水庫灌區(qū)邊坡植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)

◎ 蔡宗霖 廣東鵬清建設(shè)集團有限公司

植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)不僅可以增強土壤的抗剪強度，還有助于防止水土流失和穩(wěn)定邊坡[1]。相比于傳統(tǒng)的護坡技術(shù)，植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)可以達到綠化環(huán)境和改善景觀的效果。因此，應(yīng)用植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)是未來水庫灌區(qū)邊坡防護的重要發(fā)展方向。

1.植被混凝土生態(tài)護坡概述

1.1 植被混凝土生態(tài)護坡簡介

植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)是按一定配比將混合料、水泥以及保水劑等加入到多孔混凝土中，在這一過程中使有機材料能夠與無機材料達到充分混勻的效果，以此為植被提供生長所需要的水分和養(yǎng)分，通過植被良好的生長態(tài)勢加強邊坡的生態(tài)防護，并提高邊坡的穩(wěn)定性能[2]。在水庫灌區(qū)邊坡中應(yīng)用植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)，應(yīng)該深入結(jié)合水庫灌區(qū)邊坡分布特點，合理采取多品種植被交叉種植的方法，并適當(dāng)提高植被種植密度，在最大程度上發(fā)揮植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)的利用價值[3]。

1.2 植被混凝土生態(tài)護坡優(yōu)勢

1.2.1 生態(tài)效益

植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)不但能有效治理邊坡土表裸露、水土流失等問題，還能打造邊坡景觀效應(yīng)，改善邊坡生態(tài)環(huán)境。邊坡依靠覆蓋層可在短時間內(nèi)提高自身抗沖、抗蝕性能，避免邊坡坡面土壤滑落[4]。相比于傳統(tǒng)護坡技術(shù)，可顯著增加邊坡綠化面積，提高邊坡吸收灰塵與二氧化碳能力。經(jīng)初步估算，在1平方千米的水庫灌區(qū)邊坡內(nèi)采用植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)，邊坡可抵抗100毫米/小時的暴雨沖刷，年水土保持率不低于99%，年吸收灰塵可達500噸左右，年吸收二氧化碳可達1000噸左右[5]。在水庫灌區(qū)邊坡應(yīng)用植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)，還可顯著降低坡面溫度，相較于傳統(tǒng)護坡技術(shù)，坡面溫度降低程度可達5℃[6]。同時，還可大幅減弱邊坡附近噪音，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)護坡相比可使噪聲降低610dB。

1.2.2 經(jīng)濟效益

植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)在水庫灌區(qū)邊坡防護中可解決邊坡缺乏綠化景觀效果和生態(tài)失衡等問題，起到涵水固土的作用，能夠大量減少水庫灌區(qū)邊坡的維護費用、治理費用，確保水庫灌區(qū)邊坡在完建期與正常蓄水期的安全性和經(jīng)濟性。植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)在水庫灌區(qū)邊坡改造中工程造價明顯低于漿砌片石護面墻等護坡技術(shù)的造價成本，在水庫灌區(qū)邊坡生態(tài)治理方面具有顯著的經(jīng)濟效益。

2.水庫灌區(qū)邊坡植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)要點

2.1 選用優(yōu)質(zhì)的土壤

土壤是植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)用的重要根基，不僅是植生基層的主要成分之一，還能夠提供植被生長所需的水分和養(yǎng)分，為植被良好的生長態(tài)勢提供保障。因此需要選擇優(yōu)質(zhì)的土壤，以保證所選土壤能夠符合水庫灌區(qū)邊坡生態(tài)防護的需求。盡量選擇富含養(yǎng)分、水分以及大氣條件的砂壤土，含水量盡量在20%左右，砂粒含量不超過5%，并且砂壤土中砂粒大小最好在7毫米左右，以防止因為砂粒過大而造成砂壤土中間隙較大，導(dǎo)致植被在植生基層上的附著性降低[7]，對其良好的生長態(tài)勢造成影響，在實際施工時，應(yīng)盡可能做到均勻鋪設(shè)砂壤土，并使其厚度保持在9厘米到13厘米左右。

2.2 合理控制水泥摻量

植被混凝土的抗沖刷性與強度會隨著水泥摻入量的增加而得到提高，同時植被良好的生長態(tài)勢也會受到水泥摻入量的影響，且不同植被對水泥摻入量的適應(yīng)性存在差異。通過對不同種類的邊坡防護植被的水泥適應(yīng)性進行研究，植被在種子萌發(fā)與幼苗生長期間受水泥摻入的影響存在較為明顯的生長緩慢現(xiàn)象，且水泥摻入量不低于8%時生長緩慢現(xiàn)象更為明顯。但植被的光合作用、呼吸作用以及蒸騰作用的強度會隨水泥摻量的增加而逐漸降低，在對護坡效果和植被生長進行綜合考慮后，明確應(yīng)將水泥摻量控制在8%。

