三维网喷播植草护坡

植植被被网施网施工工示意图示意图 在高速公路建设中， 挖方路段形成裸露的路堑坡面，既破坏了植被，有损生态平 衡，又极易受风雨等 的侵蚀，导致水土流失 ，危及公路的安全。过去常采用浆砌条石 或水泥喷浆等构造物 进行护坡处理，随着人 们环保及审美意识的提高，需对裸露的坡 面进行绿化处理，以 防止坡面的侵蚀和风化 ，恢复自然植被，在绿化的同时起到美化 的作用，以求达到“ 人在车中坐，车在画中 行”的意境。现土质坡面绿化方法已在多 条高速公路应用并取得很好的效果，但岩质坡面绿化效果不太理 想。 土壤和水分是植物生长的必要条件之一。对于岩质坡面，其硬度大、土壤少甚至 无，植物生根、发育非常困难。因开挖后的岩质边坡大多较陡， 在坡面上回填的种植 基 质往往难以固定，即使一时附着，还会因降雨、流水及大风等 遭到流失，使种植基 质连 同生长的植物一起滑落、崩塌。因此，岩质边坡绿化需具备 两个基本条件一是 坡面上 必须有植物能赖以持续生长的种植基质，二是种植基质能 永久固定在岩面上。 1.1 传统的岩质坡面绿化方法 岩质坡面传统的绿化方法是在坡脚栽植攀缘植物、坡顶栽垂吊植物或在岩面上挖 种植槽或鱼鳞坑栽植攀缘、垂吊植物及花灌木等实现绿化。这些 方法简单易行，但施 工 速度慢，养护困难，成活率低，重要的是岩面达到完全覆盖往 往需要很长的时间。 1.2 挖沟挂网喷播植草技术 挖沟挂网喷播植草技术是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填 适宜于草种生长的土壤、养料、土壤改良剂等种植基质材料，然 后挂三维植被网，再 覆 盖基质材料喷播植草。 2 设计原则 选择植物护坡方法时，要充分了解该施工区域内岩质边坡的结构，结合当地的地 质、气候条件，选择经济性、观赏性好及施工方便的最佳方法。 一般来说，应遵循以 下 原则 2.1 硬岩边坡，如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩，表面坚硬、不易 风化、龟裂少 且稳定性好时，除特殊要求外，一般不考虑采用挖沟植草护坡方 法。 2.2 软岩边坡，如岩浆、凝灰岩、页岩、第 3 纪泥岩、粉砂岩等， 根据其是否易 风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挖沟挂网喷播植草技术 。 2.3 易风化硬岩如蛇纹岩、粘板岩等开挖后在短时间内风化为砂土 或沿裂隙分解 为细片的岩石，按软岩边坡处理。 三维植被网 三维植被网护坡技术综合土工网和植被护坡的优点，可有效 地解决岩质边坡、 高陡边坡防护问题。应用实例表明，三维植被网护坡对边坡的稳 定极为有利，防护效 果 非常好。关键词三维植被网； 三维植被网 机理；喷草；施工工艺 近年来出现的三维植被网护坡技术不仅显著提高了边坡的整 体和局部稳定性， 而且还有利于边坡植被的生长，同时工程造价也较低，符合边坡 工程的发展方向，在 我 国水土保持中有很大的应用价值。 一三维植被网护坡的基本原理 1.三维植被网护坡的概念 三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料，在坡面 构建一个具有自身生 长能力的防护系统，通 过植物的生长对边坡进行加固的一门新技 术。根据边坡地形地 貌、土质和区域气候的 特点，在边坡表面覆盖一层土工合成材料 并按一定的组合与间 距种植多种植物。通过 植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲 蚀的目的，经过生态 护坡技术处理，可在坡 面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘 根错节的根系，有效 抑制暴雨径流对边坡的 侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水 压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力 。 