CBS植被混凝土護坡在高速公路施工中的應(yīng)用

羅秋林

(廣西交通投資集團南寧高速公路運營有限公司,廣西 南寧 530022)

0 引言

在公路建設(shè)路塹開挖過程中,會出現(xiàn)裸露的路基邊坡,受雨水沖刷的影響,邊坡容易產(chǎn)生淺層滑坡現(xiàn)象。常規(guī)施工工藝在對邊坡表面進行保護時,常常運用水泥土、鐵絲網(wǎng)以及土壤穩(wěn)定劑等材料,但是上述材料會隨著時間推移而失效,還需進行不定期的維護和修復(fù)。而CBS植被混凝土護坡憑借著自身優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注,其采用了混凝土配方和混合植物種植配方對巖石邊坡進行防護和綠化,實際效果明顯,營造出的環(huán)境相對理想[1]。

1 項目概述

平果至南寧高速公路NO2合同段內(nèi)高邊坡多數(shù)為基巖邊坡,坡體多為強中風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化砂巖。其中有5個膨脹土邊坡,坡體為沖洪積硬塑黏土,具有膨脹性。項目結(jié)合邊坡不同土質(zhì)及坡度,設(shè)計了符合廣西多雨地區(qū)的CBS植被混凝土配合比,同時建立了全國首座植被混凝土生態(tài)基材拌和站,大幅度提高了生產(chǎn)效率,提升了工程品質(zhì)。該技術(shù)施工后當天,邊坡便具有抗沖刷、防滲能力,經(jīng)過45 d養(yǎng)護后,植物生長茂盛,景觀效果良好。采用噴射型CBS植被混凝土生態(tài)技術(shù)能達到經(jīng)濟優(yōu)化、工程施工安全隱患時間縮減、防護效果優(yōu)化的效果,在發(fā)揮防護功能的同時維護生態(tài)平衡,讓植被覆蓋率大大提升。

2 CBS植被混凝土護坡技術(shù)簡介

2.1 CBS植被混凝土概念

CBS植被混凝土護坡重點是以水泥為膠結(jié)材料,借助混凝土噴射工藝,產(chǎn)生半剛性水泥土結(jié)構(gòu),發(fā)揮支撐功能。CBS植被混凝土體現(xiàn)出理想的力學(xué)性能和水穩(wěn)定性,所以在高速公路項目中備受認可。CBS植被混凝土護坡和噴混植生存在著顯著差異,普通噴混植生基材水泥用量為10 kg/m3,而CBS植被混凝土基材水泥用量為60～100 kg/m3,通過合理地運用CBS植被混凝土專用添加劑,可以適當調(diào)節(jié)基材pH值,確?；净钚苑€(wěn)步增加。添加劑用量為水泥用量的0.78%～1.0%,基本成分包含固氮菌、硝酸鹽細菌等[2]。在運用該項護坡方案時,可以展示出相對理想的生境構(gòu)筑能力,晝夜平均溫度≥25 ℃時,能夠在一個月內(nèi)形成覆蓋度≥90%的草坪。后期依照生態(tài)修復(fù)目標,可以打造出“草本+花類”的景觀坡面或者是草灌組合的生態(tài)群落。CBS植被混凝土主要物理力學(xué)性能指標見表1。

表1 CBS植被混凝土主要物理力學(xué)性能指標表

2.2 社會經(jīng)濟價值

在使用CBS植被混凝土護坡技術(shù)時,可以實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的目標,同時也遵循了國家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,屬于營造邊坡防護和生態(tài)修復(fù)一體化技術(shù)措施。通過大力的推廣和應(yīng)用,可以構(gòu)建起產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展基地,也能為高速公路項目建設(shè)助力。該措施的應(yīng)用使得高速公路工業(yè)化水平穩(wěn)步提升,實現(xiàn)了“機械化減人、機械化換人”的目標,轉(zhuǎn)變了圬工防護大量使用勞動力和邊坡綠化以“小型機具+小班組”作業(yè)為主的現(xiàn)狀。

