高速公路挖方边坡框格梁护坡码砌植生袋绿化施工工法.pdf

1、1 高速公路挖方边坡框格梁护坡码砌植生袋绿化施工工法 高速公路挖方边坡框格梁护坡码砌植生袋绿化施工工法 1.前言1.前言随着我国经济可持续发展战略的实施，高速公路等基础建设的大量投入及实施，在建设过程中不可避免的对原有生态环境造成了破坏，尤其挖方路段土质情况差的和岩石边坡，由于缺乏植物生长的基础，则往往采用浆砌片石护坡或挂网锚喷等工程防护措施，不仅被破坏的植被得不到恢复，而且也影响了公路的生态环境及景观效果。因此，如何保证挖方边坡土质贫瘠路段、土夹石或风化石质路段边坡的稳定及实现长久绿化，成为公路环境保护及公路建设的新焦点。甘肃圆陇路桥机械化公路工程有限责任公司中标承建的成县-武都高速公路绿化

2、第二合同段，全合同段挖方边坡坡高最高 32m,边坡土质以硬质黄土及风化石为主。根据成武高速公路项目“安全、环保、经济”的原则，成武绿化二标通过采用在挖方边坡框格梁内码砌植生袋绿化这一施工方法进行绿化固坡试验研究，将工程护坡和植物生态护坡结合起来，探索出一条适合高速公路挖方边坡绿化防护的方法。有效增强了挖方边坡的稳定性和绿化美化效果，成功实现了挖方边坡土质贫瘠路段、土夹石或风化石质路段边坡的稳定及长久绿化。经提炼总结形成本工法。2.工法特点2.工法特点2 2.1“工程护坡”与“植物生态护坡”有机结合，突破了传统的单一工程护坡模式,施工成本低，简单方便灵活，施工速度快，效率高。2.2 改良后的土壤

3、理化性质疏松，植物出苗率高，吸水固土性能好，植物及其根系如锚杆穿过植生袋深入边坡内，稳固边坡，能有效防止水土流失。2.3 植生袋多年后可降解，无污染。3.适用范围3.适用范围本工法适用于路基工程挖方路段土质、土夹石、风化石边坡的框格梁护坡，坡率不陡于 1:0.75。4.工艺原理4.工艺原理植生袋绿化是一种以生态修复为前提的科学防护方法。采用专用设备，依据特定的生产工艺，按设计要求把草种、化肥、保水剂等按照一定的密度定植在可降解的无纺布上，经过机器滚压和针刺的复合定位工序，形成的一定规格的口袋形产品。植生袋坡面绿化即能保证坡面水土不易流失，又能为边坡植物生长提供生长介质。图1 植生袋成品 图2

4、框格梁护坡码砌植生袋绿化效果 框格梁护坡码砌植生袋绿化施工工法是在植生袋内装入按比例配制的植物基材后顺坡面水平分层、错位码砌构筑成一道以水土保持和地表绿化为目的抗冲击性能优越的立体绿化系统,在坡面静水压力3 下植生袋绿化系统中固定角钢承受了水平方向的剪切力；后期植物及其根系穿过植生袋如锚杆深入边坡内产生强大的牵引力，使整个植生袋覆盖层与坡面结合在一起，形成一个整体的坡面保护系统，从而达到稳固边坡和美化环境的效果。5.施工工艺流程及操作要点5.施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程框格梁弹线分层 土壤准备 基材的配制 植生袋装填基材 植生袋码砌 安装角钢固定 铺设无纺布 喷水养护 送样检测

5、农田灌溉用水 安装泄水管 检测报告 土改良 改良检测报告 清理平整坡面 角钢喷漆防锈 施工准备 4 5.2 施工操作要点 5.2.1 施工准备 在施工准备阶段，应先完成水、土试验的外委检测和植生袋的订购，同时应完成植物基材泥炭土与锯末的筛分，以备后期土壤改良。图 3 泥炭土过筛 图 4 锯末过筛 5.2.2 清理平整坡面 清除坡面松动的石块及其他一切杂物，使坡面达到路基设计坡比。坑洼处用土填平踩实，坡面清理后形成一个平整的基面，距离框格梁外表面 55cm。5.2.3 框格梁弹线分层 从框格梁表面向基面整体平移 5cm，用墨斗弹线，形成一个与框格梁口径大小一样的矩形，然后将矩形的“高”按每 20

6、cm 等分。这样做的目的其一是在植生袋后期码砌时有一定的基准面，便于水平挂线施工，分层码砌。其二是保持立面平整，不易坍塌，后期安装角钢时便于就位固定。图 5 人工清理坡面 图 6 框格梁弹线 5 5.2.4 土壤准备 在满足检测指标的取土场内进行取土，取土优先选用腐殖土、地面 50cm 以内自然表土或适合植物生长、肥力较高的熟土。为保证土壤的细度在植物生长的最佳范围内，须采用筛孔小于 5mm 筛子将土过筛。5.2.5 植生袋装填基材的配制 为保证植物正常的生长发育，提高草籽发芽率，灌木成活率，应按照检测机构出具的相关报告进行土壤改良。将过筛的细粒土中按比列掺入泥炭土、锯末、缓释复合肥、土壤稳定

7、剂等有机基质形成营养结构良好的基材。同时将基材含水量控制在 7-9%之间，最佳含水量通常现场用经验判断，以手纂成团落地散开为限。与自然土壤不同的是，掺配改良后的基材比自然土壤具有更高的稳定性。每平方植生袋绿化基材配合比见下表：表 5-1 每平方植生袋（厚 50cm）绿化基材配比用量 种植土 泥炭土 锯末 缓释复合肥 土壤稳定剂 根瘤菌剂 0.35m3 0.10m3 50kg 0.75kg 0.5L 25g 图 7 基材掺配改良 5.2.6 植生袋装填基材 将掺配的基材填装植生袋，饱满度达 85%时扎紧袋口，且每个植生袋必须装填均匀，装填后大小饱满程度一致，为保证码砌咬合密实，6 还须装填部分饱

8、满度 50%的植生袋作为“倒茬袋”。5.2.7 码砌植生袋 植生袋码砌前应将基面适量洒水润湿，防止植生袋码砌过程中袋体里面的水分流失。码砌时应严格按照框格梁弹线，作为码砌平面参考线，从下至上每 20cm 一层。为保证层与层之间错缝咬合密实，须在每层放置一个“倒茬袋”。每一层码砌完成后应将植生袋与坡面、植生袋与植生袋之间的缝隙用土填严实，起到避免土壤风干，保墒的作用。每层植生袋码砌完成之后须踩踏密实，保证每一层都在一个水平面上。每个框格码砌完成后，植生袋整体应在一个立面，不得凹凸不平。在植生袋码砌过程中如遇到坡面渗水时，需将中粗砂与土对半掺配装填在植生袋与坡面之间，形成良好的透水反滤层，并在植生

9、袋码砌过程中设置泄水孔，按“里高外低”布设。泄水孔采用直径5cm 的硬质 PVC 管，PVC 管端头用透水土工布包裹，这样做的目的可以把坡面里表层水排出来，以免长时间浸泡植生袋而造成塌方。图 8 框格梁护坡码砌植生袋绿化法向投影示意图 7 图 9 框格梁护坡码砌植生袋绿化剖面示意图 图 10 缓坡植生袋码砌图 图 11 陡坡植生袋码砌 5.2.8 安装角钢固定 按照起初在框格梁内 5cm 处所弹得线为打孔线，按图纸设计要求在框格梁底部和顶部打眼，然后安装膨胀螺栓，再将角钢焊接到膨胀螺栓上，抵消因植生袋自然沉降和坡面静水压力产生的水平剪力。角钢安装之前在正反面喷涂苹果绿油漆，抑制自然氧化，做到防

10、锈环保。角钢安装作为永久固定措施，施工时应确保上下一条线，做到整齐协调。5.2.9 铺设无纺布 在角钢安装完成后，覆盖无纺布，营造种苗快速发芽环境，进行养护管理。8 图 12 角钢安装 图 13 覆盖无纺布保墒 5.2.10 喷水养护 1 根据施工区域的气候特点制定养护方案，在植物种子处于萌发与植物幼苗阶段，应特别注重保持湿度和平衡养分。在植被成坪后加强对植物抗逆性的锻炼，逐渐减少浇水、施肥次数，促进深根性的灌木乔木生长。2 植生袋采用农田灌溉用水养护 30 天后能基本形成稳定的根系网，形成立体草坪，此时根据气候环境，进行不定期喷水。3 养护过程中如发现植生袋局部沉降，应及时补砌。防止草坪参差

