摘要：在高邊坡植單防護(hù)施工中，針對(duì)挖方路塹的巖質(zhì)邊坡，采用噴混植生防護(hù)技術(shù)進(jìn)行生態(tài)綠化防護(hù)，取得了良好的效果?，F(xiàn)就噴混植生防護(hù)技術(shù)的基本原理、植物種類及配方、施工工藝以及應(yīng)用效果，進(jìn)行了系統(tǒng)性分析。

    隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保問題的日益重視，針對(duì)巖石挖方高邊坡的防護(hù)已由傳統(tǒng)的污工防護(hù)向生態(tài)防護(hù)發(fā)展。在福建省眾多開發(fā)區(qū)及公路的巖石挖方邊坡防護(hù)的施工實(shí)踐中，我們采用了噴混植生防護(hù)技術(shù)作為復(fù)綠手段，在巖石邊坡上建造出一個(gè)灌草結(jié)合、科學(xué)合理的植物生態(tài)系統(tǒng)，既起到良好的邊坡防護(hù)作用，又恢復(fù)了自然植被，防止坡面的侵蝕和風(fēng)化，防止水土流失，改善公路行車環(huán)境，從而充分體現(xiàn)公路的自然環(huán)境景觀，在綠化的同時(shí)起到美化的作用。

    石質(zhì)挖方高邊坡缺乏植物生長(zhǎng)所必須的水、肥等條件，生態(tài)限制因素較多。由于我省大多處在南方亞熱帶海洋性季風(fēng)地區(qū)，干濕季節(jié)明顯，在雨季暴雨集中，雨水沖刷和水土流失十分嚴(yán)重，在旱季地下水位低，給邊坡植物的管護(hù)造成很大的困難。要在石質(zhì)挖方邊坡上建立一個(gè)適合植物生長(zhǎng)而又經(jīng)得起雨水沖刷的基質(zhì)層，給植物一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，我們?cè)诙嗄暄芯吭囼?yàn)和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，優(yōu)選出多種適應(yīng)惡劣環(huán)境的草、灌良種，利用噴混植生建植層技術(shù)和錨桿固網(wǎng)技術(shù)，使噴混植生建植層緊固于石坡表面，通過成孔物質(zhì)的合理配置，使種植基質(zhì)中的固、液、氣三相物質(zhì)處于平衡狀態(tài)，創(chuàng)造草類與灌木生存的良好環(huán)境。

1 噴混檀生防護(hù)技術(shù)的原理
    巖石邊坡缺乏植物生長(zhǎng)的必要條件一土壤和水分。如果在坡面上直接回填種植基質(zhì)，因巖石邊坡大多又陡又急，回填物往往很難固定，若巖石光滑則固定更加困難，還會(huì)因降雨、流水等外因而遭到?jīng)_刷流失。

    由此分析，巖石邊坡實(shí)現(xiàn)綠化必須同時(shí)具備二個(gè)基本條件：一是坡面上必須有植物能賴以持續(xù)生長(zhǎng)的種植基質(zhì)，二是種植基質(zhì)能永久固定在坡面上。噴混植生防護(hù)技術(shù)是以工程力學(xué)、土壤學(xué)和生物學(xué)理論為依據(jù)，

