路基边坡喷播植草施工工法.pdf

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1、路基边坡喷播植草施工工法路基边坡喷播植草施工工法 1 前言 前言伴随高速公路事业快速发展，高速公路建设主体逐渐走向山区，山区高速公路的边坡防护尤为重要。边坡喷播植草防护在高速公路建设中极为普遍，同时因配比不当、气候等造成返工的现象也时常发生；岩土边坡工程改变自然边坡现状，对生态环境造成不利影响，喷播植草作为土质边坡生态环境保护的重要部分，既具有一定强度起到边坡防护作用，又能在边坡上营造适合植物生长的环境达到绿化边坡的目的，超越传统浆砌护坡或喷射混凝土护坡无法实现绿化边坡的功能，在国内外得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。但国内外对于喷播植草的研究较少，基本未形成系统性的施工方案及可广泛推广的

2、施工配合比，施工中可参照的技术资料难以获得，植草成活率难以得到保证。通过开展路基边坡喷播植草施工技术和配比优化研究，提高了喷播植草成活率，减少了复喷现象，形成了路基边坡喷播植草施工工法，取得了良好的社会效益和生态效益，值得借鉴。本工法的关键技术 2017 经中国公路建设行业协会鉴定，技术水平达到国内领先水平，获得中国公路建设行业协会科技创新成果二等奖。2 工法特点工法特点路基边坡喷播植草施工工法特点如下：2.1 植被生长速度快。针对不同地质边坡，通过对喷播植草配比进行优化，提高生长速度，缩短生长周期。2.2 植被成活率高。对草籽中各种植物配比进行优化，加强抗雨水冲刷能力、提高高温及低温适应能力

3、等，提高喷播后成活率，降低返工概率。2.3 经济效益明显。通过配比优化，在满足成功率的基础上，降低单位体积造价，提高经济效益。3 适用范围适用范围高速公路边坡喷播植草防护。4 工艺原理工艺原理喷播植草成活率受边坡类型、配合比、雨水、气温、采光等多因素影响，本工法依托重庆万利高速公路第五合同段，针对不同地质边坡，通过多次试配，根据喷播施工后的植草成活率，分析不同配合比受雨水、气温、采光等的影响程度，总结出适用于不同土质边坡的最佳种子配合比，并得出一套比较成熟的路基边坡喷播植草施工工法，以提高喷播植草成活率，降低补喷、复喷，降低单位体积造价，提高经济效益。5 施工工艺流程及操作要点 施工工艺流程及

4、操作要点5.1 施工工艺流程 测量放样 坡面清理 喷播植草原始配合比 钻 孔 不同地质条件边坡对比 安装锚杆 不同含水量边坡对比 挂铁丝网 不同采光边坡对比 安装垫板、螺母 不同温度边坡对比 喷射有机基材 优化后草籽配合比 喷播面层草籽 覆盖无纺布 养护 图5.1 施工工艺流程图5.2 施工操作要点 5.2.1 喷播植草影响因素分析 1、原始喷播植草配合比 原始喷播植草配合比见表 5.2.1.1，在表 5.2.1.1 基础上进行配比优化和施工控制技术研究。首先配比不变情况下，通过试验分析边坡地质条件、含水量、采光、温度对于喷播植草成活率的影响，之后选取同类型边坡进行配合优化试验，确定最佳配比，

5、并对喷播植草的施工控制技术进行总结。名称 狗牙根 黑麦草 黄花决明 金银木 数量g/m2 10 10 10 10 表 5.2.1.1 喷播植草原始配比 按照原配比进行专项试验，分析边坡地质条件、含水量、采光、温度对于喷播植草成活率的影响。通过分组对比试验的方式，利用 15 天时植株根系长度、植株发芽数量等作为定量数据，15 天时植株的总体长势情况进行定性描述，采取定量与定性想结合的方式对试验数据进行对比，分析各项因素对喷播植草成施工效果的影响。2、不同地质条件边坡的对比试验 图5.2.1.1 强风化与弱风化岩质边坡现场照片 15 天试验结果 序号 边坡类型 植株总长度（5 组实测数据平均值cm