11、不齐；如有边角草坪出草不均匀现象时，应及时在植生袋上点播草籽。图 14 喷水养护 5.2.11 成活率及检测结果 经过一个生长期后，对框格梁护坡植生袋绿化植被的覆盖率、病虫害的发病率进行检测，经目测，草坪生长密集、无枯黄，无病 9 虫草害，无连续空白现象。草坪覆盖率达到 95%以上，生态防护效果明显。图 15 15 天后草坪初成 图 16 45 天后景观效果 图 17 65 天后灌木长势良好 图 18 90 天后生态效果显著 6.6.材料、设备及劳动力材料、设备及劳动力 表表 6 6-1 1 植生袋码砌每植生袋码砌每 m2材料用量材料用量 材料名称 每平方 m 基材材料用量 备注 植生袋 12

12、-14 个 三证齐全 膨胀螺栓 6 个/9 m2 国标 角 钢 3.44kg 国标 无纺布 28g/m2 表表 6 6-2 2 机具设备一览表机具设备一览表 10 序号 名称 型号 数量 性 能 备注 1 洒水车 15T 1 良好 2 切割机 SQ-500 2 良好 3 电焊机 2 良好 4 手提式电钻 BJ-6800E 2 良好 表表 6 6-3 3 施工劳动力资源配置一览表施工劳动力资源配置一览表 序号 职务或工种 工作任务 人数 1 技术主管 负责现场技术管理、质量管理等 1 2 专职安全员 负责安全管理、组织安全培训等 1 3 设材负责人 负责物资调配 1 4 技工 负责植生袋的码砌

13、8 5 普工 负责植生袋的码砌的辅助工作 12 7.7.质量控制质量控制 7.1 质量控制标准 表表 7 7-1 1 质量控制标准规范质量控制标准规范 序号 名称 版本号 1 公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1-2004 2 公路工程施工安全技术规范 JTGF9-2015 3 园林绿化工程及验收规范 天 B11/T2122009 4 道路边坡生态防护工程施工及验收技术规范 天 B44/T 499-2008 5 农田灌溉水质标准 GB 5084-2005 11 表表 7 7-2 2 土壤理化特性一览表土壤理化特性一览表 指标 数 值 检测方法 备注 PH 值 5.5-8.5 电极法 外

14、委农科院检测 土壤含水量 7%-9%烘干法 外委农科院检测 有机质含量 20g/kg 外加热法 外委农科院检测 表表 7 7-3 3 植生袋种子配置及质植生袋种子配置及质量要求量要求 序号 植物类别 植物名称 数量（g/袋）质量要求 1 草 多年生黑麦草 4 种子颗粒饱满、纯净度、发芽率达 90%以上。2 草 高羊茅 4 3 花 波斯菊 4 种子发芽率高，花期长、景观效果明显。4 花 荆 条 4 5 灌木 紫穗槐 4 满足设计要求、根系发达外观生长符合品种特性 6 乔木 刺 槐 5 表表 7 7-4 4 坡面植被的检测项目及检验标准坡面植被的检测项目及检验标准 检验指标 工程质量 评定方法 不

15、合格 合格 优良 植 被 覆盖率 80 80-90 90 每1000m2边坡随机取 10 个 1m1m 的面积测试，取其均值 病虫害 发病率 30 20-30 20 颜色（绿）70 70-85 85 水分要求 降雨无法满足植被成活需求 降雨基本能够满足植被生长 仅靠降雨，且旱季生长良好 现场观测 根系状况 根系不发育 根系发育，互相缠绕，少量根系扎入岩层裂缝 根系纵横交错，大量根系扎入岩层裂缝 12 7.2 质量控制 为保证框格梁护坡码砌植生袋绿化施工的质量，须对施工过程进行有效的质量管理。质量管理包括原材料质量管理、码砌过程质量管理、养护质量管理三个方面。7.2.1 原材料质量管理 1 由于

16、生产植生袋的厂家众多，加之植生袋是将草籽定植在无纺布上，因此要选择合格厂家保证草籽的发芽率，确保质量。2 植生袋在运输过程中须保证通风干燥，运送至工地时应放置在干燥阴凉处，整齐堆放并覆盖。3 施工所使用的复合肥、保水剂、生根粉等绿化辅材应有产品合格证明。7.2.2 植生袋码砌质量管理 1 植生袋码砌应符合图纸要求，与坡面紧密贴实，固定牢靠。2 植生袋码砌施工时要将带种子面朝外。7.2.3 养护质量管理 1 植生袋前期 30 天养护应确保种子发芽生长的水分。2 15 天后揭开无纺布，保证苗木正常生长。3 45 天后首次施肥，保证植物生长养分充足；还可依据实际情况进行叶面追肥。定时、有针对性的喷洒