    利用客土摻混粘結(jié)劑和錨托加固鐵絲網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、有機(jī)物質(zhì)、保水材料、粘結(jié)材料、植物種子等混合干料加水后噴射到錨固有鍍鋅鐵絲網(wǎng)的巖面上，形成10 cm厚度左右的具有連續(xù)空隙的硬化體，在巖石坡面上營(yíng)造一個(gè)既能讓植物生長(zhǎng)發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的永久性的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長(zhǎng)。一定程度的硬化又可防止雨水沖刷，而混合物中的深水材料、營(yíng)養(yǎng)成份適合植物種子的生根發(fā)育。為巖右綠化提供植物生長(zhǎng)的基質(zhì)從道理上是越厚越好，但考慮成本和施工難度我們一般設(shè)計(jì)成lO cm左右。為保持基質(zhì)的保水要求，我們特意在基質(zhì)中加入了大劑量的保水劑。保水劑是遇水可以反復(fù)吸收膨脹500～1 000倍的一種化學(xué)材料，無毒無害，在干旱時(shí)，保水劑中的水分又可以緩釋給植物的根系。當(dāng)種植基層中的保水劑全部吸水膨脹后，可以供應(yīng)草坪在持續(xù)干旱時(shí)30～60 d的生長(zhǎng)需要。種植基層的肥料和有機(jī)質(zhì)可以滿足植物在初期生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需要。通過一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，前期以草本植物為主對(duì)巖石坡面實(shí)現(xiàn)快速綠化、恢復(fù)植被，后期以灌木、喬木和藤本植物為主逐漸交替生長(zhǎng)，形成一個(gè)與當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣候相適應(yīng)的草、灌、喬、藤結(jié)合的目標(biāo)植物群落，從而達(dá)到恢復(fù)植被、改善景觀、保護(hù)環(huán)境的目的。

    噴混植生防護(hù)技術(shù)是集巖石工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科于一體的綜合環(huán)保技術(shù)，其核心是通過成孔物質(zhì)的合理配置，在巖石坡面上營(yíng)造一個(gè)既能讓植物生長(zhǎng)發(fā)育，而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使建植層固、液、氣三相物質(zhì)基本平衡。

2 噴混檀生的材料
    2．1 種植基材的選擇
    種植基材的組成材料主要有土壤、有機(jī)質(zhì)、肥料、保水荊、粘合劑、改良劑等。

    (1)土壤。土壤可因地選材，選擇就近可以采集的粘土、黃土或砂土。但往往砂土、黃土、粘土的肥力不足，一般可用其他肥土以1：1配合使用，土要干凈無雜質(zhì)、無雜草，保持干燥，并過篩去掉大的粗的顆粒以便于噴播使用

    (2)有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)的使用主要是增加土的肥力和保證土壤的通氣性，常用的有泥炭土、腐葉土、堆肥，鋸木屑下谷殼、經(jīng)充分發(fā)酵的家畜肥料等。

    (3)肥料。主要用化學(xué)肥料和有機(jī)肥，化學(xué)肥料多采用緩釋復(fù)合肥，有機(jī)肥主要有雞糞、家畜糞，但都必
須經(jīng)過充分的發(fā)酵，以免植物生長(zhǎng)發(fā)育過程產(chǎn)生過多的病害。

    (4)保水劑。保水劑是一種無毒無害的功能性高分子化合物，遇水可吸水膨脹成百上千倍，這些水分不易被一般的物理方法排出，而植物根系卻能吸收貯藏于保水劑中的水分。保水劑可將偶然降雨迅速地吸收而膨脹成凝膠狀將水分貯藏起來，干旱時(shí)便慢慢地釋放給根系。一般采用吸水重復(fù)性好而使用壽命長(zhǎng)的丙烯酞胺一丙烯酸鹽共聚類的較大顆粒產(chǎn)品。

    (5)粘合劑、土壤改良劑。為避免風(fēng)雨等自然因素對(duì)種植基材造成的侵蝕、沖刷，必須在種植基層中加入相當(dāng)數(shù)量的粘合荊，以促使基質(zhì)與巖石粘結(jié)和增強(qiáng)基質(zhì)本身的抗侵蝕沖刷能力、粘合劑常用化學(xué)粘合劑和普通硅酸鹽水泥。水泥呈堿性，一般來說對(duì)灌草種子的生根和發(fā)芽是有害的。噴混基質(zhì)pH值可直接或間接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，其影響主要表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性、土壤微生物活性、植物根系生長(zhǎng)租抗性大小以及植物群落的構(gòu)成等幾個(gè)方面，為此加入輔助粘結(jié)荊(如紅粘土、過磷酸鈣)和緩沖劑，利用它們本身的酸堿性、緩沖性和紅粘土的高量活性鋁水解產(chǎn)生酸度進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，使噴混基料的pH值由強(qiáng)堿性(PH值
8．0～8．5)降低到中性(pH值6．8～7．2)，適合植物生長(zhǎng)。

