中铁一局集团第三工程分公司 陕西宝鸡 721006
摘要：随着国家对环境的重视，各地高速公路对边坡防护提出了更高的要求，不仅要求边坡稳定，还需要满足绿化要求。文中结合广西梧柳高速公路边坡3S-OER生态防护的应用，阐述了3S-OER生态防护的原理、施工工艺、作业方法、技术要求，供类似工程参考。
关键词：3S-OER生态防护；基质层；土壤生境系统；植物群落演替
1 概述
"十三五"是交通运输基础设施发展、服务水平提转型升级的黄金时期，我国将逐步由交通大国向交通强国迈进。绿色公路作为绿色交通的重要组成部分，是公路交通转型升级、提质增效的重要抓手。在生态文明建设得到高度重视，资源节约、环境友好等要求进一步提高的新形势下，绿色公路必将成为推进绿色交通发展的重要切入点。推进绿色公路建设是时代的呼唤。在公路工程建设过程中，追求效率、追求品质、追求工程耐久性的同时，环境保护的问题已经上升到一个很重要的层面。通过广西梧柳高速公路边坡3S-OER生态防护的应用，阐述了3S-OER生态防护的原理、施工工艺、作业方法、技术要求，供类似工程参考。
2 设计方案
梧州至柳州高速公路K185+140～K185+280 段左侧路堑边坡为三级边坡，每级边坡高8米，其中一级边坡下部为高3.0米M7.5浆砌片石挡墙，挡墙以上一、二、三级边坡均设计为3S-OER生态防护，挡墙每隔0.5米设爬山虎覆绿。
3 工艺原理
3S-OER生态防护技术先在边坡表面锚挂镀锌镀锌三维网，以防止坡面发生土体脱落，再将基质层、微生物层、种子层、依次使用喷射机喷在镀锌三维网表面，高压喷附的浆状基质与骨架网材喷附在一起，在坡面形成具有一定厚度和强度的网材“基质植生层”，该植生层设计模拟于当地自然土壤层，养分充足、保水性强，植物种子在温度和水分条件适合时就会发芽生长，其根系与镀锌三维网、土体交接在一起，形成三维的防护体系，维护坡体稳定性；保护坡面不受雨水侵蚀、降低风化速度，并起到恢复生态、绿化、美化坡面的作用。
3S-OER：3S即三系统，指土壤生境系统、植被群落系统和物质循环系统，每个系统对应一个技术体系；OER即原生植被生态修复的英文缩写。
3S-OER技术包括三大技术体系，其中土壤生境重建技术体系包含LY基材等12种技术、群落配置及植被重建技术体系包含乡土植被数据库等13种技术、功能菌筛选与循环系统重建技术体系包含功能菌驯化等7种技术。
采用 “植生基质”，恢复与重建植物根系生长的“土壤生境”，现有边坡表层土石体硬度高、养分低，不易恢复植被。为此，充分考虑植生基质的适地性，不仅从土壤结构、养分、酸碱度上保持一致，根据当地原始土壤特点和植物所需进行调配植生基质进行植物根系生长发育层的恢复与重建，完全可以满足坡面生态修复所需。这种人工合成的“植生基质”由耕层土、植物纤维、有机质、高效肥、粘结剂、微生物菌剂等构成，可以有效保证持久的肥效、透气透水、适中粘性（不脱落），又易于机械喷射和保护坡面。
植物群落设计需要考虑七方面因素，一是能在当地良好地生长，有一定的耐贫瘠性和抗旱性；二是生长迅速，易形成覆盖层，且根系较为发达；三是各物种之间有一定的共生关系，四是形成的群落比较稳定，养护工作量小；五是种子容易获取，具有工程可操作性；六、合理配置物种，充分考虑群落演替；七、考虑阴阳坡差异，采取不同物种配比。
通过对项目所在地的原状土壤中的有益微生物进行筛选扩繁并结合微生物菌剂形成针对该项目微生物菌群，保证坡面物质循环有序有效进行。
图1 3S-OER防护体系图
4 施工工艺流程
5 施工工艺要点
5.1 清理边坡
（1）确定边坡作业范围，当路基作业未完成且边坡边界模糊时，必须在作业边界做出拉线。
（2）边坡必须保证基本平整，坡顶与自然边坡圆滑过渡。
（3）坡顶必须采取防水蚀、冲蚀措施。
（4）边坡若有回填，其填方土应压（夯）实。
（5）沟槽及冲沟处理办法：在沟槽及冲沟底部做台状处理，用降解袋装土压实后，从下至上、依次逐袋叠放，用锚杆加以固定。喷附前须割破包装袋表面，以利植物生根。
5.2 挂设镀锌三维网
（1）严格按照设计标准使用质量合格的镀锌三维网。
（2）在进行镀锌三维网铺设时，应符合下列规定：
①边坡顶部安全包裹宽度不得少于60cm，根据坡体质地的稳定性和安全性可适当加大坡头包裹宽度。
②坡脚铺网的下边缘应与挡土墙上沿吻合，无渗水空间。
③镀锌三维网横向连接时，两网重叠宽度≥8cm。覆在上面镀锌三维网边缘须全部打结，不得遗漏。
④镀锌三维网纵向连接时，连接上下镀锌三维网的金属丝，须环环缠绕串连，不得遗漏一环。
⑤镀锌三维网出现破损处时，须对破损处先行修补，再进行两网连接。
⑥结网工序完成后的边坡，镀锌三维网连接处应平整，边缘无突起的网丝。
图2 3S-OER防护工艺流程图
5.2锚固三维网
（1）锚杆前端呈切割斜面，弯头处呈“「”或“∩”型，弯头长度≥30mm。
（2）使用“「”型锚杆固定镀锌三维网时，锚杆应沿网孔最上缘垂直钉入边坡，弯头向上钉入边坡。
（3）使用“∩”型锚杆固定镀锌三维网时，锚杆开口向下沿网孔最上缘垂直钉入边坡。
（4）当同时固定两块镀锌三维网时，应将两镀锌三维网的金属丝同时固定在锚杆的弯头内。在两镀锌三维网搭接处，锚网须将两幅网的铁丝同时压住。
（5）在坡头包裹处固定镀锌三维网，锚杆应以70°-80°角斜向钉入地面，倾角背向边坡。
（6）边坡锚固后的镀锌三维网须满足：在锚杆固定的中间拉起时，镀锌三维网可拉起5cm-20cm距离。
5.3喷附基材
（1）严格执行工程设计与施工方案的各项技术指标。
（2）喷附前，进行喷附设备和附属设备的例行安全运行检查。
（3）喷附基质层、种子层、微生物层质量和数量复查。
（4）确定坡顶安全固定杆和固定钎移动方式。
（5）根据边坡起伏特征确定均匀喷附技术方法。
（6）空压机带负荷作业压力应保持在6.5Pa -7.3Pa。
（7）喷附管口喷附压力的测试和管口出料量测试。
（8）喷附管喷附作业角度为：75°-90°。
（9）单管喷附时，最大喷附距离不得超过250m；双管喷附时，其中1支喷附管的最大喷附距离不得超过140m。
5.4养护
5.4.1防水处理
（1）坡头简易防水处理在边坡验收后立即进行。
（2）挡水处理（适用于坡头后面山体较平整，无明显汇水形成处），以土沿喷附边缘叠挡水墙，墙高10cm。
（3）引水处理（适用于山体下坡处，喷附面略高于坡头背面处），以土背向喷附面叠引水墙10cm，其间隔为10m。
（4）挖排水渠（适用于山体下坡处，喷附面略低于坡头背面处），渠离喷附边缘1m为宜。
（5）隔水处理（适用于坡头后面山体高于喷附面，并设有截水沟），除坡头做挡水墙外，在截水沟与喷附面之间相隔1m处以土做隔水墙，墙高10cm。
（6）在挡水墙、引水墙、隔水墙上应撒播草籽，并在其上覆土1cm。
5.4. 2 挂遮阳网和无纺布
（1）喷附后挂防晒网及无纺布须在每次喷附后立即进行。
（2）阴坡可只挂单层遮阳网，阳坡为防止遮阳网灼伤幼苗现象，遮阳网可悬于边坡之上。
（3）铺设时应顺着施工地常刮风向，以上风向边幅压下风向边幅，相搭接处以金属丝相连接，相搭接幅宽5cm-10cm为宜。
（4）遮阳网不宜横向铺设。
（5）重复利用的遮阳网短于边坡时，连接过程必须在边坡以外完成。
（6）遮阳网应完全覆盖边坡，喷附面不得裸露。
5.4.3 初期浇水养护
（1）喷附后第一次浇水宜在12小时内完成。最长不宜超过24小时。
（2）初次浇水须浇足，但不得在边坡上形成冲蚀。
（3）浇水时，以浇水人员为中心，在水柱所及的范围内左右轮换浇灌，浇足后浇水人员再移动位置进行浇灌，确保每处均浇灌两次。
（4）以每幅遮阳网为单元进行浇灌，逐渐推进。
（5）浇水时水管喷头不得离坡面过近。
（6）如边坡较长，养护队长应及时检查水柱远端，是否有漏浇或浇水不足情况，及时提醒浇水人员进行补浇，要求边坡受水均匀，利于边坡发芽整齐。
（7）浇水原则：边坡上部浇水量宜大于边坡下部，上部浇水时间应适当加长。在无自然降水补给时，在喷附后至植物发全苗前必须确保边坡水分供给。
（8）浇水时间，宜控制在上午10:00点前，下午03:00以后。。
5.4..4 摘网
（1）摘网时间应符合下列规定：
①禾草3cm-5cm，豆科2cm-4cm。
②阳坡如挂无纺布加遮阳网，去除时间宜适当加长（时间以20天为宜）。
（2）收网方式应按以下规程：
第一步：取幅中相连铁丝-取上下固定物；
第二步：上下各一人将网逐渐卷起（方向建议从无网到有网方向）；
第三步：将网移到有网边坡再拉到坡头上；
第四步：两人各执一头向相反方向旋拧；
第五步：两头对接；
第六步：使网缠绕，如此重复直到长度适合存放为止。
（3）铺设无纺布如有与边坡相粘接现象须及时处理。
5.4.5 补救
如施工坡面出苗率偏低，应及时分析原因，尽早补救。
5.4.6 中期浇水养护
（1）在摘网后3天内，苗尚幼小，浇水量应保持不变，待苗适应无防护后再酌情减少用水量。
（2）阴坡用水可改为3天一次，但这一时期要求技术员和养护队长对苗进行观察。如有豆科出现叶片卷蔫，叶背翻转时，应及时对其进行补水。补水时，每次浇水量须充足。在边坡无水汇流条件下尽量多浇。
（3）阳坡用水量可改为2天一次，宜在上午10点前洒水降温。
（4）豆科3-4真叶，禾草7cm-10cm时可作停水处理，合理断水利于苗的生根，起到蹲苗作用，控制草丛高度，加强其抗逆性。
（5）当边坡出苗完全后（20天左右），会出现一定死苗，视为正常（浅层0.5cm以上种子发芽后生根不好，表层干旱剥落导致植被失水枯死），一般不会影响覆盖度。
5.4.7 病虫害
须定期监测苗期病虫害，危害严重时可施用农药。
6 基材配比
6.1土质边坡
根据植物生长最低要求，采用4cm厚基质层+3cm厚微生物层+3cm厚种子层的方案对坡面进行防护。
6.2 岩质边坡
综合考虑坡面质地以及植物根系生长最适条件，建议采用9cm厚基质层+3cm厚微生物层+3cm厚种子层的方案对坡面进行防护。
7 物种配比
7.1混合喷附植物物种
所有坡面的基础部分均采用3S-OER技术方式施工，其施工的植物设计充分考虑施工气候及坡面条件，均采用适合种子繁殖的植物，预期发芽为：阳坡800株/ m2，其混合配比如表3：
7.2种群演替预期
喷附后在30天内坡面植被以草本为主覆盖度达到70%以上，第二年后灌木逐渐生长，灌木草本共生，施工三年后坡面建植的植物群落是以“豆科+禾本科+菊科”植物为主，基本实现免养护。修复后的坡面即可以防止水土流失，又可以形成融入自然的坡面景观。
7 应用效果
K185+140～K185+280 段边坡植被形成前，喷播基质含有粘结剂和渗透剂，经高压喷附后的浆状基质与保护网浇筑在一起，在坡面形成具有一定厚度和强度的网材基质保护层，可以抵御一般降雨的侵蚀。植被形成后，发达的根系与镶嵌在坡面的网材基质保护层结合，形成有机的立体防护结构，同时，茂密的植物茎叶遮盖在网材基质保护层上，形成了对坡面的第二重防护；可以抵御大雨乃至暴雨的冲刷，防止边坡水土流失。
成熟坡面上的植物群落基本稳定，坡面植物以灌木为主，深、浅根系结合土体形成“根土复合体”， 形成对坡面立体防护。
图4 防护后边坡
论文作者:杨依平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/23
标签：镀锌论文; 基质论文; 防护论文; 植被论文; 根系论文; 生态论文; 植物论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;