开挖岩石边坡绿化技术？
岩质边坡是公路、铁路、水利、矿山等工程中非常常见的边坡。这种坡一般比较陡，没有种植条件，很难靠自然力恢复原有的生态平衡。裸露的岩质边坡(喷射混凝土和锚杆支护的岩质边坡将在以后的文章中讨论)会带来一系列问题，如食物链的破坏，局部小气候的恶化(夏季的热岛效应)，公路和铁路沿线的岩质边坡也会因为边坡表面颜色灰暗单调而造成视觉污染。需要采取工程措施，在保证边坡稳定的前提下，尽快给岩质边坡穿上绿衣，以减少生态恶化，美化环境吧？水土保持法？必需的。日本较早开展岩质边坡绿化研究，取得了较好的效果，但工程造价普遍较高，不适合我国国情。本文在研究现有边坡绿化方法的同时，提出了自己的观点，并将这些观点应用到工程实践中。1开挖岩质边坡分类及常规绿化方法1.1开挖岩质边坡分类项目中的岩质边坡一般为倾角较大的陡坡，无植被条件或植被条件较差。根据边坡形成的原因，可以分为填方边坡和挖方边坡。堆石岩石边坡的绿化将在后面的文章中讨论，本文仅讨论开挖边坡。根据与护坡绿化有关的性质，岩质边坡分为:(1)根据结构面与边坡倾角的关系，分为稳定、不稳定和危险三种类型。⑵根据坡面地下水活动情况，将坡面分为干、湿、滴、泉四类。(3)根据边坡位置，边坡可分为坡脚坡、中坡和坡顶坡。(4)根据裂隙发育情况，边坡可分为完全坡、相对完全坡、破碎坡和破碎坡。5]根据边坡岩石的水阻力，边坡可分为水稳边坡、水软边坡和水溶边坡。[6]按坡高分为高坡和低坡，划分标准为10m。⑺按坡度方向分为阳坡(朝南)、阴阳坡(朝东或朝西)、阴坡(朝北)。⑻根据坡度，可分为:小于30°为缓坡，30°-45°为斜坡，大于45°为陡坡。以上划分是针对局部斜坡的。在工程实践中，一个边坡往往同时具有多种边坡类型。1.2常规绿化方法要解决的难题是如何将种植条件固定在陡坡即外来土壤上，为植物提供水肥，抵御风雨。开挖岩质边坡常规绿化方法分类:(1)根据固定种植条件方法的不同，可分为客土种植带绿化法、纤维绿化法、框架客土绿化法。⑵根据所用植物的不同，可分为草本绿化、藤本绿化、草灌混合绿化和草花混合绿化。外来土壤植被带的绿化方法是指人工制作一定宽度和厚度的带，其横断面结构一般为防护网+防水纤维层+(种子、肥料、土壤、改良剂、保水剂)+无纺布(自上而下)。施工时，先清理边坡，然后每隔一定距离铺设种植带，用铁丝固定在边坡上，最后喷洒一定厚度的含肥料的土壤。用无纺布或薄膜覆盖，待植物种子在被覆盖的斜坡上生长后，将其移除。(对于松软的斜坡，可以挂网)。工艺简单，成本低。但不具备护坡功能，边坡经不起暴雨或长时间降雨的冲刷，也经不起干旱，绿化效果差。纤维绿化法是指用粉碎的植物秸秆、肥料、种子等制成的纤维进行绿化的方法。用有机胶粘结并喷洒在坡面上。这种方法在前期有一定的护坡作用，可以抵御暴雨的袭击。缺点是不抗旱，成本高。框土绿化法是指先在斜坡上用预制框架或石头、混凝土搭建框架，然后在框架内置土中种植绿化植物。由于岩质边坡临水面积小，砂浆框架内一般不设排水沟。为了防止雨水冲走土壤，可以在上面盖一层草帘。这种方法成本低，工艺简单，绿化效果好，但对边坡的防护作用不大，只适用于坡度小于30°的边坡。2植被混凝土护坡绿化技术及配方2.1植被混凝土护坡绿化技术简介植被混凝土是一种具有特定混凝土配方和种子配方的岩石边坡防护绿化新技术。它是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学、环境生态学于一体的综合性环保技术。植被混凝土是根据边坡的地理位置、坡角、岩石性质和绿化要求，确定水泥、土壤、腐殖质、保水剂、混凝土绿化添加剂(三峡大学专利技术)、混合绿化种子的组成比例。混播绿色种子是根据生物生长特性，将冷季型草种和暖季型草种混合优化而成。植被混凝土护坡绿化技术的具体方法是:首先在岩体上铺设铁丝网或塑料网，并用锚钉和锚杆固定。植被混凝土原材料搅拌后，用常规锚喷设备喷射在岩石边坡上，形成厚度近10cm的植被混凝土。