1 概述
喷播植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,它可达到恢复植被、改善景观、保护环境的目的。它具有防护边坡、恢复植被的双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1:0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长[1]。
2 喷播植生的材料
2.1 种植基材的选择及配法
种植基材组成的材料主要有种植土、有机质、肥料、保水剂、土壤防蚀剂、改良剂、粘合剂、混合草灌种子、团粒剂、稳定剂、PH缓解剂和水等。
2.1.1种植土 种植土可因地选材,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。喷混植生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]。
2.1.5粘合剂 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/m3。对于土壤的酸碱性和物理机能,视情况加入一定的土壤改良剂。
另外,在喷混基料中加入辅助粘结剂(如红粘土、过磷酸钙)和pH缓冲剂,利用它们本身的酸碱性、缓冲性和红粘土的高量活性铝水解产生酸度进行pH调节,使喷混基料的pH值由强碱性(pH 8.0~8.5)降低到中性(pH6.8~7.2),适合植物生长。喷混基料的pH值会随植物生长而有一定的降幅,所以,应采用比较成熟的pH值调节技术使喷混基料的pH值调节到一个适宜植物生长的范围[3]。
喷混植生植物护坡技术概要:
喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,它可达到恢复植被、改善景观、保护环境的目的。它具有防护边坡、恢复植被的双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1:0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。
喷混植生植物护坡的优点:
喷混植生植物防护技术是将客土(生育基础材料)、纤维(生育基础材料)、侵蚀防止剂、缓效性肥料和种子等按一定比例配合,加入专用设备中充分混合后,通过泵、压缩空气喷射到坡面上形成所需的基层厚度,从而实现绿化的目的。该技术的突出优点在于:
(1)以土壤结构改良为突破口,力求简化公路植被养护管理。它是以经处理加工的树皮、纤维、养生材料、植物种子与少量当地优质土混合,添加营养剂、粘结剂和土壤稳定剂制成客土,借助喷播机均匀涂喷于坡面上。
(2)由于客土的应用,为灌木和树木根系提供了良好的生长基础,能够实现草、灌木合理的植物群落配比,达到建设后路域植被与自然植被融为一体的效果。
(3)喷播设备性能优良,使岩石坡面及不具植物生长条件的高大边坡完全可能实现绿化。
(4)灌木根系可扎入岩石缝隙,固土护坡效果比草本植物更可靠,可较大程度地减少边坡坍塌,节省维护费用,提高交通安全。
(1)主要施工设备 喷混植生机、普通卡车、抽水泵、发电机、空压机
(2)主要材料
种子 BPR混和植被种子,按冷暖结合、草灌结合、四季常绿的原则进行配种。客土 采用天然有机型培养土,由多种新型微生物菌群,发酵而成,含有氮、磷、钾及各种微量元素、生长激素,pH值6.0~7.0,饱和容重0.5~0.6t/m3。
养生材料 采用木质纤维,增加连接的强度,使喷播层稳定性增强。
肥料 采用速效化肥及缓效有机肥,增加贫瘠边坡肥力,提供植物生长所需营养。
水 喷播用水,选择无污染水源,就近吸取。
金属网 一般规格:直径16mm,网孔为5cm×5cm的金属网。
锚杆 挂镀锌网的锚杆一般规格:直径16mm,长度80cm的钢筋。
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,用于喷混植生草种主要有百喜草(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更快,以免互相侵占失去花灌的生长有利条件。
喷混植生植物护坡主要施工设备与材料:
稳定剂 无污染粘结剂,采用高分子聚合物及天然植物加工而成,能将客土、养生材料、肥料、种子等紧密连接,形成一定厚度的喷播层,并与坡面粘接在一起而不下滑流失。
喷混植生植物护坡植物种子选择: