客土噴播技術(shù)

1、客土噴播技術(shù)隨著城市化進(jìn)程的加速和各種開發(fā)建設(shè)項目的逐漸展開， 形成了許許多多的裸露邊坡。這些裸露邊坡不僅使原有的水土保持功能受到嚴(yán)重?fù)p害， 并導(dǎo)致邊坡塌方， 同時還極大地破壞了環(huán)境生態(tài)景觀。傳統(tǒng)的噴錨、漿砌片石骨架、水泥骨架、擋土墻等防護(hù)措施雖然能有效保證邊坡的穩(wěn)定， 但與周圍的景觀協(xié)調(diào)性差， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代城市景觀和人們的美學(xué)要求。而客土噴播技術(shù)則能同時滿足生態(tài)修復(fù)和綠化防護(hù)的雙重需要。所謂客土噴播技術(shù)， 就是指將植物生長的基礎(chǔ)土壤與有機(jī)基材、 粘結(jié)劑、 保水劑、 肥料、 酸堿調(diào)節(jié)劑和種子等按一定比例混合， 經(jīng)過機(jī)械充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅?利用客土噴播機(jī)提供的動力噴射到坡面上形成植物生長的土壤

2、層， 種子發(fā)芽、生長成坪后， 可以對邊坡的穩(wěn)定起到有效的保護(hù)， 從而達(dá)到快速重建植被生態(tài)系統(tǒng)和生物護(hù)坡的目的。1 客土噴播的基本原理客土噴播護(hù)坡機(jī)理與工程防護(hù)、植物護(hù)坡不盡相同。工程防護(hù)主要通過砂漿抹面、勾縫或噴涂以及石砌護(hù)坡或護(hù)面墻等方式對不穩(wěn)定的巖質(zhì)或土質(zhì)邊坡進(jìn)行加固穩(wěn)定的一種防護(hù)形式。植被防護(hù)通過植草、鋪草皮和植喬灌木等方式，主要是為美化路容，協(xié)調(diào)周圍環(huán)境，并利用植被涵水固土、淺根的加筋作用和深根的錨桿作用，在一定程度上提高對比較平緩的穩(wěn)定土質(zhì)坡面的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。顯然，客土噴播不同于與周圍環(huán)境極不協(xié)調(diào)的工程防護(hù)，也不同于平緩?fù)临|(zhì)邊坡上單一的植被防護(hù)，但它不是二者的疊加。它針對的是不

3、適于植物生長的穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡、硬土邊坡以及特殊土邊坡，其實質(zhì)是人為地創(chuàng)建“土壤”，為植物的定居、生長創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，來實現(xiàn)裸露邊坡的綠化。它也具有一定的防護(hù)效果，但是一種柔性的、淺表層的護(hù)坡，其護(hù)坡機(jī)理除通過工程上的錨桿與掛網(wǎng)緊密相連使淺表層邊坡和植生基材穩(wěn)定外，還表現(xiàn)為以下兩點: 邊坡上形成的植物群落通過降水截留、植物葉系的攔截等作用減小雨水對坡面的沖擊和濺蝕作用，同時減緩了雨水的流速，從而直接地降低了對坡面的沖刷作用; 噴播的基材將巖石邊坡與外界隔離，有效地減緩和抑制了自然因素作用下的巖體風(fēng)化和脫落現(xiàn)象。2 客土噴播基材及配比要求客土噴播基材最基本的組成物質(zhì)有土壤、有機(jī)質(zhì)、肥料、保水劑、粘結(jié)

4、劑、水和植物種子，通常根據(jù)需要還會添加改良劑、ph 調(diào)節(jié)劑等。基材的配比一方面影響土層的開裂和剝離，另一方面影響植物種子的發(fā)芽、生長和成坪。客土噴播各主要基材的摻量是通過試驗來確定的，對其配比的總要求如下:( 1) 基材本身應(yīng)無害，對周圍環(huán)境應(yīng)無污染。( 2) 基材拌合后應(yīng)當(dāng)適度疏松，但為了施工方便應(yīng)具有一定的流動性。( 3) 基材應(yīng)具有良好的粘結(jié)穩(wěn)定性，不至因自身重力、風(fēng)吹和雨水沖刷等作用下而脫離坡面。( 4) 基材混合物的ph 值必須控制在植物種子發(fā)芽和生長所需的6. 5 7. 5 范圍內(nèi)。3 施工操作要點3.1施工準(zhǔn)備。為確保施工按期進(jìn)行，施工人員、機(jī)械設(shè)備、客土噴播材料、水、電等需先準(zhǔn)

5、備就緒。為保證施工安全進(jìn)行，需安置好安全預(yù)防措施，如搭設(shè)鋼管腳手架、系安全帶和施工場地兩頭設(shè)施工標(biāo)志等。3.2 邊坡坡面處理?？屯羾姴メ槍Φ氖欠€(wěn)定邊坡，因此對不穩(wěn)定邊坡需進(jìn)行現(xiàn)場勘察并采取相應(yīng)的工程防護(hù)措施，確保其深層穩(wěn)定后再進(jìn)行設(shè)計施工。同時，客土噴播需要掛網(wǎng)，這就要求坡面不能太凸凹，但也不能太光滑，否者，單靠掛網(wǎng)的摩擦力不足以使基材在邊坡上粘結(jié)成型，因而要適當(dāng)?shù)貙吰录硬谔幚?。再者，坡面徑流和涌水等對坡面的毀壞相?dāng)嚴(yán)重，必須設(shè)置坡面排水設(shè)施，將其引至坡底。3.3測量放線。根據(jù)設(shè)計要求，用水平儀及卷尺將縱橫間距放出，確定主錨桿鉆孔的位置，再在相鄰的主錨桿間中點位置插補(bǔ)次錨桿，主次錨桿以不同形

6、式進(jìn)行標(biāo)注，依次用梅花狀布置形式對整個工作面逐一放點。3.4 錨桿的固定。錨桿需在錨孔中灌漿固定，因此主次錨桿鉆孔深度和孔徑應(yīng)為設(shè)計尺寸的1. 1倍。再者，為較好固定插入鉆孔的錨桿，宜選用灰砂比為1 1 1 1. 2、水灰比為0. 45 0. 50 的水泥砂漿或純水泥漿，水泥宜用32. 5 普通硅酸鹽水泥， 防止錨桿銹蝕剝離漿體，需將制定好的錨桿作防銹處理后才能注漿。另外，鉆孔灌滿落實后錨桿伸出坡面長度應(yīng)不大于9 cm，以防止錨桿凸出。3.5 掛網(wǎng)、扎網(wǎng)施工。待固定錨桿的砂漿干硬化后，可掛網(wǎng)施工。根據(jù)不同的邊坡類型，適當(dāng)選擇掛網(wǎng)的材料，土質(zhì)邊坡可選用塑料三維網(wǎng)，巖質(zhì)邊坡宜選用鍍鋅鐵絲網(wǎng)。為掛網(wǎng)

7、施工方便，以期整個坡面完全牢固的覆蓋，應(yīng)自上而下放卷鋪設(shè)，相鄰兩網(wǎng)分別采用綁扎鐵絲連接固定，交接處至少有10 cm 的重疊，同時將掛網(wǎng)與錨桿綁扎牢固。3.6噴播方式的選用和基材混合拌制。客土噴播按噴射方式可分為液壓式客土噴播、干式客土噴播和濕式客土噴播。液壓式和濕式客土噴播的優(yōu)點是噴射無粉塵污染、較均勻、效率較高，但攪拌較困難，且輸送距離短，一般不超過30 m; 干式客土噴播法的優(yōu)點是噴射距離較大，缺點是效率低、噴射不均勻和粉塵污染較大。因此，應(yīng)根據(jù)實際需要選擇噴播方式，然后按照基材的配比，將材料在專用的機(jī)械設(shè)備料斗內(nèi)拌勻后，進(jìn)行下一道工序。3.7客土噴播。為使基材混合料能較好的黏貼在坡面上，