2.3 添加鮮嫩的有機質(zhì)

在應(yīng)用植被混凝土生態(tài)防護技術(shù)時，要在植被混凝土基層中添加鮮嫩的有機質(zhì)來為植被生長提供養(yǎng)分。比如稻殼、麥穗等粉碎物中富含鮮嫩有機質(zhì)，就能夠作為植被混凝土基層的成分，為植被生長提供養(yǎng)分。不過在植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)實際應(yīng)用過程中，為了保證這些粉碎物中的有機質(zhì)能夠充分發(fā)揮作用，使水庫灌區(qū)邊坡的防護效果更為理想，需要提前對這些有機質(zhì)進行充分發(fā)酵[8]。當(dāng)然，如果缺乏富含鮮嫩有機質(zhì)的粉碎物，也可以根據(jù)水庫灌區(qū)邊坡實際情況，選用適量的草炭木等來充當(dāng)植被混凝土基層的成分。

2.4 種植適宜的植被

植被良好的生長態(tài)勢與其生存環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，所以在選擇植被時，應(yīng)該結(jié)合水庫灌區(qū)邊坡的實際環(huán)境狀況對噴播植被進行合理選擇，比如水庫灌區(qū)邊坡及其周邊區(qū)域的氣候特征、植物生長特征、土壤水分含量等等。不僅要保證噴播植被的根系發(fā)達、抗逆性強、能夠達到一定的出苗率，還要盡可能選擇當(dāng)?shù)刂脖?，避免后期造成生態(tài)災(zāi)難[9]。在植被實際種植過程中，為了使植被的出苗率得到提高，對水庫灌區(qū)邊坡起到更好的防護作用，也能夠采用冷暖植被交叉種植的措施。

2.5 適當(dāng)適量施肥并添加保水劑

對植被進行適當(dāng)適量的施肥，不僅能夠保證植被良好的生長態(tài)勢，還能提高植被的出苗率，保水劑能夠確保植被在生長過程中獲得充足的水分。因此在采用植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)對水庫灌區(qū)邊坡進行防護的過程中，應(yīng)對植被進行適當(dāng)適量的施肥并添加保水劑，從而為植被的生長提供保障。在實際施肥時，為保證植被能夠獲得充足的養(yǎng)分與肥力，可以按照2:1的比例將有機肥料與復(fù)合肥料充分混勻后，再對植被進行施肥。

3.水庫灌區(qū)邊坡植被混凝土生態(tài)護坡施工工序

3.1 開挖排水溝

在整治水庫灌區(qū)邊坡之前，需要根據(jù)施工要求與規(guī)劃布局率先開挖排水溝。在整治水庫灌區(qū)邊坡的過程中，根據(jù)施工要求與規(guī)劃布局可以每間隔8米10米的高度設(shè)置一級馬道，且馬道寬度不應(yīng)小于2米。馬道上設(shè)排水溝，為最大程度緩解水庫灌區(qū)邊坡受雨水沖刷程度，需要同時完成對馬道的施工和排水溝的開挖。

3.2 整治邊坡

將水庫灌區(qū)邊坡上妨礙施工的雜草、浮土等障礙物進行徹底清掃，并對邊坡上的特殊地段進行整治。比如對邊坡坡面進行修理與整治，將枯枝散葉、浮石、野草、浮土等進行清掃；還需要對植被結(jié)合處進行清理，即植被混凝土生態(tài)護坡施工工程和原始坡面之間的過渡部分，以將植物地下根莖鏟除為標(biāo)準(zhǔn)，對水庫灌區(qū)原始邊坡上的植被進行清理，同時要求清理寬度不小于1米。對于水庫灌區(qū)邊坡上存在凸出部分的地段，可以通過電錘對凸出部分與原始坡面連接處進行鉆孔操作，直至凸出部分松動后，再依靠人力用鐵錘將凸出部分擊落。而水庫灌區(qū)邊坡上存在凹陷部分的地段，需要進行填平操作，可以通過電錘在凹陷部分擊出深度不小于2厘米的麻面，之后利用高壓水槍進行噴水沖洗，再使用抗壓強度等級為M7.5的砂漿將其填補平整。

3.3 安裝錨釘并鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)

沿垂直于邊坡的方向使用電錘在邊坡上打孔之后鉆入錨釘。其中錨釘使用直徑為16毫米的螺紋鋼筋，錨固長度在45厘米左右，相鄰鉚釘間距在1米左右，打孔深度不小于20厘米，并保持錨桿外部露出10厘米。錨釘與水庫灌區(qū)邊坡間的夾角保持在98度左右。若水庫灌區(qū)部分邊坡存在受巖石風(fēng)化破壞的現(xiàn)象，可以根據(jù)現(xiàn)場實際狀況加長錨釘，以保持邊坡穩(wěn)定。

將型號為18#的鍍鋅勾花鐵絲網(wǎng)鋪設(shè)于排水溝底部，其中網(wǎng)目為6厘米×6厘米。將鍍鋅勾花鐵絲網(wǎng)與先前鋪設(shè)的鐵絲網(wǎng)進行捆綁，并沿水庫灌區(qū)邊坡進行鋪設(shè)，再利用錨釘固定鐵絲網(wǎng)，通過鍍鋅絲將二者進行連接，并在水庫灌區(qū)邊坡與鍍鋅勾花鐵絲網(wǎng)之間鋪設(shè)鋼筋保護層墊塊，使鋼筋保護層墊塊的厚度保持在植被混凝土基材厚度的，同時要求鋪設(shè)的鐵絲網(wǎng)在植被混凝土基材基層內(nèi)，搭接寬度為15厘米。為了保證鋪設(shè)的鐵絲網(wǎng)與水庫灌區(qū)邊坡之間的連接具備一定的穩(wěn)定性，后期驗收時需要仔細檢查錨釘與鐵絲網(wǎng)之間的連接是否足夠牢固。

3.4 配制植被混凝土基材

植被混凝土基材由砂壤土、水泥、有機質(zhì)、植被、有機肥以及保水劑等充分混勻后組成。砂壤土可以利用水庫灌區(qū)邊坡上的原始地表土壤經(jīng)過簡單的加工處理提取得到；水泥主要充當(dāng)粘結(jié)劑，一般選用型號為P.O.32.5的硅酸鹽水泥，也可以結(jié)合水庫灌區(qū)邊坡實際情況選擇其他合適的水泥，一般情況下水泥用量應(yīng)保持在種植土用量的10%以內(nèi)。對于植被混凝土基材的配制分為基材基層和基材表層兩類，兩類植被混凝土基材的配置分別對應(yīng)不同的配合比，見表1。

表1 植被混凝土基材配合比表

按相應(yīng)配合比添加材料，將其放入攪拌機內(nèi)進行充分?jǐn)嚢琛?/p>

3.5 噴播植被混凝土

根據(jù)植被混凝土基材配合比，通過攪拌機對各種原材料進行充分混勻后，對植被混凝土進行噴播施工?？蓪⒅脖换炷练譃閮深?，分別是基層和表層，厚度分別為7.5厘米左右和1.5厘米左右。在基層噴播施工時，不需要在混合料中添加植被種子，表層噴射施工時，則需要按照一定比例在混合料中添加植被種子[10]。應(yīng)沿垂直于邊坡方向進行噴播，對于不容易噴播到的地方還應(yīng)重點進行噴播，嚴(yán)禁出現(xiàn)仰噴、漏噴的現(xiàn)象，并且要確保整體噴播的均勻性。

3.6 強制性養(yǎng)護與管理

強制性養(yǎng)護即在噴播結(jié)束后的頭兩個月內(nèi)對植被進行日常澆水工作。需要在噴播結(jié)束后的兩天內(nèi)，在基材表面覆蓋無紡布，這樣不僅可以起到保墑、控溫的作用，加快植被種子出芽速度，而且還可以防止植被種子出現(xiàn)被風(fēng)吹走和被飛禽啄食等特殊情況，提高植物種子出芽率和存活率。也可以安裝噴灌系統(tǒng)，每天對植被種子進行均勻灌溉。在強制性養(yǎng)護期內(nèi)，還要注意觀察植被種子的出芽均勻度和出芽率，需要對出芽不齊和未出芽的邊坡局部地段進行補種。

3.7 常規(guī)養(yǎng)護與管理

完成強制性養(yǎng)護工作后，便需要對植被進行周期為10個月的常規(guī)養(yǎng)護與管理。主要是為了保證植被良好的生長態(tài)勢，使先鋒植被經(jīng)歷一個生長周期的檢驗，以此在水庫灌區(qū)邊坡上建立起同類植被的生長環(huán)境，保證后期邊坡能夠進入生態(tài)治理與防護的自我循環(huán)。

4.結(jié)束語

隨著環(huán)境問題的日益突出，水庫灌區(qū)邊坡的治理與防護應(yīng)與時俱進，確保工程與自然和諧相處，通過應(yīng)用植被混凝土生態(tài)護坡技術(shù)，不僅可以滿足邊坡常規(guī)防護工作要求，還能起到調(diào)節(jié)生態(tài)平衡和打造邊坡景觀效應(yīng)的作用。