香根草技术在道路边坡中的应用与成本分析.docx

香根草技术在道路边坡中的应用与成本分析冯子元( 广州市香根草业科技有限公司 广州市 510665)摘 要: 通过在几条公路边坡防护工程中应用香根草的实际经验, 对在不同条件下所采用的设计规格不同、植物品种配置不同以及施工时间不同, 所产生的系统功能效果进行分析。 同时对公路建设工程中有关边坡处理所涉及 的相关工程进行成本与功效对比, 拟找出一个既经济、又实效的成熟技术方案。关键词: 香根草技术; 地理环境; 设计规格; 专业养护管理; 工程造价香根草技术在应用于道路边坡上防治水土流失、治理浅层滑坡和塌方以及恢复植被、回归自然方 面已经被科学界和工程界证明为一项新型的、可行 的技术方案, 并且已被国内外的交通部门大量应用 于实际工程之中。 我国的广东、福建、江西及云南等 省区也早在 1994 年就开始了试验性应用, 特别是在2000 年以后, 应用推广的范围更加扩大, 在 ( 北) 京 珠 ( 海) 高速公路湖南郴州段、湖南至广西的衡枣 高速公路、云南的楚大高速公路以及浙江杭金衢高 速公路、杭宁高速公路等地都大量应用了香根草技术, 并取得了实际的经济与社会效益。 香根草技术是指以香根草为基础植物, 再根据拟应用现场的地理环境 (如气候、降雨量、地质结构、 土壤成分以及边坡的坡度比等等) 所配置的相应植 物和营养供应, 加上特殊的施工与养护方式而形成的 综 合 技 术 方 案 简 称“V GT (V t ive r G ra ssT ech no lo gy) ”方案。 该方案与普通的香根草应用和 绿化工程有着本质上的区别, 如果对植物配置的综合体系理解不深或所采用的施工、养护技术不合理,则应用的效果将适得其反。 这也是许多地方应用香 根草而没有获得成功的关键所在。由于“V GT ”方案应用的复杂性和边缘学科的 交叉性, 因此, 在推广应用的过程中往往受到业主和设计者的质疑, 而非专业化的“香根草技术”推广者 又很难跨专业解释清楚相关的理论和技术保证, 从而使“香根草技术”的应用过程发展缓慢。 我国南方地区对香根草的研究和应用, 始于上世纪的 90 年代初, 但初期主要由植物学界单独在研究的基础上进行小规模的试验性应用, 当时的技术 并不完善, 几乎都是采用单一的香根草品种, 虽然其 后也有部分业主、工程界和企业与个人加入应用行 业, 但由于大多数人对植物和土工工程的结合、应用点的气候、地质条件以及当地物种资源的综合了解 不够, 而且缺乏专业的养护管理技术, 因此, 导致部 分应用的失败。 进入 21 世纪后, 当植物学界与工程 界的工程师们联合起来共同探讨香根草在工程建设 中应用的实际意义与效果时, 香根草的应用才逐步得到完善和发展, 并形成了比较完整的“香根草技 术”体系。特别是近两年来,“香根草技术”体系的应用更 加科学、合理化, 在不同环境条件下的设计更加规 范, 品种的选择配置更加多样, 而且专业化的养护管理更加完善, 同时“香根草专用肥”的使用, 使得“香 根草技术”在不同环境条件下的应用达到了 100% 的成功率。由 2000 年开始, 在我国的许多大型工程建设项 目中: 如京珠高速公路、广西龙滩水电站、百色水利枢纽工程等都采用了“香根草技术”方案对边坡的滑 坡、塌方进行治理, 均取得了显著的工程效果和经济 效益。许多工程建设中不仅是部分替代, 有的甚至是 完全替代了传统的浆砌石、水泥拱杆和固体喷浆等 浅层护坡方案, 不仅大大降低了工程造价, 而且在生态环境保护方面也减少了二次投资, 一步到位实现 了项目建设的可持续性发展战略思想。