3 CBS植被混凝土護坡技術(shù)施工流程

3.1 修筑坡頂截排水溝

在高速公路項目施工中,為了讓實際護坡效果更加理想,要修筑坡頂截排水溝,這樣可以達到既定要求,同時也能展示出CBS植被混凝土護坡的最佳效果。在施工前期,也可在各級平臺上設(shè)置,實際的效果相同[3]。

3.2 清理邊坡坡面

為了優(yōu)化高速公路項目施工效果,需要做好前期的清理工作,要將坡面清理到位,避免出現(xiàn)多種隱患。在施工前,要將浮渣以及大粒徑填料等妥善處理,避免其影響到施工進度。同時,還要對坡面進行微地貌整形,若是發(fā)現(xiàn)沖蝕溝壑,必須采用土袋或者是植生袋等將其填充到位,為施工提供安全環(huán)境,也讓植物穩(wěn)定生長。

3.3 掛網(wǎng)錨固

(1)掛網(wǎng)采用14#(2 mm)鍍鋅勾花鐵絲網(wǎng),網(wǎng)孔尺寸為6 cm×6 cm,網(wǎng)間搭接15 cm,網(wǎng)掛至坡頂以上1 m處。

(2)用φ16 mm螺紋鋼制作抗滑錨桿,長60～80 cm。按緩坡間距2 m×4 m、陡坡間距2 m×2 m錨固。第一排錨桿安裝在坡頂平臺上,坡面凹凸起伏大的地貌點需增加錨桿,錨桿外露10 cm。

(3)用φ8 mm圓鋼制作限位錨釘,長20 cm,按間距0.5 m×0.5 m錨固,錨釘外露8～10 cm。距坡面4～6 cm處與錨釘綁扎,綁扎后將錨釘向上彎折[4]。

(4)通過限位錨釘和扎絲與鐵絲網(wǎng)連接牢固。

3.4 土壤加工

土壤加工優(yōu)先考慮采用砂壤土和種植土,其能保證含水率和含砂率達標,均<20%。對原土翻曬晾干時,優(yōu)先考慮大型篩砂機和粉碎篩土機,只有確定過篩后才能使用。篩網(wǎng)的尺寸應(yīng)控制在15 mm×15 mm內(nèi)。過篩之后的土料必須要及時覆蓋,或者設(shè)置成封閉式料棚儲存。

3.5 拌和標準

在高速公路邊坡防護中,根據(jù)該技術(shù)的特點,要詳細分析邊坡坡率,還要進一步明確抗沖刷要求,保證基材配合比達標,真正地達到理想要求。應(yīng)該運用水泥穩(wěn)定土拌和站集中拌和,以優(yōu)化基本質(zhì)量,降低干擾因素的阻礙,使整體質(zhì)量和效率趨向穩(wěn)定。在小規(guī)模施工環(huán)節(jié),如運用到滾筒式攪拌機,則要在噴植現(xiàn)場拌和,由此保證其整體質(zhì)量[5]。

3.6 噴植環(huán)節(jié)

植被混凝土噴植平均厚度為10 cm,一般涉及兩層,基層厚度為8 cm,面層厚度為2 cm,面層中含有植物種子。在具體操作的過程中,多是運用轉(zhuǎn)子噴射機進行噴植,常用的設(shè)備包括雙機組自動上料噴射機,其整體效果相對理想。

3.7 坡面養(yǎng)護

當整體坡率<1∶0.5時采用無紡布覆蓋,保墑、防曬;當整體坡率>1∶0.5時,采用遮陽網(wǎng)進行覆蓋養(yǎng)護。具備條件的大面積施工坡面,可設(shè)置噴灌系統(tǒng)進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間為45 d,期間根據(jù)土壤濕度情況進行灑水保濕養(yǎng)護處理。特殊高陡巖石坡面,可設(shè)置微滲養(yǎng)護系統(tǒng)進行養(yǎng)護。

4 施工要點

4.1 CBS植被混凝土生態(tài)基材配比

生態(tài)基材配方必須要依照材料標準和施工現(xiàn)場情況加以分析,依照具體的工程經(jīng)驗,確定基材配方參數(shù),落實好現(xiàn)場噴射試驗。詳細分析植被混凝土草種生長情況,對生態(tài)基材配方技術(shù)參數(shù)進行優(yōu)化。在多次優(yōu)化之后,確定最終技術(shù)參數(shù)(見表2),使其質(zhì)量達標。在運用相關(guān)的手段時,應(yīng)該明確細節(jié),還要了解具體方向,抓住CBS植被混凝土護坡特點,使該項技術(shù)的優(yōu)勢充分體現(xiàn),為高速公路項目提供保障。另外,還要重視CBS植被混凝土護坡要領(lǐng),促使施工進度得以維護,體現(xiàn)相對理想的成效,凸顯自身價值[6]。

4.2 混合植物種子配比

在編制施工方案時,應(yīng)該重視植物種子實際情況,要保證其符合當?shù)貧夂驐l件,還要滿足植物生長所需。優(yōu)先考慮發(fā)芽快、出芽率高、根系發(fā)達、抗逆性強的植被,在此基礎(chǔ)上防范生態(tài)災(zāi)難,維護物種多樣性,并且明確植物物種豐富度與物種多樣性間的正比關(guān)系,確保植物在保護邊坡和抵抗土壤侵蝕方面展示關(guān)鍵作用?？紤]到項目的特殊區(qū)域,應(yīng)該優(yōu)先選擇發(fā)芽率高、出芽整齊的植物,這樣可以滿足實際需求,也能進一步鞏固防護效果[7]?；旌现参锓N子用量見表3。

5 CBS植被混凝土護坡應(yīng)用效果

5.1 安全方面

相較于圬工防護施工與植生袋碼砌,CBS植被護坡施工技術(shù)多是利用機械拌和、運輸和噴射方式,整個過程減少了人為干預(yù),降低了安全隱患。施工過程中不需要安裝模板、吊裝構(gòu)件或半成品(如植生袋),降低了高空拋物的安全風(fēng)險。

5.2 進度方面

靈活運用CBS植被混凝土護坡施工技術(shù),能夠發(fā)揮出機械化手段的優(yōu)勢,整個操作過程采用了“集中拌和+罐車運輸+濕噴臺車”工藝,每工班可完成1 500～2 000 m2,使用“移動攪拌+雙機組干噴機”工藝,每工班可完成約600 m2。根據(jù)各項護坡技術(shù)工效對比,證明了CBS植被混凝土護坡施工工藝的效率比 “骨架護坡+噴播植草”“窗孔式護面墻+植生袋”“骨架護坡+植生袋+支撐滲溝”等常規(guī)護坡技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢,對優(yōu)化高速公路的使用效果具有顯著作用(見表4)。

表4 不同護坡形式工效對比表

5.3 質(zhì)量方面

在高速公路項目中運用植被混凝土護坡施工工藝,不需要安裝模板,且不會對坡面平整度提出苛刻要求,即便是粗糙或者是凹凸不平的坡面,也可實現(xiàn)厚度均勻的噴植。CBS植被混凝土拌和采用精準配料,核心材料具備知識產(chǎn)權(quán)保護體系,相對于其他植草護坡,更能順利推進質(zhì)量控制。CBS植被混凝土護坡具有明確的物理化學(xué)性能檢測指標和合格范圍,可以實現(xiàn)工序、半成品、成品質(zhì)量的精準檢測,有利于質(zhì)量管控。

6 結(jié)語

CBS植被混凝土護坡技術(shù)作為新工藝,因其有著獨特的優(yōu)勢,在高速公路建設(shè)中能夠取得良好的應(yīng)用效果。本文以平果至南寧高速公路項目為例,分析了基材配合比對植物生長率和存活率的影響,明確了CBS植被混凝土護坡施工工藝的具體應(yīng)用措施,評價了CBS在安全、進度和質(zhì)量方面的優(yōu)勢,為同類工程提供參考。