17、农药，保证植物健康生长。8.8.安全及文明施工措施安全及文明施工措施 8.1 施工前应结合施工具体情况，编制专项工程安全技术措施，制定实施细则，并向施工人员进行技术交底，做定期、不定期的安全检查。8.2 高空作业人员作业时必须系安全带，安全带“高挂低用”，13 系于牢固处，严禁双层作业。8.3 机械设备必须性能良好，操作人员证件齐全，现场施工时机械须有专人指挥。9.9.环保措施环保措施 9.1 应该贯彻落实国家关于环境保护的专项法律法规，有针对性的制定专项环保方案，加强宣传教育，切实执行。9.2 执行公司的职业健康安全和环保体系，建立健全针对性的环保工作体系，落实责任制，配备专人管理。9.3

18、对于施工影响区域内的饮用水源，河流、沟渠等水源点，应设置保护措施，防止施工时造成污染。9.4 废弃的无纺布等应集中处理，不得随意丢弃。9.5 工程完工后，及时清理现场垃圾，做到文明退场。10.10.资源节约资源节约 框格梁码砌植生袋将土工技术、客土技术、生物技术有机组合为公路边坡防护技术，通过在框格梁内码砌植生袋形成立体绿化坡面，植生袋内植物根系穿透袋孔扎入坡面，犹如无数根锚杆植入坡体，稳固牢靠，作为环保型新工艺，取代了传统的结构形式单一生硬的圬工护坡、砼护坡，与同类厚层基材喷播护坡相比节约资源、设备投入少，造价低，生态防护效果好，推广应用前景广泛。11.11.效益分析效益分析 11.1 经济

19、效益 14 高速公路挖方路段土质、土加石、风化石边坡的框格梁护坡生态防护一般采用类型有：厚层基材喷播、三维网喷播、植生袋等，从工程成本方面，经对比，厚层基材喷播施工单价是码砌植生袋绿化施工的 1.6 倍，三维网喷播施工单价是码砌植生袋绿化施工的 1.07倍。从施工难易程度方面，厚层基材喷播及三维网喷播对设备投入的要求高、施工工序多，施工工艺较复杂，且厚层基材喷播管护费用高，成型见效慢。挖方边坡框格梁码砌植生袋绿化施工设备投入少，施工简便，成本低，植物出苗率高，坡面绿化效果持续稳定。并且最显著的特点是，植生袋施工不仅能绿化美化路域环境，还能有效的防治水土流失，值得推广。表表 1111-1 1 挖

20、方路段框格梁护坡生态防护形式比较挖方路段框格梁护坡生态防护形式比较 护坡 类型 施工难易 程度 表现效果 管理养护 造价（元/m2）厚层基材喷播 施工工序多，工艺复杂，设备投入要求高 植物草籽单一，以草本为主，雨水充沛条件下、作业面会形成覆盖度较高的植被层 喷播后初期缓苗阶段，养护费用较高，施工第一年须长期养护 150 植生袋 施工简单、操作方便灵活，省时省工 植生袋内种子配比灵活多样，种子出苗率高 养护一月后，基本处于自生自养状态，后期根据气候状况酌情洒水 93.5 三维网 喷播 施工工艺复杂、设备投入要求高 植物草籽单一，以草本为主，雨水充沛条件下、作业面会形成覆盖度较高的植被层 喷播后初

21、期缓苗阶段，养护费用较高，施工第一年须经常管护 100 15 表表 1111-3 3 码砌植生袋每平方米成本单价分解表码砌植生袋每平方米成本单价分解表 表表 1111-2 2 厚基质喷播每平方米成本单价分解表厚基质喷播每平方米成本单价分解表 材料 名称 单位 数量 单价 合价（元）作业内容 种植土 m3 0.06 40 元/m3 2.4 包含喷播所需要锚杆、镀锌铁丝网、土壤改良的等相关材料 泥炭土 m3 0.03 160 元/m3 4.8 水 m3 0.6 15 元/m3 9 木纤维 Kg 10 0.7 元/kg 7 复合肥 Kg 0.25 2.00 元/Kg 0.5 保水剂 kg 0.15

