TBS岩石边坡防护

2024-06-21

TBS岩石边坡防护篇1

1 TBS技术介绍

TBS技术是使用经改进的混凝土喷射机将拌和均匀的厚层基材混合物按设计厚度喷射到岩石坡面上, 集岩土工程学、植物学、土壤学、肥料学、高分子化学和环境生态学等多学科于一体的综合工程技术。它通过植被根系的力学加固和地上生物量的水文效应来达到防护岩石边坡和改善生态环境的目的。

TBS植被护坡主要由锚杆、网和基材混合物三部分组成。 (1) 锚杆在深层稳定边坡的主要作用是将网固定在坡面上, 根据岩石坡面的破碎状况, 长度一般为30cm~60cm;而在深层不稳定边坡, 锚杆作用首先是加固不稳定边坡, 其次才是固定网, 依据受力分析设计选型。 (2) 网依据边坡类型选用普通铁丝网、镀锌铁丝网或土工网。 (3) 基材混合物由绿化基材、种植土、纤维和植被种子按一定的比例混合而成, 其中绿化基材是TBS的技术核心。

TBS植被护坡的施工原理:首先通过混凝土搅拌机或砂浆搅拌机把绿化基材、种植土、纤维及混合植被种子搅拌均匀, 形成基材混合物, 然后输送到混凝土喷射机的料斗, 在压缩空气的作用下, 基材混合物由输送管道到达喷枪口, 与来自水泵的水流汇合后颗粒化, 并通过喷枪喷射到坡面, 在坡面形成植物的生长层。

2 施工工艺及方法

2.1 施工工艺

在边坡上采用干作业法钻孔, 高压风清孔, 然后将孔内注满水泥砂浆, 打入锚杆, 再挂钢丝网并与锚杆焊接牢固 (钢丝网铺设应紧贴坡面) , 喷粘土回填找平, 喷播基材混合物、草籽, 最后进行养护管理。由于粘土层掺有粘稠剂, 用强力高压风吹送, 再加上网片及草生长后的根系紧固作用, 加强了防护层的附着力, 故不易脱落。防护层被草坪覆盖, 其抗雨水冲刷能力也大大增强, 从而提高了边坡的稳定性。

2.2 施工方法

(1) 施工准备。清理、平整坡面, 坡面的不平整度不得大于20cm。如果坡面有较大凸起或较深的凹陷甚至形成反向坡面的, 应在挂网之前将凸起部位放小炮爆平, 将凹坑或反坡处用浆砌片石充填。根据设计要求放样出钢丝网和锚杆位置。备好锚杆、钢丝网片、粘土、复合肥, 保水剂, 稳定剂、粘合剂、粗纤维、细纤维、粪肥、草籽等材料, 选好钻孔机具及配套设备。确定绿化基材的配合比, 做锚杆抗拔试验, 备好检验记录表。

(2) 钻孔、清孔及注浆。按设计孔位、孔径、长度采用风枪钻孔, 孔眼应垂直坡面, 孔径不小于25mm, 成孔后用高压风清孔, 将孔内残留的废渣清除干净。砂浆采用42.5级普硅水泥拌制, 水灰比0.4~0.5, 并掺加为水泥重量2%~4%的速凝剂。注浆时将注浆管插入孔底, 在注浆的同时将注浆管徐徐向外拔出, 待出浆口距孔口20cm~30cm时停止注浆。

(3) 安装锚杆。锚杆采用ф22螺纹钢筋制作, 根据设计长度加工, 插入钻孔的锚杆要顺直, 并做防锈处理。对于土石混合边坡和土质边坡不需要钻孔, 直接将锚杆打入边坡内, 周边锚杆需加密一倍布置。