6、）植株成活密度（选取有代表性区域 20cm20cm 面积内植株数量）植株长势（对植株的总体长势情况进行定性描述）备注 1 弱风化岩质边坡 6.1 173 较好 2 强风化岩质边坡 8.3 203 较好 3 土质边坡 8.4 208 较好 在同一时段、选取朝向相近、含水量接近的三段边坡进行试验，尽量使含水量、采光、温度条件一致 4 结论 边坡质地越软，植株初期成长越快；中后期可能差别不大 考虑到有机基材原因，成活密度基本无差别；微小差别可能为坡面平整度导致 在其他影响因素差别不大的情况下，长势区别不大 表5.2.1.2 不同地质条件边坡试验记录表 3、不同含水量边坡的对比试验 15 天试验结果

7、序号 含水量 植株总长度（5 组实测数据平均值cm）植株成活密度（选取有代表性区域 20cm20cm 面积内植株数量）植株长势（对植株的总体长势情况进行定性描述）备注 1 饱水边坡 9.1 244 较好 2 含水边坡 9.2 239 较好 3 无水边坡 7.2 199 一般 在同一时段、选取地质条件相近、朝向类似的三段边坡进行试验，尽量使边坡类似、采光、温度条件一致 4 结论 无水边坡植株成长情况不理想；在具有一定含水量的情况下，含水量的多少对植株成长情况影响不大 表5.2.1.3 不同含水量边坡试验记录表图5.2.1.2 强风化与弱风化岩质边坡现场照片 4、不同采光边坡的对比试验 15 天试

8、验结果 序号 边坡采光情况 植株总长度（5 组实测数据平均值cm）植株成活密度（选取有代表性区域 20cm20cm 面积内植株数量）植株长势（对植株的总体长势情况进行定性描述）备注 1 很好 9.1 244 较好 2 较好 9.2 239 较好 3 较差 8.2 216 较好 在同一时段、选取地质条件相近、含水量接近的三段边坡进行试验，尽量使边坡类似、含水量、温度条件一致 4 结论 背光状态下长势略有影响，测光、对光基本无差别 表5.2.1.4 不同采光边坡试验记录表 5、进行不同温度条件边坡的对比分析 温度影响不做专项试验，对已开展试验段落植株在不同月份的生长状态进行分析，得到相关结论：序号

9、 月份 温度区间 生长状态 结论 备注 1 3 718 生长速度略慢，长势良好 受低温影响，生长速度略慢 2 4 1523 生长速度正常，长势较好 该温度区间较利于草籽生长 3 5 1927 生长速度较好，长势较好 4 6 2233 生长速度较好，长势较好 生产速度较慢，长势情况一般 5 7 2939 生长速度较差，长势较差 6 8 3241 基本停止成长，出现大面积干枯现象 温度过高，对植株生长情况及整体长势有较大影响 边坡主要植株是黑麦草 表 5.2.1.5 不同采光边坡试验记录表图5.2.1.3 持续高温黑麦草大面积干枯 6、结论 通过以上 1、2、3 组试验结果结论，分析喷播植草的最不

10、利施工条件为：弱风化岩质、无水、背光边坡。1）针对弱风化岩质边坡，在喷播植草施工时，应尽量选择合适的季节进行施工，并做好施工后的养护工作，根据草籽生产情况延长养护期。2）针对无水边坡，喷播植草施工前应对边坡进行湿润，施工完成后，养护期间应按时对边坡进行洒水湿润。3）针对背光边坡，施工完成后应适当延长养护期。5.2.2 喷播植草配比优化试验 选取同类型边坡进行配合比优化试验，确定最佳配比。1、草籽试种 为初步掌握各种草籽性质，首先按照每种草籽单独、按比例混合（无薄膜覆盖）、按比例混合（薄膜覆盖）进行试种，并记录试种后各个样本的生长情况。图5.2.2.1 试种分组情况图5.2.2.2 试种后15天