22、20 元/kg 3 土壤稳定剂 L 0.1 10 元/L 1 根瘤菌剂 g 5 0.3 元/g 1.5 无纺布 1 0.8 元/0.8 草籽 g 30 40 元/kg 1.2 镀锌铁丝网 1 38 元/38 锚杆等材料 kg 4.6 3.0 元/Kg 13.8 人工 普工 工日 0.35 100 元/工日 35 包含清理垃圾及人工钻孔、填料、等 机械 机械 台班 0.04 800 元/台班 32 包含养护费用 合计 150 材料 名称 单位 数量 单价 合价（元）作业内容 植生袋 个 12 1 元/个 12 包含成品植生袋，角钢、土壤改良的等相关材料 种植土 m3 0.35 40 元/m3 1

23、4 泥炭土 m3 0.1 160 元 m3 16 锯末 Kg 50 0.1 元/kg 5 复合肥 Kg 0.75 2.00 元/kg 1.5 土壤稳定剂 L 0.5 10 元/L 5 根瘤菌剂 g 25 0.3 元/g 7.5 无纺布 1 0.8 元/0.8 角钢 kg 3 2.9 元/Kg 8.7 人工 普工 工日 0.15 100 元/工日 15 包含人工清理坡面、角钢安装等 机械 机械 台班 0.01 800 元/台班 8 包含养护费用 合计 93.5 16 表表 1111-4 4 三维网喷播每平方米成本单价分解表三维网喷播每平方米成本单价分解表 材料 名称 单位 数量 单价 合价（元）

24、作业内容 种植土 m3 0.06 40 元/m3 2.4 包含喷播所需要 U 型钉、三维网等相关材料 水 m3 0.6 15 元/m3 9 木纤维 Kg 5 0.7 元/kg 3.5 复合肥 Kg 0.25 2.00 元/Kg 0.5 保水剂 kg 0.15 20 元/kg 3 土壤稳定剂 L 0.1 10 元/L 1 根瘤菌剂 g 5 0.3 元/g 1.5 无纺布 1 0.8 元/0.8 草籽 g 30 40 元/kg 1.2 三维网 1 6 元/6 U 型钉 kg 1 4.1 元/Kg 4.1 人工 普工 工日 0.35 100 元/工日 35 包含人工清理坡面、开挖沟槽等 机械 机械

25、台班 0.04 800 元/台班 32 包含养护费用 合计 100 11.2 环境效益 由于植生袋可以有效地改善土壤的湿度和温度，积聚腐殖质，对土壤的改良效果十分明显；植物成活率高、病虫害少、开花结果率高、生命周期延长，后期建植草坪快，绿色环保、净化空气、吸尘防噪。12.12.应用实例应用实例 12.1 武都至罐子沟高速公路绿化二标 1.工程地点：陇南市武都区 2.施工工期：35 天。2013 年 3 月 6 日开工，2013 年 4 月 11 日完工 3.工程造价：56.13 万元 4.工程概况：武都至罐子沟高速公路绿化工程第二合同段 K50+170K50+446 17 左侧施工区段，施工区

26、域最大边坡开挖高 18m，砼框格梁边坡坡比为1:0.75，边坡土质以硬质黄土为主.该项于 2013 年 3 月 6 日开工，2013 年 4 月 11 日完成码砌施工，完成坡面绿化 4158。通过工程实践，框格梁护坡码砌植生袋绿化施工工法保证施工安全和质量，提高施工速度，降低工程造价，经济效益明显。12.2 成县至武都高速公路绿化二标 1.工程地点：陇南市武都区 2.施工工期：40 天。2014 年 5 月 5 日开工，2014 年 6 月 15 日完工 3.工程造价：165.16 万元 4.工程概况：成县至武都高速公路绿化工程第二合同段 K60+875-K61+465 左侧施工区域最大边坡开挖高 32m，砼框格梁边坡坡比为 1:0.75，边坡土质以硬质黄土、强风化岩为主。该项工程原设计采用厚层基材喷播绿化，由于该段坡面坚硬，考虑到按照原设计施工，施工难度大，养护成本高，经过调查研究，业主变更同意采用框格梁内码砌植生袋绿化施工方案，该段落于 2014 年 5 月 5 日开工，2014 年 6 月15 日完成码砌施工，完成施工坡面共 12234.38。由于该施工工艺简单，具有护坡能力强、施工工艺简单、技术合理、经济实用等优点，是新一代生态护坡技术，具有很大的实用价值。