(4) 挂钢丝网。选用抗腐蚀能力较强的1 4#镀锌铁丝网, 网孔至少为5 0 m m×50mm, 若网孔过小, 喷射施工时基材混合物很容易堵住网孔, 使基材混合物不能有效地喷射到网下, 处于悬浮状态。挂网应在锚杆可受力后进行, 先用高压风将坡面清扫干净, 再将预制好的钢丝网铺设在坡面上。钢丝网必须张拉紧, 随坡面的起伏而铺设, 并与锚杆焊接牢固, 网间搭接宽度不小于5cm, 并间隔30cm用18#铁丝绑扎牢固。

(5) 喷土找平。由于开挖处理后的坡面有可能凹凸不平, 不能满足喷播条件, 因此需用喷射机喷射掺有粘合剂的粘土, 找平凹凸不平的部位。找平是为后续喷播基材和草籽做准备, 也增加了边坡的保温、保水及抗旱能力。

(6) 拌和基材。基材配合比为粘土∶粪肥∶高效复合肥∶粗纤维∶细纤维∶保水剂∶稳定剂=1∶0.25∶0.1∶0.04∶0.04∶0.005∶0.005。基材混合物采用拌合机搅拌, 搅拌时间不得小于90s。

(7) 喷射基材。基材混合物采用喷射机 (配空压机) 喷射, 喷射前先用水充分湿润坡面, 喷射时必须严格控制风压、风量, 保证喷枪枪口风压在4.5kPa~5.5kPa范围内。严禁不分坡面高低进行全风压、全风量作业, 喷射厚度为4cm~5cm且厚薄均匀。

(8) 喷播草籽。选择适应当地气候条件的耐寒、耐热、耐旱、易成活、低维护型的草籽, 按坡面面积及规定撒播量计算出草籽数量, 将草籽和基材混合物按比例均匀混合, 喷播在已喷射基材混合物的边坡上, 其厚度为3cm~4cm。

(9) 植被养护。干旱地区要定期洒水施肥, 第1至3个月, 每2d洒水一次, 10d施肥一次;第4至7个月, 每4d洒水一次, 15d施肥一次;第8个月以后, 每7d洒水一次, 30d施肥一次。多雨地区, 洒水应根据天气情况而定, 施肥则与干旱地区一样。若在气温较低的月份喷播草籽, 则需覆盖可降解的透气、透水、亲水、亲土、保温的无纺布, 促使草籽早日发芽生长, 若在高温月份喷播则无需覆盖。养护期间还需做好病虫害的防治工作。

3 效益分析

TBS技术适用于坡度小于l∶0.3的稳定的硬质岩边坡, 软质岩边坡, 包括瘠薄土质、酸性土质等劣质土坡和混凝土面及浆砌片石面的人工绿化。

3.1 经济效益分析

岩石边坡厚层基材喷射护坡工程技术与传统的浆砌片石坡技术的相比, 具有一定的价格优势, 可节省投资20%~30%。经过对比试验和经济分析, 对于岩石质边坡TBS植被护坡, 当护坡高度小于8m时, 其工程造价比浆砌片石护墙造价高0.41~24.36元/m2, 工程造价为浆砌片石护墙的100.28%~124.36%。随着护坡高度的增加, TBS技术护坡的价格优势逐渐体现出来。护坡高度从10m增加到20m时, 其工程造价比浆砌片石护墙造价低l 1.5 6~7 1.4 4元/m 2, 为浆砌片石的67.22%~88.44%。对于土质边坡TBS技术护坡, 其工程造价比浆砌片石造价要低0.65~91.45元/m2, 为浆砌片石护墙的58.04%~99.47%;护坡高度4m~20m按综合平均计算, 与采用浆砌片石护墙相比, 降低工程造价13.84%。石质边坡TBS技术护坡工程造价为121.49元/m2。

3.2 环境效益分析

(1) 使用TBS技术护坡绿化可以降低坡体孔隙水压力, 截留降雨, 减弱溅蚀, 控制土粒流失。据有关文献资料:30°的边坡在200mm/h的人工降雨强度下, 草坪覆盖度为100%、91%、60%、3l%时, 土壤的侵蚀度相应为0%、l1%、40%、100%。

