工程概述
富金壩航電樞紐工程廠房引水渠及船閘上游引航道巖石邊坡大坡長282 m,坡高處達68.5 m,邊坡走向NW9°,邊坡傾角45°~63.4°,坡面約12 000 m2,邊坡每10 m設一個馬道平臺。巖石主要為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖,泥質粉砂巖中夾雜有少量砂巖。整個山體裂隙較為發(fā)育,巖石破碎、完整性差、強度低,巖面為開挖新鮮巖石。
要想在此類完整性差的高陡巖石邊坡上進行護坡綠化工程,關鍵問題是為邊坡提供支擋加固措施,使之做到深層和淺層穩(wěn)定,為植物的生長提供安定環(huán)境。本工程設計采用鋼筋混凝土框格噴射植被混凝土護坡綠化技術。
2 施工技術要求
(1)鋼筋混凝土框格。鋼筋混凝土框格梁是為了固定淺層巖體和植被混凝土,框格梁為一級配C20混凝土,主筋6φ14,箍筋φ8@20,混凝土保護層厚5 cm。梁的尺寸為25 cm(厚)×30 cm(寬),埋入巖體15 cm,框格尺寸為3 m×3 m,正方形布置。橫梁每隔15.3 m設一道伸縮縫,縫寬2 cm,用泡沫板填塞,豎梁延伸至坡頂及坡腳,在邊坡開口線處用框格梁進行封閉。
(2)錨桿。設置錨桿是為了加固深層巖體,錨桿長度根據(jù)所處的位置確定,在橫梁和豎梁交叉點采用5 m錨桿,在每條梁的中點和框格中心點采用3 m錨桿。3 m和5 m錨桿外露45 cm,25 cm長的直角彎鉤,φ25螺紋鋼,間距1.5 m×1.5 m。在框格內(nèi)采用0.5m的錨釘,錨釘外露5 mm,φ12螺紋鋼,間距0.9 m×0.9 m。所有錨桿、錨釘均采用M 20水泥砂漿灌制,注漿壓力0.1~0.2 MPa。
(3)掛網(wǎng)。掛網(wǎng)是為了固定植被混凝土,噴射植被混凝土用網(wǎng)為14號鍍鋅斜方鐵絲網(wǎng),絲線直徑2.6 mm,網(wǎng)目尺寸為5 cm×5 cm,幅寬2.8 m。
(4)植被混凝土厚度。植被混凝土的厚度應滿足邊坡防護強度、抗雨水沖刷能力和適應植物長期生長要求??紤]本工程邊坡屬于陡坡,坡面為新鮮開挖巖石,噴射植被混凝土厚度設計為10 cm。分基層和面層二次噴射,基層噴射厚度為8 cm,面層噴射厚度為2 cm?;旌现参锓N子只拌和在面層料中噴射。
(5)混合植物種子。一般來講,選用施工地的鄉(xiāng)土類植物群落更易于向穩(wěn)定的植物群落發(fā)展。但是,鄉(xiāng)土類植物的種子卻不易大量采集,不利于植被護坡技術的大量應用,基于此,可以采用與鄉(xiāng)土植物的生理、生態(tài)等特性相近的、且易于大量獲得的外來牧草類、草坪類及灌木植物種作為先鋒型植物種,先在坡面建造外來的先鋒植物群落,然后再演替為鄉(xiāng)土類植物群落。
本工程所在地屬西南亞熱帶季風氣候,主要氣候特點是冬暖夏熱,冬少霜雪,夏多伏旱,霧多日照少。多年平均降雨量1 026 mm,多年平均氣溫18.1℃,極端最高氣溫41.4℃,極端最低氣溫-3.7℃,多年平均相對濕度83%。土壤質地屬壤土類,通氣透水性良好,含水量適宜,土溫穩(wěn)定,pH值=6.5~8。研究選用暖季型的草種高羊茅、狗牙根、多年生黑麥草,這三種草均適應當?shù)貧夂蚣巴寥罈l件,組合選用可保證邊坡全年長綠。高羊茅、狗牙根、多年生黑麥草組合播種的重量比為40%:40%:20%。
高羊茅:屬多年生叢生型草本,質地粗糙,株高60~80 cm,呈疏叢狀,須根發(fā)達,入土很深。葉片線形扁平,堅硬,長15~30 cm,寬4~10 mm,背面光滑,上面及邊緣粗糙。喜溫耐熱,有強的抗熱性,在高溫炎熱的夏季不休眠。較抗寒,耐蔭耐濕又較抗旱,耐刈割、耐踐踏,被踐踏后再生力強。耐酸堿能力強,能良好的適應pH值4.7~8.5的酸堿土壤。適應性廣泛,抗病性強。
狗牙根:屬多年生草本植物,具根狀莖和匍匐枝,具細韌的須根和根莖,節(jié)間長短不一。葉扁平線條形,長3.8~8 cm,寬1~2 mm,先端漸尖,邊緣有細齒,葉色濃綠。喜溫暖,當氣溫降低至0℃時,生長受到嚴重影響。耐踐踏,草層厚密,彈性好,再生力強,刈割后其地上部殘茬能繼續(xù)生長,切斷的匍匐枝也能重新生根成活。喜排水良好的肥沃土壤。
多年生黑麥草:屬非匍匐的叢生型草坪草種,具有細弱的根狀莖,須根稠密,質地柔軟,密度良好。莖直立,稈叢生,高30~60 cm,基部傾斜;葉片扁平,窄長,有微柔毛,長10~20 cm,寬3~6 mm,深綠色,發(fā)亮,具光澤,富有彈性;葉脈明顯??购?、抗霜而不耐熱,耐濕而不耐干旱,也不耐瘠薄。耐踐踏性和刈剪,再生性好,生長速度快。適宜在肥沃、濕潤、排水良好的土壤或粘土上生長,也可在微酸性土壤上生長,適宜pH值6~7。
(6)植被混凝土配合比。植被混凝土由水泥、水、干粉土+5%砂、腐植質、長效肥、保水劑、混凝土綠化添加劑及混合植物種子7種組成。配合比必須結合當?shù)刈匀粭l件選擇合適的原材料,并通過組合調配和現(xiàn)場試驗選定。水泥是形成強度達到工程防護目的的固結材料,采用32.5普通硅酸鹽水泥;水是為植物提供水分和拌制其他材料的基礎材料,采用清水;土是營造植物長期生長提供養(yǎng)分儲存的基礎材料,采用干粉土(+5%砂);腐植質是優(yōu)先為植物提供養(yǎng)分和產(chǎn)生植物根系生長空間的基礎材料,采用秸稈纖維;長效肥是為植物生長提供長期效力的復合肥,采用尿素、化學復合肥或生物肥;保水劑是水分豐裕時吸收水分,天氣干燥時為植物提供水分,采用粒度100目的保水劑;混凝土綠化添加劑不僅可以增加植被混凝土中的水泥用量,增強護坡強度和抗沖刷能力,而且使植被混凝土層不龜裂,又可以改善植被混凝土的物理、化學特性,營造較好的植物生長環(huán)境,采用三峽大學綠野環(huán)保工程有限公司的綠野牌混凝土綠化添加劑;混合植物種子采用美國大西洋公司生產(chǎn)的高羊茅、狗牙根、多年生黑麥草植物種子。
根據(jù)其他邊坡防護綠化工程的經(jīng)驗和通過本工程現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗,本工程植被混凝土配合比如表1所示。
(7)排水系統(tǒng)。沿邊坡開挖輪廓線外2 m設置天頂排水溝,匯集開挖邊坡外部降水等原因形成的地表水,減弱坡面徑流,采用M7.5漿砌塊石修筑,壁厚30 cm,內(nèi)徑尺寸1m×1m。在每一個馬道平臺內(nèi)側設立排水溝,匯集坡面滲水,采用C15一級配混凝土,壁厚10 cm,內(nèi)徑30 cm×30 cm,坡降2‰。馬道排水溝與天頂排水溝相連,所有水流最終均匯集到天頂排水溝,并與總排水設施相接。
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