11、长势情况 样本生长情况描述：（1）共对黑麦草、狗牙根、黄花决明（灌木）三种草籽进行单独试种，均未覆盖薄膜的情况下，其中黑麦草长势最好，在狗牙根较为一般，黄花决明完全没有发芽。（2）按照比例混合试种的两盆中，覆盖薄膜的一盆的生长状况远远强于未覆盖薄膜的一盆。（3）混合试种（无薄膜）与黑麦草单独试种相比，混合试种生长情况明显好于单独试种的生长情况。（4）灌木仅仅在混合试种的两组里面生长起来，覆盖薄膜的一组灌木发芽数量和长势均比较好。结论分析：（1）三种草籽适应性及生长速度：黑麦草狗牙根黄花决明。（2）每种草籽的密度太大时，对自身的发芽率和生长情况，均将产生不利影响，尤其是黄花决明受到影响最大，科学

12、的配比对草籽的成活率具有很大影响。（3）喷播植草后覆盖养生情况对草籽发芽率和生长情况有较大影响。2、影响因素分组试验数据分析 对 3 月、4 月、5 月共开展了 3 组试验，利用了四种草籽，分别为：黑麦草、狗牙根、黄花决明、金银木，按照建议配比开展试验，并对所开展的 3 组试验情况进行总结、分析。1）试验情况描述：（1）黑麦草在初期生长最快、发芽率也最高。（2）黄花决明发芽时间与黑麦草比较接近，但成长速度慢，发芽率低。（3）狗牙根和金银木发芽时间较晚，15 天时发芽数量很少，中后期逐渐开始发芽。（4）在拔出植株测量根系长度时发现，黑麦草根系较为纤细、柔软，黄花决明根系较为粗壮，较为结实。（5）

13、边坡发芽后进行查看时，发现黄花决明存在扎堆现象。2）结论分析：（1）初期生长速度：黑麦草黄花决明狗牙根金银木。（2）黑麦草在 1525生长状况良好，伴随温度升高，当气温超过 35后，开始出现大面积干枯，持续高温下，全部干枯。（3）高温季节后，狗牙根成长状态较好，黄花决明和金银木也稳步生长，保证在黑麦草干枯状态下边坡的绿化效果。（4）黄花决明和金银木等灌木类植株存活率较低。3、配比优化计划 黑麦草是在边坡绿化初期实现绿化效果的主要植株，把黑麦草作为参照标准，单位面积内假定黑麦草为 1，调整其他植物配比情况。根据实际情况，主要从以下三个方面对喷播植草配比进行优化。1）根据试种结论和分组试验结论，灌

14、木类植株生长较慢，在密度过大时存活率受影响最大，首先考虑减少单位面积上灌木类草籽的数量。2）根据分组试验结论，黑麦草干枯后，主要依靠狗牙根实现边坡的绿化效果，根据分组试验情况，狗牙根生长情况不如黑麦草，因此考虑适当增加单位面积上狗牙根的数量。3）在完成各类草籽比例优化后，在满足边坡绿化效果的基础上，对单位面积草籽总数量进行优化。4、试验阶段 试验阶段采用单位面积植株发芽数量作为试验结果进行对比分析。1）黄花决明与金银木配比优化：以 15 天单位面积植株数量作为衡量配比优化效果的定量指标。原配合比中黄花决明与金银木的含量均为 10g/m2，每次减少 1g/m2 进行试验，根据实测数据绘制了数据折