喷涂后覆盖一层无纺布，防晒保湿，水泥使植被混凝土形成一层有一定强度的保护层。经过一段时间的浇水养护，草会覆盖坡面，去掉无纺布，茂密的草自然生长。植被混凝土护坡绿化技术可以一劳永逸地解决岩石护坡绿化问题。因此，我们也将工程绿化技术所用材料的选择及其作用称为:防护网可采用塑料、铁丝、钢筋等材料，网片和材料的选择应根据边坡的防护要求和特点。防护网的作用是与锚杆一起防护边坡，同时形成植被混凝土的“骨架”，增强其整体性，防止其从边坡上脱落。胶凝材料，一般为425号水泥，使植被混凝土混合料具有粘结性，并使植被混凝土具有强度。植被土壤选择砂壤土。沙壤土具有良好的水、养分、气、热条件和协调能力，适宜植物生长。砂壤土是植被混凝土的主体和“肌肉”。一般用稻壳、锯末做有机质，也能增加混凝土拌合物的流动性，方便施工。此外，腐烂后还能为植物提供氮、磷、钾等养分，增加植被混凝土的孔隙率。腐殖质是由稻壳、锯末和酒糟经腐烂制成的。它可以改善植被混凝土的物理性质-协调水、气、热条件和化学性质-并增强其肥料保持和缓冲性能。同时，在植被混凝土中引入大量微生物，以改善植被混凝土的物理性能——协调水、气、热条件和化学性能——并增强其保肥和缓冲性能。长效肥料是为植物生长提供长效的复合肥料。一般用尿素、生物肥、化学复合肥。保水剂在水分充足时吸收水分，在天气干燥时为植物提供水分。一般使用粒度为100目的保水剂。混凝土添加剂是三峡大学的专利产品，主要作用是为植物创造生长环境。混青种子为冷季型草种和暖季型草种，根据生物生长特性进行优化搭配。2.2植被混凝土的配方在确定植被混凝土的配方时要考虑以下因素:(1)保证拌合物具有良好的粘结性和流动性，即易于施工。⑵植被混凝土无侧限抗压强度不小于15Kpa，即能经受风雨而不脱落。(3)植被混凝土具有合适的容重和孔隙率，具体来说，孔隙率为50-65%(体积比)，容重为1.3-1.7g/cm？这样的结构有利于植物生长。(4)植被混凝土具有良好的种植条件，如良好的水肥供应，可以保证植物多年的养分供应。植被混凝土可以长期供给养分，植物也可以自供，比如枯叶和草根腐烂，细菌固氮等。胶凝材料、植硅体、有机质和腐殖质的总重量约占植被混凝土重量的80%，因此它们决定了植被混凝土的主要性能。水泥是影响强度和和易性的决定性因素。实验表明，当水泥用量大于10%(重量比，下同)时，可以保证植被混凝土的无侧限抗压强度不低于15Kpa。水泥用量一般不超过25%。有机质和腐殖质统称为有机质，其含量对植被混凝土的物理性质，即强度、容重和孔隙率、水分和肥料供应有很大影响。其含量越大，其堆积密度越小，孔隙率越大，强度越低。有机质含量过高会造成植被混凝土强度过小，孔隙率过大，不利于保湿，还会降低混合料的粘结性，增加喷射施工时的回弹损失。实践表明，有机质的最佳含量为8-16%。混凝土绿化添加剂的含量一般不超过2%。含量太多不利于降低成本，太少又不能创造植物所需的生长基质。三峡大学生产的混凝土绿化添加剂配方科学合理。许多工程实践表明，其含量为1.0-2.0%，能很好地满足植物的需要。3.把握岩质边坡开挖卸荷绿化时机。岩质边坡开挖过程在力学本质上是卸荷过程。特别是高边坡的深开挖，地应力释放大，卸荷量大，卸荷范围广。随着卸荷，边坡出现卸荷裂缝和卸荷变形，部分开挖边坡的卸荷水平变形达到米级，不容忽视。以岩石力学理论为基础，确定边坡防护的方法和时机，在开挖边坡上设置位移观测点，观测边坡的变形趋势，为确定边坡支护和绿化的适宜时机提供依据。再者，岩质边坡开挖过程改变或破坏了原有的天然水和地气循环系统，这种情况会随着裸露岩石受风时间的增加而加剧。因此，边开挖边支护边绿化对岩质边坡的防护质量和绿化效果至关重要。4工程实践植被混凝土绿化法具有防护性能好、绿化效果优、适用范围广等优点。我们在很多工程中都采用了这种方法，比如水布垭工程岩质边坡(15000m？，坡度73)，三峡工程岩质边坡(10000m？、坡度75°)、高坝洲电厂岩石高边坡(12000m？