收稿日期: 2003- 01- 202003 年 第 4 期冯子元: 香根草技术在道路边坡中的应用与成本分析 137 1工程应用对比笔者在公路、水利、水电及环保等部门的工程建 设中多次应用“香根草技术”的同时, 也专门通过定向跟踪, 收集获取了较多的相关图片和现场观测数 据材料。 为此, 根据笔者在各个地方多年推广应用 “香根草技术”的经验, 就京珠高速公路郴州段、广西龙滩水电站 2 号公路、湖南衡枣高速公路衡阳段以及广西百色水利枢纽工程前方营地道路等几条公路 上、下边坡中应用的情况做一对比介绍 ( 见表 1) , 并将不同工程的应用方案进行相应的技术与成本对比 分析, 力求找出不足并获得应用“香根草技术”的最 佳效果。表 12 应用效果分析211季节与效果 施工季节不同,“香根草技术”应用的效果有显著差异: 郴州工程的施工时间是秋季, 结果在专业养 护期结束后, 主体植物香根草的生长发育明显 不如另 3 个工程的效果, 其功能发挥作用的时间与 第二年三月份施工的衡枣公路工程的效果相同, 时间上有 5 个月的差距。212地质条件与效果地质条件不同, 设计规格需有较大变化,“香根 草技术”应用的效果也有区别: 郴州工程的地质条件相对较好, 因此“香根草技术”应用的功能体现后, 边坡治理的效果最为显著; 而龙滩工程由于设计的丛 距过大, 因此, 虽然香根草的根系发达, 但其综合功 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 京珠高速公路( 郴州段)广西龙滩水电站( 2 号公路)湖南衡枣公路( 衡阳段)百色水利枢纽工程 前方营地公路施工时间2001 年 9 月 15 日10 月 10 日2002 年 5 月 23 日6 月 3 日2002 年 3 月 10 日3 月 25 日2002 年 6 月 3 日6 月 11 日专业养护时间2001 年 10 月 11 日12 月 20 日2002 年 6 月 4 日8 月 10 日2002 年 3 月 26 日5 月 25 日2002 年 6 月 12 日8 月 11 日施工面积12 869 m 28 961 m 22 000 m 23 240 m 2地质条件黄壤土、红壤土, 坡度比为 11 1115 ( 上边坡)红壤土与强风化页岩, 坡度比 为 1018 11 ( 上边坡)弱风化、中风化岩石, 坡度比 为 1018 ( 上边坡)砂 砾、坚 土, 松 散 型 填 方, 设 计 坡 比 为 1 1 ( 下边坡)设计规格香根草行距: 120 cm ; 丛距:20 cm ; 单 位 用 量: 42 株/m 2( 裸根苗)香 根 草 行 距: 80 cm ; 丛 距:40 cm ; 单 位 用 量: 16 株/m 2( 混合苗)香根草行距: 100 cm ; 丛距:15 cm : 单 位 用 量: 35 株/m 2( 袋状苗)香根草行距: 100 cm ; 丛 距: 15 cm ; 单位用量: 35 株/m 2 ( 裸根苗)植物配置 与系统营 养供应香根草、百喜草、蟛蜞菊、黑麦 草香根草、百喜草、蟛蜞菊、百幕 大草香根草、百喜草、蟛蜞菊、钝叶 草香根草、百喜草、蟛蜞 菊、百幕大草、钝叶草香根草专用 1 号肥、2 号肥工程造价30100 元/m 228115 元/m 235100 元/m 236100 元/m 2效果观测( 1 ) 60 d 后香根草、百喜草80% 成活, 蟛蜞菊死亡, 黑麦 草生长茂盛;(2) 2002 年 3 月 26 日观测: 香根草、百喜草长势较弱, 黑 麦草将整个工程面全部覆 盖;(3) 2002 年 8 月 31 日观测: 香根草、百喜草全部成活, 并 生长茂盛, 黑麦草全部死亡。