    2．2 植物種子選擇和配方
    護(hù)坡植物的選擇應(yīng)考慮以下因素：適應(yīng)栽培區(qū)的氣候，能抵抗不良環(huán)境，不易退化}根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)迅速，短期內(nèi)能覆蓋；多年生，與土壤固結(jié)能力強(qiáng)；分蘗多，莖葉繁茂。草本植物具有生長(zhǎng)速度快，覆蓋率高的優(yōu)點(diǎn)，而灌木具有生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，根系發(fā)達(dá)的優(yōu)點(diǎn)。草本植物護(hù)坡在初期因有較高的覆蓋率，能減緩雨水對(duì)坡面造成的面蝕及溝蝕。然而單純草本護(hù)坡，養(yǎng)護(hù)成本較高，難于維持四季常綠的景觀效果，且生態(tài)群落單一，層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)于惡劣氣候抵偏能力差，容易引起大面積退化，不適合邊坡生物防護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。灌木護(hù)坡，植株充分發(fā)育后，冠幅擴(kuò)張，能達(dá)到有效的坡面覆蓋，根系深入坡面土層或巖石縫隙中起到生物錨桿的作用，且用豆科灌木護(hù)坡，其根瘤菌具有固氮作用，能逐步增加坡面土壤肥力，從而逐步改善坡面土壤結(jié)構(gòu)，有利于他植物的生長(zhǎng)。但單純的灌木護(hù)坡存在綠化初期植被覆蓋率較低、植物層次單一等問題．灌草結(jié)合的護(hù)坡形式，充分利用草本植物速生、覆蓋率高及灌木植株較高、冠幅大、根系深的優(yōu)點(diǎn)，形成灌草結(jié)合的混合植物護(hù)坡結(jié)構(gòu)，發(fā)揮植物間的互補(bǔ)依存關(guān)系，逐漸改善坡面微環(huán)境，實(shí)現(xiàn)植物護(hù)坡的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)上述要求，我們選擇的草本植物有百喜草、狗芽根、寬葉雀稗等，灌木有海桐、合歡女貞、山植、杜鵑等，藤本植物有爬山虎、常青藤、葛藤、素馨等，喬木有榕樹、柏樹、廣玉蘭等。由于灌木相對(duì)草本植物發(fā)芽率低且生長(zhǎng)較慢，草本植物生長(zhǎng)迅速會(huì)對(duì)灌木的生長(zhǎng)形成競(jìng)爭(zhēng)，一般草本植物生長(zhǎng)旺盛的地方灌木生長(zhǎng)稀少且矮小。灌草在相互依存的同時(shí)存在明顯的制約關(guān)系，所以我仰對(duì)于不同地質(zhì)條件和不同邊坡狀況的巖石坡面，采用不同的植物配方。軟質(zhì)巖坡面如強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化巖石坡面，草本植物相對(duì)易于生長(zhǎng)，采用百喜草、狗牙根、寬葉雀稗等草本種子為25 g／m2，海桐、合歡女貞、山楂、杜鵑等灌木種子為18 g／m^2。而硬質(zhì)巖坡面如微風(fēng)化和未風(fēng)化花崗巖坡面，則只能以灌木為主，采用百喜草、狗牙根、寬葉雀稗等草本種子為2O g／m^2 ，海桐、合歡女貞、山楂、杜鵑等灌木種子為2O g／m^2