斜率80)等。以高坝洲电厂岩质高边坡绿化工程为例，介绍了植被混凝土绿化方法在岩质边坡中的应用。4.1地质气候概况高坝洲电厂岩质高边坡位于大坝右肩至下游王家冲段，与下游航道平行，紧邻升船机。坡底200m，坡最高点80m，倾角70-80°，坡走向40°，面积12000m？其安全性和稳定性直接关系到航道和大坝的安全。该斜坡段出露的岩层为中寒武统黑石沟组一段，岩性为中厚层泥质微晶白云岩、灰岩夹薄层及极薄层泥质微晶白云岩、砂质微晶白云岩、少量鲕粒晶灰岩及硅质岩。岩溶不发育，是相对隔水层。地层走向约为290°，倾角为SW(向右岸上游倾斜)，倾角约为40°。斜坡中部有一条断层，走向SN，倾向NW，倾角80°，充填方解石和方解石胶结角砾岩。大坝右岸基岩构造裂缝发育，走向23-32°，倾向主要为NW，倾角50-90°，宽度3-8m，最大宽度40m，长度10—30m-30m，数米，均为方解石充填，胶结良好。构造裂缝均为高倾角张性裂缝，发育层段0.4-1.5m，线密度5-8条/m，最大线密度3.2%-5%，地表裂缝率9.94%。高坝洲属亚热带气候，年平均降雨量1200mm，7月最热平均气温28.8℃，10月最低月平均气温65438+3.0℃。极端气候条件为:极端低温-9.8℃，极端高温42.0℃，最大日降雨量300毫米。4.2绿化方法的选择根据前面的边坡分类方法，调查边坡的地质条件。高坝洲电厂岩质高边坡属于稳定、干燥、破碎的边坡，围岩呈弱碱性，局部为水软的泥质灰岩和白云岩。虽然边坡不会出现大规模的滑坡，但由于风化作用，局部会形成滚石。考虑到航道和大坝的安全，必须对边坡进行防护。同时，高坝洲电厂因环境优雅而具有旅游价值。因此，斜坡需要绿化。基于以上因素，选择植被混凝土绿化方式。4.3冬季植被混凝土施工。首先清理边坡，清除杂物，用手持风钻在边坡上钻孔。孔距800×800，孔深500，孔径φ 18。插入深度为700，φ 12的钢筋，用灌浆机注入1:1膨胀水泥浆固定锚杆。在锚杆上固定φ 6铁丝网，间距50×50。按照12%:74%:12%:12%:1%:1%的重量比将425#水泥、植物土、腐殖质、长效肥料保水剂和混凝土绿化添加剂充分混合，形成植被混凝土干料。
混凝土绿化添加剂是三峡大学生产的专利产品。草种为狗芽根、节水草和羊草的混合物，重量比为20%: 60%: 20%，用量为每平方米0.05kg。有机质和腐殖质为酒糟、锯末、稻壳及其制品，种植土壤为干砂壤土。植被混凝土采用混凝土喷射设备分两层喷射，基层厚度为90，面层厚度为10。表层喷洒时加草籽，喷洒后用塑料薄膜覆盖。洒水一个月，坡面覆草时揭开塑料薄膜。工程机械和，12m？空气压缩机，5m？/h混凝土喷射机，0.35m？搅拌机，5t自卸汽车。4.4绿化效果评价:高坝洲电厂岩石高边坡喷射施工6天后，草籽发芽破土。一个月后，草覆盖了80%的斜坡，草快乐地生长着。两个月后，草地茂密茂盛，覆盖了65，438+000%的坡面。然后经历了春季的几次暴雨和4、5月连续20天的梅雨，没有植被混凝土从边坡上脱落，达到了护坡绿化的要求。结论岩质边坡绿化是一门新兴的边缘学科，涉及岩石力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学、环境生态学等多门学科。这个课题在国内刚刚起步，目前从事这个课题的研究人员很少。虽然我们从事了许多工程实践，获得了一些经验，但仍需作进一步的定量研究。未来的研究课题是:(1)不同绿化方式的成本研究；绿化植物的筛选；坡面生态系统的建立与恢复；斜坡景观规划；不同坡度和气候条件下植被混凝土绿化法最佳配合比的确定(从混合料的和易性、植被混凝土的物理、化学和生物特性、植被混凝土的水肥特性等方面。).我们相信经过深入的研究和实践，技术上还会有更多的突破。
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