三维植被网示意图 2.三维植被网的护坡机理 植被的抗侵蚀作用是通过它的三个主要构成部分来实现的一是植物的生长 层（包括花被、叶鞘 、叶片、茎），通过自 身致密的覆盖防止边坡表层土壤直接遭受 雨水的冲蚀，降低暴 雨径流的冲刷能量和地 表径流速度，从而减少土壤的流失；二是 腐质层（包括落叶层 与根茎交界面），为边 坡表层土壤提供了一个保护层；三是根系 层，这一部分对坡面的地表土壤加筋锚固，提供机械稳定作用。 一般情况下，在植物 生长初期，由于单株植物形成的根系只是松散地纠结在一起，没 有长卧的根系，易与 土 层分离，起不到保护作用。而三维网的应用正是从增强以上三 方面的作用效果来实 现更 彻底的浅层保护。一是在一定的厚度范围内，增加其保护性 能和机械稳定性能； 二是由 于三维网的存在，植物的庞大根系与三维网的网筋连接在 一起，形成一个板块 结构（相 当于边坡表层土壤加筋），从而增加防护层的抗张强度 和抗剪强度，限制在 冲蚀情况下 引起的“逐渐破坏”（侵蚀作用会对单株植物直接造成破坏，随时间推移，受 损面积加大） 现象的扩展，最终限制边坡浅表层滑动和隆起的发 生。 3.三维植被网护坡的作用 三维植被网护坡 技术综合了土工网和植 物护坡的优点，起到了复合护坡的作 用。边坡的植被覆盖 率达到 30以上时，能承受小雨的冲刷，覆盖率达80以上时能 承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时，能抵抗冲刷的径流流速达6m/s，为一般草皮的 2 倍多。土工网的存在，对减少边 坡土壤的水分蒸发，增加入渗量有良好的作用。同时， 由于土工网材料为黑色的聚乙烯，具有吸热保温的作用，可促进种子发芽，有利 于植 物生长。 4.快速防护措施 ⑴当工期与植被培植期发生矛盾，在工 程刚竣工即进入暴雨季节时，需采取 “加筋草皮”对工程进行快速防护，以便竣工后即 可得到全面覆盖的防冲刷植被。“加筋 草皮”采用三维植被网在草坪种植场或工地附近的空地上 预先培植好草皮，成坪后即可 整卷或分块卷起，然后铺设至需防护的边坡上。 ⑵在难以治理的干旱地区，可使用土壤凝结剂，把选择好的 适合的草籽，经 过 特殊处理后，与土壤凝结剂拌和喷洒（也可以先播草籽，而后 再施用土壤凝结剂）。 经 土壤凝结剂处理后的坡面，草籽和土壤不会因风吹雨淋而流失 ，同时凝结剂又降低 了土 壤中水分的蒸发，在一定程度上保证了草籽的水分供应，大 大提高草籽的成活率。 1 1 材材料料与方法与方法 1.1 试验方法 采用三维网喷播植草技术。该技术形成的三维网边坡生态防护 体系由锚杆、EM3 型三 维网、网间营养料和网面草籽混合层组成。其中锚杆起稳定边 坡和悬挂三维网的作用；三 维网为土壤提供一个三维的储存空间，并与土壤层相互结合形 成具有一定强度的护坡体系； 网间土壤层为草籽提供生长基质和养分。该技术成功的关键在 于草籽混合层和土壤层的配 方。 1.2 土壤层配方 造浆每立方米使用砂质粘土800 kg，水泥 60 kg，糠 60 kg，磷肥 10 kg，有机肥 10 kg，复合肥 5 kg，保水剂0.2 kg，土壤稳定剂 2 kg，水 90 kg。 1.3 草籽混合层配方 造浆每立方米使用砂质粘土 720 kg，草籽 3 kg，复合肥 8 kg，磷肥 10 kg，有机肥 10 kg，水泥 90 kg，糠 100 kg，水 80 kg。其中草种及其质量配比分别为狗牙根 50％，百 喜草 25％，野花生 20，灌木种子 5。 A三维植被网，亦称土工网垫，是以热塑 性树脂为原料制成的三维结构，其底层 为具 有高模量的基础层，一般由 1-2 层平网组成，上覆起泡膨松网包，包内填种植 土和草籽， 具有防冲刷和有