程質量隱患。

3.為增添自然效果，可將路基邊溝、邊坡急流槽等圬工工程隱蔽處理。如我們在洛南高速公路洛陽段三標將邊溝、邊坡急流槽蓋板變更為方孔式，在其上覆以滲水性較好的土；此外，邊溝每隔10~30m設置泄水槽，泄水槽上覆以片（卵）石。這樣處理后，可以在蓋板上進行生態防護處理，使邊坡植被整體連成一片，收到了很好的自然景觀效果。當然，在南方雨量較大的地區，這種方案是否可行值得商榷。

4.在硬質石質邊坡中，石方路基主要依靠爆破開挖，嚴格按照設計邊坡坡率使邊坡成型不易實現，似應將邊坡上的危石清除后即可采用客土噴播防護，綠化防護效果更為貼近自然。當然，前提是坡率要達到可以實現采用客土噴播的條件。

5.客土噴播生態防護技術特別適合于風化巖質邊坡、土壤較少的軟巖邊坡及穩定的土質邊坡采用。對于坡度較大、石質成片的坡面在采取相關措施后也可借鑒應用，如在基材中摻加結合劑（普通硅酸鹽水泥）及PH緩沖劑等。

6.對于穩定性差的邊坡，可以在采取錨桿、預應力錨索等防護方式后再應用客土噴播進行生態復綠處理。

5.結語

隨著我國可持續發展戰略的實施，基礎設施建設對環保的要求將更進一步提升。客土噴播這種生態防護技術將在公路、鐵路、水利建設領域的邊坡防護及住宅小區邊坡綠化防護、采料場等的生態恢復中將得到進一步的推廣應用。

參考文獻：

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