(2) 使用TBS技术可以恢复被破坏的生态环境。边坡植被的存在为各种小动物、微生物的生存繁殖提供了有利的环境, 完整的生物链又逐渐形成, 被破坏的环境也慢慢地恢复到原始的自然环境。

(3) 使用TBS技术可以降低噪音、光污染、保证行车安全。交通工程应用植被护坡, 因植被能吸收刺耳的声音, 漫反射太阳光线及车辆光线, 从而降低噪音、强光对行人及司机的辐射干扰, 减轻和消除大脑及眼睛的疲劳, 提高路标、警示板的可见度, 让驾驶者轻松愉快地驾车, 保证行车安全。

(4) 促进有机污染物的降解、净化大气、调节小气候。

4 工程实例

4.1 工程简介

广州市华南城市快速路三期工程是广州市公路建设规划网的重要组成部分。华南路三期工程位于白云区以北, 呈东西向横贯全区, 西起广和大桥连接佛山里水, 东接华南路二期的春岗互通连接广州龙洞, 全线联系了广清高速公路、广花高速公路和机场高速公路以及为数众多的城市规划路和广州市至周边城市的出口路。

华南路三期工程C1标段所处多为山岭重丘区域, 主线路基有大量深路堑边坡, 最高挖方边坡达50m~60m。标段内普通土层薄, 以下多为花岗岩类土层。根据地段所处的地质情况及相关条件, 该工程的防护工程采用了包括预应力三维土工网垫植草、方格网植草、锚杆框架加固、TBS植被、浆砌片石护面墙等多种形式。根据设计要求, 对高度小于6m的土质边坡或全、强风化岩边坡, 采用TBS岩石植被护防护。

4.2 施工步骤

(1) 先将坡面上的浮土、碎石、杂草杂木等清除整理成比较稳定的坡面。

(2) 在坡面用风钻钻孔, 孔深0.5m~3m, 孔径25mm~30mm, 孔距1.5m×1.5m。

(3) 在孔内灌入42.5级水泥砂浆并插入锚杆:Φ14~Φ18钢筋。

(4) 挂14#镀锌铁丝网, 并用垫板、螺母与锚杆固定在一起, 网间搭接处用18#铁丝绑扎紧。

(5) 按比例称取基材混合物各组成成分, 并用混凝土搅拌机搅拌均匀。

(6) 潮润坡面, 用混凝土喷射机喷射基材混合物。

(7) 以单层无纺布覆盖在喷播完成的坡面上, 使其免遭强暴风雨的冲刷而破坏。

(8) 养护:养护工作应于喷植完成后即日开始, 养护期从合同全部工程完成、验收合格后次日起算, 为期6个月。养护期间, 应随时注意植物生长及天气情况, 必要时加水湿润和追加养分, 原则上每2个月使用复合肥料施肥一次。6个月期满后植被覆盖率达90%以上。

4.3 存在问题及处理措施

在前期TBS植被施工中, 由于忽视灌溉植被的科学方法而随意灌溉, 导致边坡灌溉不均匀的同时又造成了水资源的浪费, 植被长成后又出现大片发育程度不均一的情况, 外观质量达不到要求。

经专业人员分析后得出结论:灌溉方法不科学。影响坡面植物需水量的因素很多, 除坡面植物类型、基质性质及环境条件以外, 坡度是对TBS植被护坡工程中水分养护管理影响较大的一个特殊因素。随着坡度的逐渐变大, 基质保水能力在逐渐下降, 所以在灌溉时要从坡顶浇水, 水量要适中并且可反复几次使其沿坡面从上至下渐渐湿润到基质底层到达岩层。对于同一边坡的不同坡高位置, 基质水分变化明显不同, 从底向上变化幅度逐渐增大, 所以会出现在同一边坡上, 上部植物出现缺水现象, 而下部水分还能保证其正常生长, 这时就要考虑只对上部进行灌溉, 以保证其正常生长, 并可合理有效地利用水资源。

另外, 正确施肥、修剪, 并注意杂草和病虫害的防止, 也是保证植被生长质量的重要因素。

参考文献

[1]周德培, 张俊云.植被护坡工程技术[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1993.