(1) 60 d 后全部品种 95% 成 活, 香根草生长较稀疏, 百喜 草、百幕大草生长茂盛;(2) 2002 年 8 月 25 日观测: 香根草平均高 90 cm , 根系最 长达到 120 cm ( 有玻璃观测 箱) ;(3) 2002 年 9 月 15 日观测: 香根草最高达 160 cm , 根系 达 180 cm , 初具“锚固”功能。( 1) 60 d 后全部品种 100% 成活, 初步形成标准的绿篱 带状, 且生长茂盛;(2) 2002 年 7 月 20 日观测: 香根草平均高 150 cm , 百喜 草生长极好, 裸露地带全部 覆盖;(3) 2002 年 8 月 30 日观测: 香根草已形成浓密的等高绿 篱带, 完全达到设计的功能。( 1 ) 48 d 后 全 部 品 种100% 成 活, 香 根 草 平 均高度 110 cm , 其他草 覆盖率 70% ;( 2 ) 2002 年 8 月 14 日 观测: 香根草平均高 140 cm , 根系平均深 80 cm , 其他草 100% 覆盖;( 3) 2002 年 10 月 21 日 观测: 香根草平均分蘖10 倍以上, 根系平均深180 cm , 并经历了几次 洪水的冲击。 138 公路2003 年 第 4 期能到了 9 月份也还没有体现; 衡枣工程虽然地质条件较差, 施工难度最大, 但由于施工时间安排和设计 相对合理, 因此,“香根草技术”应用的综合效果最佳; 而百色工程的下边坡由于是堆土填方, 因此, 虽 然其土壤成分较差, 但却生长发育最快, 其功能体现 需要的时间也最短。213气候条件与效果 气候条件不同,“香根草技术”应用后功能体现的时间差异较大: 百色地区的气候最为炎热, 施工和 专业养护期间的气温高达 40 , 是香根草的最佳生 长时期, 因此,“香根草技术”的功能体现得最快, 仅40 d 时间就达到了其他几个工程 90 d 才达到的效 果。214 规模、配置与效果业主单位要求不同, 设计规格与植物配置有变 化,“香根草技术”应用效果也存在着差异: 郴州工程 中, 业主要求在当年的 12 月 26 日通车前体现绿色 覆盖效果, 因此, 在植物配置中添加了冷季型的黑麦草品种, 结果黑麦草在整个冬季和第二年的春季生 长茂盛, 将整个工程面全部覆盖, 但却严重影响了香 根草的生长发育, 导致“香根草技术”体系功能的发 挥延迟近 5 个月时间; 而龙滩工程中, 业主要求降低 工程成本造价, 因此选择了增大香根草的丛距设计( 工程面上已经具有水泥框架结构) , 结果工程造价虽然下降, 但“香根草技术”应用的功能发挥时间同样延迟。215施工技术对效果的影响施工技术的调整, 可以改善气温、地质、降雨等 不利条件的影响。 对“香根草技术”体系中的植物提 前进行专业化育种, 制作成条带状或袋状苗应用, 可 以提高工程施工的效率和实施全天候施工。216专业化影响不论施工时间、地质条件、设计规格和植物配置 怎样变化, 在保证营养供应和严格专业化养护的条件 下,“香根草技术”应用的效果在南方地区都能体现出 来, 唯一的区别是其功能发挥作用的时间问题。3 与其他工程的技术和成本对比“香根草技术”V GT 方案既包括了防治浅 层滑坡、塌方的基本功能, 又包含了道路景观、绿化 的环保效果。因此, 其应用的目的与道路的普通喷播绿化和岩石边坡挂网喷播复绿工程有着本质上的不 同意义。 同时与传统的治理边坡方案也有现代环保的区别。 一方面在勘测设计与植物品种的选择配置上有较高的要求, 另一方面在施工和专业养护上也 有严格的程序和标准要求。 具体主要指标的对比详 见表 2。