15、线图。图5.2.2.3 黄花决明配比优化过程折线图 图5.2.2.4 金银木配比优化过程折线图 根据折线图，黄花决明配比可调整为 6g/m2，金银木配比可调整为 5g/m2。2）狗牙根配比优化：以 15 天单位面积植株数量作为衡量配比优化效果的定量指标。原配合比中狗牙根的含量为 10g/m2，每次减少 1g/m2 进行试验，根据实测数据绘制了数据表。图5.2.2.5 狗牙根配比优化过程折线图 根据折线图，狗牙根含量在超过 13g/m2 以后，单位面积上植株数量变化很小，配比调整为 13g/m2 时有利于提高狗牙根边坡覆盖率。3）配比总量优化 对黄花决明、金银木、狗牙根单项进行优化后，拟采用的配

16、比为：名称 狗牙根 黑麦草 黄花决明 金银木 数量g/m2 13 10 6 5 表5.2.2.1 计划配比 根据试验情况，植株发芽后，黑麦草较稠密，黄花决明和金银木局部存在扎堆现象，根据试种情况，草籽密度过大也会影响草籽生长，故在保持各种草籽比例不变情况下，对总量进行优化试验，同样以 15 天单位面积植株数量作为衡量配比优化效果的定量指标，并根据实测数据绘制折线图。图5.2.2.6 草籽总量优化过程折线图 根据折线图，每种草籽减少 1g 时，植株数量逐渐减少；结合现场覆盖率情况，草籽总量为 26g/m2 时，基本能够满足边坡绿化效果要求，不能继续减少。因此优化后配比见表5.2.2.2。同时，在

17、施工中不断对优化后配比的实施情况进行监督，确保满足施工质量和成本要求。名称 狗牙根 黑麦草 黄花决明 金银木 数量g/m2 11 8 4 3 表5.2.2.2 优化后配比 5.2.3 优化后配比在施工中的应用（以挂铁丝网喷播植草防护施工为例）1、基本要求 挂铁丝网喷播植草防护适用于坡率不陡于 1:0.5，高度小于 20m,，坡面为微风化强风化的岩质挖方边坡。平整坡面后，依次进行规划放样、锚杆钻孔、锚杆安装、挂网、喷射基材混合物（由水泥、土壤稳定剂、植生土、草种、水配合而成，喷射厚度 10cm）、养护。铁丝网利用锚杆固定，挂网后锚杆端部用垫板及螺母固定。铁丝网采用六边形锌镀铁丝网，网目尺寸 81

18、0cm，铁丝直径 2.4mm。图5.2.3.1 挂铁丝网喷播植草标准断面图 图5.2.3.2 边坡锚杆施工照片 2、施工要点（1）清理整平坡面 一般用人工方法进行处理，清理坡面浮石、浮土等，并且作到处理后的坡面倾斜一致、平整、无大的石头突出与其它杂物存在，使其有利于基材和岩石表面的自然结合。（2）安装锚杆 锚杆可分为长锚杆和短锚杆，长锚杆长度为 1m，短锚杆长度为 0.5m，直径均为 16mm。安装锚杆时，先放样，长锚杆与短锚杆交错并列，横向间距 1m，纵向间距 2m，然后采用风转或电钻进行钻孔，钻头的直径大小一般为38mm，钻孔深度与锚杆长度相同。孔钻好后，便可进行锚杆的固定工作，锚杆事先要

19、进行防锈处理，用水泥砂浆灌注，往锚孔灌注水泥砂浆时，一定要灌满、灌实，锚杆伸出坡面长度为 100mm。（3）固定铁丝网将铁丝网从坡顶沿坡面顺势铺下，铁丝网应伸出坡顶 500mm，若坡顶截水沟未修筑，最好置于坡顶浆砌石底下，在坡底也应有 200mm 的铁丝网埋置于平台填土中。铺设时拉紧网，铺平顺后，将挂网在锚杆上，用连接件或铁丝锁紧，并根据需要在锚杆中采用不同厚度的混凝土垫块，以使铁丝网与坡面的距离保持 60mm，网与网之间搭接宽度为150mm。完成网与锚杆的连接工作后，要严格检查铁丝网与锚杆连接的牢固性，确保网与坡面形成稳固的整体。（4）喷射有机基材 利用喷射机将混合均匀的有机基材喷于坡面，喷

20、射应尽可能从正面进行，凹凸部分及死角部位要喷射充分，喷射厚度为 100mm，其中钢丝网之上要保证有 3050mm 的基材。根据边坡的岩性可调整喷射厚度，以保证有机基材能提供草坪生长所需足够的养分及水分。（5）喷播草籽 基材喷射完成后，待其自然风干 412 小时，才可进行面层的喷播草籽工作。喷播草籽按优化后配合比施工，见表 5.2.2.2。（6）覆盖丙纶无纺布 在喷播表面层上盖无纺布，减少了因强降水量造成对种子的冲刷，同时也减少边坡表面水分的蒸发，从而进一步改善种子的发芽、生长环境。（7）养护管理 定期浇水养护，缩短成坪周期。6 材料与设备材料与设备 本工法中无需特别说明的材料，不再列出，采用的

21、机具设备见表 6.1。序号 设备名称 设备型号 单位 数量 用途 备注 1 喷播机 KA8 台 1 喷播 2 空压机 JKW-9/厦门 台 2 钻孔 3 装载机 50/厦门 台 1 运土 表6.1 机具设备表 7 质量控制措施质量控制措施 7.1 工程质量控制标准 喷播植草施工中施工质量执行公路路基施工技术规范 中关于坡面防护相关质量标准。7.2 植物防护 7.2.1 植被防护施工应符合下列规定：1、植被施工，铺、种植被后，应适时进行洒水、施肥等养护管理，直到植被成活。2）种草施工，草籽应撒布均匀，同时做好保护措施。3）灌木（树木）应在适宜季节栽植。4）养护用水应不含油、酸、碱、盐等有碍草木生

22、长的成分。7.2.2、三维植被网防护施工应符合下列规定：1、三维植被网中的回填土应符合设计要求，宜采用客土，或土、肥料及腐殖质土的混合物。2、三维植被网应符合设计及有关标准。3、三维植被网的搭接宽度不宜少于 100mm。7.2.3、湿法喷播施工，喷播后应及时养护，成活率应达到 90%以上。7.2.4、客土喷播施工应符合下列规定：1、喷播植草混合料的配合比应根据边坡坡度、地质情况和当地气候条件确定，混合草籽用量每 1000m不宜少于 25kg。2、气温低于 12不宜喷播作业。7.3 质量保证措施 7.3.1、建立有效质量保证体系，成立质量管理小组，项目负责人担任组长，切实发挥好质量小组作业，切实

23、保证质量保证体系正常运转。7.3.2、落实三级技术交底制度，每道工序施工前，开展对技术员及施工作业人员的技术交底工作。7.3.3、对每道工序提出质量标准及控制方法和检控验收的内容，使每个施工人员和质检人员都明确工序质量目标。施工中通过班组间工序质量自检、交检和交接检（下道工序验收前道工序）合格、自检合格及监理工程师检查签证合格后，方进行下道工序施工，使工序质量始终处于受控状态，用工作质量保证工序质量，从而保证工程质量。7.4、配备齐全的检测、试验设备，严格控制各种原材料的质量检测，对进场钢材等材料进行严格检测，不合格材料坚决不让进场。7.5、定期开展质量检查工作，关键工序质检人员旁站，确保质量

24、处于可控状态。7.6、喷播植草施工过程中按照防护工程要求，做好施工记录，留好影像资料。8 安全保证措施安全保证措施 8.1、认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，根据国家有关的规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2、施工现场按照符合防火、防风、防雷、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，完善各种安全标志和标识。8.3、施工现场临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范 的有关规定执行。8.4、施工现场孔内使用的照明灯要求使用 3

25、6V 的安全电压。8.5、随时观测山体危岩情况及稳定性情况，发现异常，立即停止作业，撤出工作区域，并向相关人员报告。8.6、与既有道路交叉时，道路两端设置专职交通引导员，确保道路通行安全。8.7、临近既有管线，施工前与管线所有部门取得联系，对管线采取保护措施，经相关部门同意后方可施工。8.8、建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业过程中的安全检查，确保施工作业标准化、规范化。8.9、对可能发生的对工程建设造成影响的各类自然灾害和突发事件建立预警机制并作出相应的预案。9 环保措施环保措施 9.1、成立对应的施工环保卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护法律、法规

26、和规章，加强施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，制定并落实废弃物处理的规章制度，做好交通疏导，认真接受地方交通管理，随时接受相关单位的监督检查。9.2、将施工场地和作业控制在工程建设允许范围内，合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标示醒目，施工现场整洁文明。9.3、对施工中可能影响到的公共设施制定可靠的保护措施，并及时与有关部门沟通。9.4、作业人员统一着装，佩戴统一、规范的安全防护用具，提升企业形象。10 资源节约资源节约 10.1、建立能源和资源管理体系，成立节能领导小组，根据国家及当地政府相关规定，管控施工全过程。10.2、开展节能教育，组织有关人员参

27、加节能培训，提高职工节约能源和资源的意识。10.3、在施工生产过程当中，尽量选用节能型的建筑材料、器具和产品，减少采暖、制冷、照明的能耗。10.4、尽量选用原材料利用效率高，污染物排放量少的清洁生产工艺，并加强管理，减少污染的发生。5、推广节能新技术、新工艺、新设备和新材料，限制或者淘汰能耗高的老技术、工艺、设备和材料。11 效益分析效益分析 重庆万利高速公路第五合同段位于重庆万州区长滩镇，路基全长约 4km，喷播植草坡面防护总面积约 15.3 万平方米。喷播植草配比优化主要针对边坡防护类型中的草籽配比进行优化，通过优化，提高喷播植草成活率，降低补喷、复喷等返工率，降低单位体积造价，提高经济效

28、益。11.1、通过对优化前后配比的成本进行对比，每平方米可降低成本 0.23 元，共计 15.2万平米，合计节约成本：1520000.23=65360 元；11.2、同时，通过配比优化及施工控制，降低了复喷率，之前平均超方率为 60%，优化后约为 20%，15.2 平米总施工成本为：15200038=57.8 万元 57.8（60%-20%）=23.1 万元 即节约成本 23.1 万元 11.3、通过配比优化及施工控制研究，共计降低施工成本为：6.5+23.1=29.6 万元。通过开展喷播植草施工技术和配比优化研究，提高了喷播植草成活率，减少了复喷现象，取得了良好的社会效益和生态效益;通过配比

29、优化及施工控制技术的运用，施工成本得到有效的控制，取得了明显的经济效益。12 应用实例应用实例 12.1 重庆万利高速公路第五合同段路基边坡喷播植草施工 12.1.1 工程概况 重庆万利高速公路第五合同段位于重庆万州区长滩镇，路基全长约 4km，喷播植草坡面防护总面积约 15.3 万平方米。根据重庆地区施工经验，喷播植草防护施作完成后，植草成活率受雨水、气温等影响特别大，防护效果不理想，经常发生复喷的返工现象。12.1.2 施工情况及使用情况 项目正式开工时间 2016 年 2 月，路基边坡喷播植草防护于 2016 年 8 月通过交工验收，有效工期 6 个月，通过该工法的应用，喷播植草植被成活率得到了显著提高，降低了补喷、复喷率，实现了较为理想的成本管控目标，取得了良好的经济效益和社会效益。12.2 重庆万利高速公路第七合同段路基边坡喷播植草施工 12.2.1 工程概况 重庆万利高速公路第七合同段位于重庆市万州区龙驹镇，喷播植草防护合计 13.8 万平方米。12.2.2 施工结果评价 项目正式开工时间 2015 年 11 月，路基边坡喷播植草防护于 2016 年 6 月通过交工验收，有效工期 7 个月，通过该工法的应用，喷播植草植被成活率得到了显著提高，降低了补喷、复喷率，实现了较为理想的成本管控目标。