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,将客土(生育基础材料)、保水剂、粘合剂、泥炭土、除草剂、杀菌剂、缓释肥、种子等按一定比例配合,加入专用设备中充分混合后,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。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。
02混植生植物护坡类型
主要分为:陡峭边坡绿化和缓边坡绿化;土质边坡绿化和石质边坡绿化。
陡峭边坡绿化:对于25度角以上陡边坡,绿化时要注意边坡防护,植物可选用灌木、草本类植物。用粘合剂+保水剂以利于边坡稳定和植物生长,但这些措施并不能保证边坡长久的稳定,后期还要维护和管理。
缓边坡绿化:对于25度角以下缓边坡,施工难度较陡边坡小,植物的选择性也更广泛。
高硬度土质边坡绿化:当土壤表层质地较硬时,植物根系生长受阻,植物生长发育不良,这可钻孔、开沟客土改良土壤硬度。
石质边坡绿化:一般属高陡边坡。因植物生长条件,绿化时需要客土。可考虑藤本植物绿化;方法是在边坡附近或坡底置土,在其栽种藤本植物生长、攀援、覆盖坡面。先在岩坡上挂网,在采用特定的配方的含有草种,喷射到岩坡上,草种从中生长,覆盖坡面。
03喷混植生的材料
(一)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。
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.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。
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。
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。
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。
(二)植物品种的选择和搭配
草花型:主要是种子繁殖的多年生、适应性强的花卉植物,籽播成苗后常年生长或者宿根过冬越夏。少量是一年生和越年生的花卉植物,但这类植物具备较强的自播繁衍能力,能比大多数草坪植物更长地保持良好的绿化美化效果,富有野趣,性强,适应性广,养护管理较粗放。
品种推荐:狼尾草、野牛草、紫花苜蓿、波斯菊、硫华菊、黑心菊、金鸡菊、天人菊、二月兰、紫云英等
灌草型:灌草型在草花型的基础上引入了灌木,通常播种乔灌木乡土植物及移栽灌木。以豆科速生灌木为主,草本先锋植物为辅,适度移栽一些小苗木。灌草型可以在短期内实现成坪,植被全覆盖,随着时间推移,乔灌木取代先锋草本植物,经过长期演化,最终完全被乡土植物取代。在播种或喷播时还要考虑季节性,使得冷暖季型草和灌木能完整渡过1个世代以上。
品种推荐:
灌木:刺槐、紫穗槐、胡枝子、台湾相思、木豆、山毛豆、猪屎豆、银合欢、多花木兰、马棘、黄花决明等;
草本:狗牙根、高羊茅、宽叶草、黑麦草、百喜草(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)。
爬藤型:在坡脚及坡顶的位置种植藤本植物,由于早期生长慢,植被笼罩度低,对早期的土壤侵蚀防止效果不佳。但是可以通过与草本植物混播,草本植物早期敏捷笼罩地面防止土壤侵蚀,后期由藤本与悬垂植物施展作用的方法解决。
品种推荐:爬山虎、牵牛花、葛藤等。
04喷混植生施工工艺及要求
(一)整修边坡
整修边坡的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。
(二)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×5cm,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90~100cm,锚钉长约50~60cm。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。
(三)种植基材喷播
种植基材按比例混合后,用专用的客土喷播机,将种植基材均匀地喷上岩石表石。喷射设计厚度为5±3cm。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。
(四)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,该施工环节和液压喷播植草相同。应注意的是:喷播草籽经拌均匀粘附在纸浆或木杆等附着物上。在南方由于夏季气温高,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。
(五)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。
(六)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,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。
综合考虑各种技术的喷射方式、基材混合料以及两年之内的效果,主要从恢复效果角度来对生态恢复技术进行以下分类:
附注:TBS植草灌工法中,如边坡坡率大于或等于1:0.5,采用干喷法施工;小于1:0.5的坡率的边坡采用湿喷法施工。
根据生态恢复目标及边坡本身的特性,设计合适的工法,并确定合适的固土形式。
附注:对于隧道进出口、收费站、互通区、服务区及有景观要求的特别路段,岩质边坡推荐采用CS混合纤维法进行生态恢复,土质坡推荐采用CF网植灌法进行生态恢复。
高速公路边坡挂镀锌网——高速公路边坡客土喷播——高速公路边坡草种喷播后效果
高速公路边坡草种喷播后覆盖无纺布——高速公路边坡草坡建植(无纺布掀开后的效果)——高速公路边坡复绿
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