通过表1、表2 的对比和分析, 可以看出“香根表 2注: ( 1) 表中的核算单位为: 元/m 3, 以施工面积 5 000 m 2 为测算标准;( 2) 表中其他工程的单价是根据京珠高速公路郴州段工程、龙滩水电站 2 号公路工程、百色水利枢纽前方营地公路工程及衡枣公路工程 中的相应工程造价所确定的;( 3) 表中“香根草技术”V GT 方案包括了专业养护的 2 个月时间, 并且完全保证技术体系中植物的存活与功能的发挥。 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 绿化工程“V GT ”方案传统工艺工程普通喷播挂网喷播浆砌石固体喷浆锚固工程地形条件平缓陡峭相对复杂不限浅层滑坡深层滑坡地质条件土壤成分高稳定性岩石相对恶劣普通中等复杂高度危险技术条件比较普通一般相对较高普通中等要求较高设备要求高较高简单简单高较高主要材料普通草种普通草种香根草石料水泥、沙浆钢筋、水泥施工时间3 5 d10 15 d15 20 d40 d 以上20 d 以上30 d 以上工程性质表层绿化表层绿化软性护坡及绿化硬性护坡硬性护坡硬性护坡工程效果1 个月后1 个月后2 个月后工程结束后工程结束后工程结束后功效时间-一劳永逸20 30 年30 40 年40 年以上其他功能-生态效应-后期管理0130 元/年m 20150 元/年m 20140 元/年m 2-施工成本8 14 元/m 255 80 元/m 225 38 元/m 235 50 元/m 260 80 元/m 2120 200 元/m 2公路 2003 年 4 月 第 4 期H IGHW A Y A p r12003 N o 14文章编号: 0451- 0712 (2003) 04-0139- 04中图分类号: U 4161216文献标识码: A水泥混凝土路面盐剥蚀的罩面修复张铭光1 , 孙全胜2( 11 苏州混凝土水泥制品研究院 苏州市 215004; 21 黑龙江省高速公路管理局)摘 要: 水泥混凝土路面盐剥蚀破坏采用以 Sc 水泥改性剂为主添加剂的聚合物水泥砂浆进行超薄罩面修复, 是一种经济、实用的维修方法, 可望成为水泥混凝土路面盐剥蚀、磨损等表面破坏修补的常规养护手段。关键词: 盐剥蚀; 修补; 养护; 聚合物; 水泥改性剂;罩面黑龙江省在 1999 年前修筑的水泥混凝土路面出现早期表面损坏的现象比较多, 其主要原因就是 因为当时对水泥混凝土抗冻融性重视不够, 冬季使用除冰盐, 使路面表层承受盐蚀、冰冻、磨耗三重损 害, 导致路面出现较多的以表面砂浆剥落为主要形 式的典型盐剥蚀表面破坏。1999 年后在水泥混凝土 路面上停止使用除冰盐, 并进行高抗冻和抗除冰盐 剥蚀混凝土的研究1 , 减缓了盐剥蚀破坏的进一步发展。 水泥混凝土路面的盐剥蚀表面破坏不仅严重 影响行车的舒适性和道路形象, 如不及时修复, 破损 将快速发展, 会进一步影响行车安全和道路的使用 寿命。水泥混凝土路面表面损坏最经济的修复方法是罩 面修补。 一般来说, 当现有路面整体路况良好, 而且没有耐久性问题时, 可考虑使用粘结式罩面。粘结式罩面 层相对较薄, 国外应用较普遍的粘结式罩面层厚度在76 152 mm 之间。 为了给粘结式罩面施工提供清 洁的表面, 有许多路面清理方法, 最常用的两种方法是冷磨法和喷砂法。粘结剂用来改进粘结强度, 如果 应用适当, 粘结式罩面施工合理, 可以明显改进路面使用性能, 从而延长现有路面的寿命2 。公路养护技术规范(J T J 073- 96) 中指出: 当路面表面出现局 部龟裂、剥落、磨光等破损时, 可在路面板表面凿除破损到一定深度, 而后在上面做薄层表面处治3 。水泥混凝土路面盐剥蚀破坏面广、量大, 罩面修 复研究的目标就是针对这种典型的除冰盐破坏寻求 修复方案, 以较小的维修代价