[3]乔国强.高边坡整治工程施工技术[J].山西建筑, 2004 (6) :117～119.

TBS岩石边坡防护篇2

（1 江西省公路机械工程局南昌330013）

(2 江西省公路开发总公司南昌330001)

曾晓文龙国锋2陈光红

2摘要：通过作者在高速公路上进行的岩石边坡生态防护-客土喷播的实际施工研究，阐述了客土喷播作为高速公路岩石边坡生态防护的成功性和可行性，并介绍其施工材料和施工工艺。为高速公路建设的生态化开创了一条新路。

关键词：交通工程；高速公路；岩石边坡；生态防护；客土喷播；新技术

0前言

近年来我国公路事业蓬勃发展，大量的高等级公路开工建设。我省高速公路的建设也走向高潮。但是，在大规模修路的同时，我们不得不重视一个现象的出现，那就是，伴随着大量的开山劈石，形成众多岩土边坡裸露，既破坏了植被，又损害了生态景观，还极易造成水土流失。这势必与我国的可持续发展战略背道而驰，为此党和政府对高速公路的生态防护非常重视。为了解决这一矛盾，建设生态环保高速公路就摆上了重要的议事日程。本文针对京福高速公路A2标岩石边坡成功地采用“客土喷播”方法进行生态防护的施工实践，介绍 “客土喷播”这一先进的绿化工艺，以供同行们商榷。

面上。

“客土喷播”生态防护新技术其核心是在岩石坡面上营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。它利用专用的喷射设备将土壤，有机质，保水材料，肥料，改良剂、专用防蚀剂、专用粘合剂和植物种子等混合后喷射到岩石上，由于专用粘合剂和防蚀剂的粘结作用，混合物可在岩石表面上形成一层连续的具有孔隙的硬化体。一定程度的硬化使种植基质免遭冲蚀，而混合物中的保水材料、营养成份适合植物种子的生根发育。为岩石绿化提供植物生长的基质从道理上是越厚越好，但考虑成本和施工难度我们一般设计成10cm 左右，为保持基质的保水要求，我们特意在基质中加入了大剂量的保水剂，保水剂是遇水可以反复吸收膨胀500-1000倍的一种化学材料，无毒无害，在干旱时，保水剂中的水分又可以缓释给植物的根系。当种植基层中的保水剂全部吸水膨胀后，可以供应草坪持续干旱30-60天的生长需要。

1客土喷播介绍

在京福A2标路段范围内，路线穿越多座大山，开山后边坡裸露出岩石，为对其进行生态防护，如何在石上上长出青草？业主和施工单位提出对岩石边坡大胆引进国外绿化新技术-“客土喷播”，也叫“STMC法”。这项技术最早由日本所应用。

众所周知，岩石边坡是不适合植物生长的，传统的绿化方式是在坡脚栽植爬山虎等攀援植物，或坡顶种植垂吊植物，或在岩石坡边上挖槽种植攀援垂吊植物，这些方法简单，但成效慢，岩石达到被完全覆盖往往非常困难，需要2-5年时间。

植物生长的条件是土壤和水分，对于岩石边坡，硬度高，土壤成分极少，植物生根，发育非常困难，如果在坡面上回填种植基质，因岩石边坡大多又陡又急，回填物往往很难固定，若岩石光滑则固定更加困难，还会因降雨，流水等外因而遭到冲涮流失。由此分析，岩石边坡实现绿化必须同时具备二个基本条件：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坡

2客土喷播的材料

2.1种植基材的选择及配法

种植基材组成的材料主要有土壤、有机质、肥料、保水剂、土壤防蚀剂，改良剂、粘合剂等。

2.1.1土壤土壤可因地选材。选择就近可以采集的粘土、黄土或沙土。但往往沙土、黄土、粘土的肥力不足，一般可用其他肥土以1：1配合使用，土要干净无杂质、无杂草，保持干燥，并过筛去掉大的粗的颗粒以便于喷播使用。

2.1.2有机质有机质的使用主要是增加土的肥力

和保证土壤的通气性，常用的有东北泥碳、腐叶土、堆肥、锯木屑、谷壳、经充分发酵的家畜肥料等。其中东北泥碳性能最好，它持水量高，通气良好，其轻质，持水，透气和含有机质的特点可蓄水保水，防止土壤板结，改善土壤的物理结构，并保持长久

6的肥效。2.1.3 肥料主要用化学肥料和有机肥，化学肥料

多采用缓释俄罗斯复合肥，有机肥主要有鸡粪、家畜粪，但都必须经过充分的发酵，以免植物生长发育过程产生过多的病害。

2.1.4保水剂保水剂是一种无毒无害的功能性高

分子化合物，遇水可吸水膨胀成百上千倍，这些水分不易被一般的物理方法排出，而植物根系却能吸收贮藏于保水剂中的水分。保水剂可将偶然降雨迅速地吸收而膨胀成凝胶将水分贮藏起来，干旱时便慢慢地释放给根系。客土喷播岩石表面上的种植基层平均厚度一般为10厘米，比一般土层厚度薄，而且岩石基本上不透水，极不易贮藏水分，岩石上植物种子的发芽和生长对气候相当敏感，稍一干旱便会凋败枯萎。此时保水剂的保水作用是岩石上植物得以正常生长发育的关键。根据实践经验，岩面上绿化用的保水剂可选择吸水倍率较低，但吸水重复性好而使用寿命长的丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类的较大颗粒产品。

2.1.5粘合剂、土壤防蚀剂、土壤改良剂为避免

风雨等自然因素对种植基材造成的侵蚀、冲刷，必须在种植基层中加入相当数量的粘合剂，以促使基质与岩石粘结和增强基质本身的抗侵蚀冲刷。粘合剂常用有化学粘合剂和普通硅酸盐水泥。水泥的碱性对种子生根、发芽是有害的，因此加入水泥时应严格控制其用量，最大用量不得超过80kg/m

3。为对土壤的酸碱性和物理机能，视情况加入一定的土壤改良剂。种植基材配比如表

1种植基材配比（京福高速使用）表1

2.2植物种子选择和配法

选择植物种子应以草本植物为主，根据施工所在地的水文地质气候条件。选择适应当地生长条件的种类，特别要注意抗旱性、抗逆性强的品种。江西属于亚热带地区，气候湿热，用于客土喷播绿化的草种主要有百喜草（sunflower）、狗牙根、画眉草、高羊茅等，而其中以百喜草适合当地的生长条件。百喜草是由美国引进的优良品种，其根系发达，抗旱、抗逆性强，耐贫瘠，在坡面上表现很好。画眉草生长快，但其草坪颜色欠佳，高羊茅是属于冷季型草坪中最耐热的，在气温较低时可以参加混播。草坪播种应以一种草籽为主，多种草籽混播。这样各种草坪在覆盖度，生长期，抗逆性等各方面可取到优势互补的作用，增加草坪的适应性。

有些地区混播时要求加入草花系列，（如东南野花组合）、灌木种子（如伞房决明，胡枝子）等。以增加草坪景观效果，但一定要注意花灌的生长特殊性，草比花灌的生长速度都更快，以免互相侵占失去花灌的生长有利条件。

京福高速公路使用的种子配比如表

2京福高速公路客土喷播绿化植物及配比表2

3客土喷播的施工工艺

3.1整修边坡

整修边坡主要任务是清除边坡上不稳定的石块。把凹凸不平的地方大致整平，以便让种植材厚薄均匀，对于松散的岩石用水泥砂浆抹缝粘结，若岩石边坡本身不稳定，应该进行加固处理，方法是采用预应力锚杆锚索固定。