8、噴播前需將坡面噴灑濕潤。噴播過程可分為三步: 首先，噴射不含種子的基材，噴厚約為基材實際噴播厚度( 由于水分喪失就會造成基質(zhì)厚度不夠，基材實際噴播厚度約為設(shè)計值的1. 25 倍) 的7 /10。其次，待底基層穩(wěn)定后，噴射含有種子的基材，其噴播厚度約為基材實際噴播厚度的1 /10。最后，噴射表層覆蓋土，以保證種子不被沖刷、裸露曬傷等，其噴播厚度約為實際噴播厚度的1 /5。3.8覆蓋無紡布。為預(yù)防成型后的坡面不被雨水沖刷，達(dá)到保濕、保溫的效果，噴播完成后，即可覆蓋無紡布。以防其壓迫植物萌芽，宜用12 14g /m2 的輕質(zhì)無紡布進(jìn)行覆蓋，不致其被風(fēng)吹走，需用竹簽或錨索等固定。3.9 養(yǎng)護(hù)管理。種子

9、發(fā)芽前，以保持土壤濕潤，每天早晨用霧化水滴噴灑一次。出苗后，為促進(jìn)根系快速生長，可減少澆水次數(shù)。噴播完成一個月后，應(yīng)全面檢查植物生長情況，對生長不均勻的位置進(jìn)行補(bǔ)種; 待苗長到一定高度時揭掉無紡布。在植物逐漸生長過程中，對其適時適量的施肥、澆水和病蟲害防治，以促早日形成群落結(jié)構(gòu)。 4.客土噴播優(yōu)點及應(yīng)用效果4. 1 客土噴播優(yōu)點植被的覆蓋可使地表土壤免受雨水的直接沖擊，并緩沖雨水的流速，阻止水流形成，在表土層形成盤根錯節(jié)的根系，有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強(qiáng)度，減少空隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力，能夠達(dá)到長期有效防護(hù)公路邊坡的目的。4. 2 應(yīng)用

10、效果4.2.1生態(tài)效益顯著。通過在邊坡上噴播植被，有效地遏止了雨水對邊坡的沖刷和水土流失現(xiàn)象，形成的近地小氣候，有效地改善了高速公路的行車環(huán)境，并能促進(jìn)周邊地區(qū)加快環(huán)境綠化、美化的進(jìn)程。4.2.2機(jī)械化程度高，施工速度快。客土噴播所需的機(jī)械設(shè)備比較簡單，主要是客土噴射設(shè)備和草籽噴播設(shè)備。施工人員投入少，施工效率高，一個施工班組只需 5 7人，每小時可完成噴射客土和草籽 80 120平方米。5存在問題5.1客土養(yǎng)分坡面防護(hù)及植被恢復(fù)是一項難度較大的生態(tài)工程。從土壤的角度看, 坡面植被恢復(fù)絕大部分是在310cm厚度的土壤層( 客土層) 上進(jìn)行的。在這么薄的土壤基礎(chǔ)上, 植物要完成從種子發(fā)芽到生長發(fā)

11、育再到與周邊植物群落相融合的漫長過程, 如果沒有特殊的土壤材料和配制技術(shù), 這個過程的實現(xiàn)將會是非常困難的。因為, 人工建立的客土層不僅要解決在坡面的附著和抗雨水沖刷問題, 同時, 還要保持在較長的一個時期內(nèi)對植物生長所需養(yǎng)分、水分、空氣的供給?？梢哉f, 土壤材料和配制是客土噴播技術(shù)的核心。從工程施工上來講, 邊坡土壤與邊坡植物有一個很重要的不同, 植物播種可以多次實施, 一次失敗后還可以補(bǔ)充播種, 施工成本并不太高, 而邊坡土壤改良只能在邊坡生物防護(hù)工程中的改土階段實施, 也就是說只能在第一次植物播種前或播種中一次性解決, 如果因土壤的養(yǎng)分或結(jié)構(gòu)有問題而要重新施工的話, 無論是施工難度、施工