     2．3 輔助材料
    (1)金屬網(wǎng)。采用鋼絲直徑2．0 m ，網(wǎng)孔為6cmX6cm的鍍鋅金屬網(wǎng)。

    (2)錨桿。掛鍍鋅網(wǎng)的錨桿采用直徑16 m 的鋼筋，主錨桿長(zhǎng)150 cm，輔錨桿長(zhǎng)80 cm。初期養(yǎng)護(hù)需加蓋無紡布，30— 45 d后待草苗長(zhǎng)到一定高度時(shí)揭布}后期養(yǎng)護(hù)時(shí)若天氣長(zhǎng)期持續(xù)干早則應(yīng)適當(dāng)予以澆水養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)需要施肥和殺蟲。

3 施工工藝
    3．1 清理邊坡
    將容易滑落、影響邊坡穩(wěn)定的巖石處理掉，使坡面盡可能平整以利于噴混植生施工，同時(shí)增強(qiáng)坡面綠化效果。

    3．2 打設(shè)錨桿
    交錯(cuò)成菱形打設(shè)主錨桿和輔錨桿。錨桿間距橫向?yàn)閘 m，縱向?yàn)? m ，錨桿數(shù)量為2O根／100 ms。錨桿用水泥砂漿加固。

    3．3 掛網(wǎng)施工
    掛網(wǎng)施工時(shí)采用自上而下放卷，相鄰兩卷鍍鋅鐵絲網(wǎng)分別用綁扎鐵絲連接固定，兩網(wǎng)交接處要求有15cn的重疊。

    3．4 配制種植基材
    將粘土打碎過篩，將粘土、有機(jī)質(zhì)、肥料、保水劑、粘合劑、改良劑充分拌和，攪拌均勻。

    3．5 噴射基材
    采用專用噴混植生噴射機(jī)，將混合料均勻噴射至坡面，自上而下分兩次實(shí)施噴播，第1層噴播厚5 an，待穩(wěn)定后(30 m．in左右)再噴播第二層至設(shè)計(jì)厚度。在噴射第2層時(shí)，在種植基材中加入相應(yīng)配方的植物種子。

    3．6 養(yǎng)護(hù)管理
    初期養(yǎng)護(hù)需加蓋無紡布，3o一45d后待草苗長(zhǎng)到一定高度時(shí)揭布，后期養(yǎng)護(hù)時(shí)若天氣長(zhǎng)期持續(xù)于早則應(yīng)適當(dāng)予以澆水養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)需要施肥和殺蟲。

4 效果
    4．1 綠化效果
    在南平市區(qū)和尤溪縣城關(guān)噴混植生施工的巖石邊坡，各邊坡的綠色植被覆蓋率在2006年6月已達(dá)到95 以上，灌木叢生、生機(jī)勃勃，形成了穩(wěn)定的草灌結(jié)合的植物群落。

    4．2 抗沖刷效果
    在南平市區(qū)和尤溪縣城關(guān)2005年6月以前完成噴混植生施工的巖石邊坡，經(jīng)歷了去年和今年連續(xù)的暴雨的沖刷，各邊坡噴混基底無一垮塌，植物沒有沖刷的痕跡。這表明在草坪植被與基材的共同作用下，基材的抗侵蝕性大大增強(qiáng)，并且隨著植物的進(jìn)一步生長(zhǎng)，草坪植物的根系會(huì)縱橫交錯(cuò)，一個(gè)穩(wěn)定的草灌結(jié)合的植物群落最終形成，從而達(dá)到長(zhǎng)期護(hù)坡的目的。

5 結(jié)論
    噴混植生防護(hù)技術(shù)在珠海段高速公路得到了成功的應(yīng)用，取得了良好的綠化及防護(hù)效果，說明這項(xiàng)新技術(shù)是高速公路巖石邊坡生態(tài)防護(hù)中一種可行的生態(tài)綠化防護(hù)手段。隨著這項(xiàng)技術(shù)日臻成熟，我們相信，該技術(shù)不僅適用于公路，同樣在鐵路、水利、房地產(chǎn)等工程巖石邊坡的綠化防護(hù)、水土保持、環(huán)境保護(hù)中能發(fā)揮出重要作用。