3.2锚杆、挂网

先在坡面上铺镀锌铁丝网或高强塑料加强网、网孔规格为5cm×5 cm。然后用风钻或电钻按1×1m间距梅花形布置锚杆和锚钉。锚杆长90-100 cm。锚钉长约50-60 cm。应特别注意网与岩石之间的距离约为种植基材厚度的一半。挂网的目的是让种植基材在岩石表石形成一个持久的整体板块。

3.3种植基材喷播

种植基材按比例混合后呈干粉状。用专用的客土喷播机在大马力空气压缩机的风压下，将种植基材均匀地喷上岩石表石，在喷口处用另外的设备同时加水，这样种植基材落在岩石上就是潮湿的。喷射设计厚度为10±3 cm。喷射厚度是今后植物生长的关键所在。此环节应随时检查厚度以保证施工质量。

3.4喷播植物种子

将先配好的种子和纸浆等混合材料用液压喷播植草机直接喷射在种植基材表面上，这施工环节和液压喷播植草相同。应注意的是：

1、喷播草籽经拌均匀把粘附在纸浆或木杆等附着物上。

2、在南方

7由于夏季气候气温高、蒸发量大，阳坡的种子发芽率多有降低，阳坡应适当加大种子的用量。

强制绿化的技术已日臻成熟，这项技术不仅适应公路，同样在铁路、水利、房地产等工程岩石边坡的绿化防护，水土保持，环境保护中发挥出重要作用。目前，越来越多有远见的建设者们开始推广这项生态防护新技术。江西京福高速公路“客土喷播”岩石边坡生态防护新技术的成功应用，就为我省公路建设生态化开创了一条新路。

客土喷播技术适用各种开挖岩石边坡表面，如矿山，公路，水利工程的生态防护绿化，是环境保护、固土绿化工程的一大创举。我们在京福高速公路温沙段A2标K12+000-K26+000路段内进行了约8万平方米的工程实践。实践证明，这项新技术是高速公路岩石边坡生态防护成功而且可行的方法。

3.5覆盖

南方雨水较多，可用无纺布（16g-18g/m2）覆盖以防止雨水冲刷，北方可用草帘覆盖，覆盖的目的，一是防止雨水冲刷，二是防止水分蒸发过快，三是保温利于种子发芽。

3.6养护

草坪植物虽然适应性强，但仍然是“三分种、七分养”因此应特别重视草坪的养护。

喷播后如未下雨则每天浇水以保持土壤湿润，狗牙根一般7天左右发芽，百喜草一般15-20天发芽，画眉草一般4-5天发芽，45天左右可以成坪。2个月覆盖率可达90%以上，成坪后可逐渐减少浇水的次数。在养护期间应随时观察草坪的水肥情况。水分主要是看根系土壤的湿润程度。在草坪成坪后由于其自身形成了一层草毯，对土壤中的水分散失有一定的保护性。一年以后，草坪基本上形成了其自身的生态，不需要特别的养护。

参考文献

[1]中国草原学会《新世纪、新草坪》中国林业出版社 [2]《草坪植物》中国林业出版社 [3]《草坪建植》中国林业出版社

[4]《草坪养护与管理》中国林业出版社 [5]2003年4期《草业科学》

4结论

日本、欧美、香港等发达国家和地区岩石边坡（上接第20页）

格按照规范进行施工，控制好质量，特别是地缝和排水管的质量是非常关键的，若遭到损坏，因其上有砼面板，修复是很困难的，故在施工应注意以上几点，严把质量关。

5.4地缝、排水管一旦损坏，修复困难。

5.5地缝上的面板拉杆钢筋有3cm暴露在外，容易

腐蚀生锈。

5.6地缝、排水管、集水井的开挖、施工机械化程

度不高。

4大面积水泥砼路面的养护