12、量和施工成本都很高。5.2纖維含量客土中植物纖維的含量多少對不僅影響噴播工程質(zhì)量, 而且影響植被恢復(fù)質(zhì)量。有機(jī)纖維在客土中起到的作用有兩方面, 一是調(diào)整土壤結(jié)構(gòu)、改善土壤通透性、提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量、有利于植物生長; 二是增加土體摩擦系數(shù)、減少土壤干裂程度、提高土體穩(wěn)定性。目前我國北方地區(qū)客土噴播中由于有機(jī)纖維的用量不足,導(dǎo)致施工后產(chǎn)生客土層脫落、客土層干裂、植物發(fā)芽或生長不良等現(xiàn)象, 最終導(dǎo)致噴播失敗。5.3 坡度坡質(zhì)坡度和坡質(zhì)對客土噴播的成敗影響很大。根據(jù)國內(nèi)外的施工案例, 不掛網(wǎng)的客土噴播可用于坡度在45以下的邊坡, 掛網(wǎng)客土噴播可用于坡度在60以下的邊坡。對超過60的邊坡, 不建議使用

13、客土噴播技術(shù)。之所以提出坡度的限制, 一方面由于在急陡邊坡實施單純的客土噴播, 施工后客土層脫落現(xiàn)象嚴(yán)重, 另一方面, 即便是客土層可以在急陡邊坡上、在一定時期內(nèi)穩(wěn)定存在, 但問題是在如此陡峭的坡面上, 植物的生長發(fā)育受到影響, 特別是植物的主根系受重力作用沿客土層向下伸展, 能夠扎根到坡面內(nèi)部的僅是一些須根, 而客土層所能提供的水分和養(yǎng)分時有限的, 植物根系如果不能從坡面內(nèi)部汲取水分, 一遇干旱季節(jié), 客土層內(nèi)的水分會很快耗盡, 最終導(dǎo)致噴播植物大量枯死。一旦噴播植物死亡, 植物根系的固土作用以及在客土層和坡面之間所起到的連接作用就會逐漸喪失, 植物葉莖對客土層防止風(fēng)雨侵蝕的保護(hù)作用也不復(fù)存

14、在, 客土層也就難以保證在急陡邊坡表面的長期穩(wěn)定存在。坡質(zhì)對客土噴播施工效果的影響也很大。一般來說, 客土噴播可適用于包括路堤和路塹邊坡在內(nèi)的各類土質(zhì)邊坡、石質(zhì)土邊坡, 不適用于巖石邊坡、特別是弱風(fēng)化巖石邊坡。其原因在于客土噴播所能形成的土壤層其厚度有限, 一般也就是37cm 左右, 如果坡質(zhì)為土質(zhì)或石質(zhì)土, 坡體表層物質(zhì)主要由心土或巖石風(fēng)化物組成, 這些組成物質(zhì)不僅硬度不是十分高, 而且存在較多的縫隙, 有利于植物根系的發(fā)育。而對巖石坡面來說,坡體表面不僅堅硬而且縫隙少, 37cm 左右的客土層難以保證植物長期生長發(fā)育的需要, 特別是干旱季節(jié), 植物難以從土壤深層得到水分補(bǔ)充, 會導(dǎo)致植被因缺水而大量枯死。6 結(jié)語6.1自噴射護(hù)坡綠化技術(shù)傳至我國以來，一直存在專業(yè)用語混亂，定義不清、混淆等問題，譬如，有的學(xué)者將植被護(hù)坡的機(jī)理同客土噴播的機(jī)理相混淆; 有些研究者的設(shè)計和施工工藝要求等相差甚遠(yuǎn)，甚至互相矛盾。因此，為加快客土噴播技術(shù)發(fā)展需要規(guī)范用語，并制定相關(guān)的設(shè)計、施工和驗收規(guī)范等。6.2客土噴播主要側(cè)重于其綠化效果，其在邊坡穩(wěn)定和防護(hù)方面有一定的局限性，甚至有時會產(chǎn)生副作用。因此，不能盲目選用客土噴播方式，有時可配合工程防護(hù)措施綜合使用，達(dá)