稳定土植生护坡技术规范第2部分：CS纤维

1稳定土植生护坡技术规范第2部分：CS纤维本文件规定了CS纤维稳定土植生护坡设计、施工、植物管护、质量验收的基本要求。本文件适用于公路新建、改扩建和养护工程，也适用于市政、水利水电、港口与航道、地质灾害治理和矿山修复等领域的CS纤维稳定土植生护坡工程。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB1499.1钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋GB1499.2钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋GB5084农田灌溉水质标准GB6141豆科草种子质量分级GB6142禾本科草种子质量分级GB7908林木种子质量分级GB/T15776造林技术规程GB/T32741肥料和土壤调理剂分类GB/T38360裸露坡面植被恢复技术规范JTGD30公路路基设计规范JTGH30公路养护安全作业规程JT/T1432.1公路工程土工合成材料第1部分：土工格栅HJ/T166土壤环境监测技术规范NY525有机肥料NY/T2321微生物肥料产品检验规程NY/T2876肥料和土壤调理剂有机质分级测定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1CS纤维稳定土CSfiberstabilizedsoil混合土壤、支撑纤维、吸水纤维、有机填充料、团粒剂、团粒稳定剂、土壤调理剂、肥料、水等原材料，以团粒化反应和纤维支撑作用为形成机理，具有多级孔隙结构的稳定土植生基材。3.2CS纤维稳定土植生护坡CSfiberstabilizedsoilvegetationslopeprotection2由植物种子、CS纤维稳定土和固土加筋系统构成，具备浅层防护和生境构筑功能的护坡结构，亦称CS混合纤维喷灌护坡。3.3支撑纤维supportingfibers对稳定土物理结构起支撑作用、增强基材粘聚力、无明显吸水特征的生物质粗纤维或化学纤维。3.4吸水纤维absorbentfiber具有明显吸水特征、能够增加稳定土基材持水能力、优化泥浆悬浮液团粒化反应效果的生物质或矿物质绒状物料。3.5团粒剂agglomerateagent能够和土壤胶体发生絮凝反应，对植物萌芽发育无不良影响的高分子材料。3.6有机填充料organicfiller以椰糠、秸秆、谷壳、锯末、木屑等天然有机料为原料，经粉碎、筛分等工序处理后，用于填充稳定土内部孔隙的细颗粒或粉末状物质。3.7团粒化反应clusterstructurereaction一种物理反应过程，以土壤胶体与线性高分子发生的絮凝反应为核心，以纤维联接、绒料持水和空气注入为充分条件，使泥浆悬浮液快速生成为充气蓬松、具有多级孔隙结构的塑态团聚体。3.8团粒稳定剂soilbinder能够有效粘结团粒化反应后的混合纤维土壤团聚体，形成具有胶凝强度的稳定土结构，同时对植物萌芽发育无不良影响的聚合物乳液。3.9土壤调理剂soilconditioner用于改善土壤物理、化学性能，提高土壤活性、促进植物养分吸收，本身不提供植物养分的物料。4基本规定4.1边坡分类4.1.1根据坡面出露物质，边坡分类应满足本标准第1部分4.2条的相关规定。4.1.2根据坡率，边坡分类应符合表1中的规定。表1根据坡率的边坡分类4.1.3根据坡面朝向，边坡分类应符合表2中的规定。表2根据坡面朝向的边坡分类34.2植物分类4.2.1根据群落演替过程，边坡植物应分为先锋植物和目标群落植物。4.2.2根据植株和生长特性，边坡植物应分为速生草坪种、速生野花种、灌木状草本种、耕作性草本种、典型乡土草本种、速生乔木种、缓生乔灌木种、景观灌木种，分类依据宜符合附录C规定。4.3适用条件4.3.1CS纤维稳定土植生护坡适用于稳定的缓坡、次陡坡、陡坡，并应符合表3中的规定。边坡不稳定情况下应先采取适当措施确保其稳定后再设置。表3CS纤维稳定土植生护坡适用条件坡率不大于1：1坡率不大于1：14.3.2不适用于膨胀土边坡、填砂路基边坡。5材料5.1固土加筋材料5.1.1抗滑锚筋应选用直径为16mm的热轧光圆钢筋或者热轧带肋钢筋，端部应做锐化处理。热轧光圆钢筋性能应符合GB1499.1的规定，热轧带肋钢筋性能应符合GB1499.2的规定。5.1.2限位锚钉应选用直径为6mm的热轧光圆钢筋，性能应符合GB1499.1的规定。5.1.3植生棒宜采用无纺土工布制作，直径不应小于60mm，最大拉伸力不应小于15.0kN/m。5.1.4挂网宜选用活络铁丝网或双向拉伸塑料土工格栅。活络铁丝网应镀锌或包塑防腐，直径不应小于1.6mm，网孔边长不应大于60mm。土工格栅双向拉伸强度不应小于30kN/m，网孔边长不应大于50mm。5.2原材料5.2.1土壤经破碎处理后，粒径不应小于8mm，土壤中粘粒含量应大于50%。不应使用盐碱土和已污染的土壤。5.2.2团粒剂主要成分应为分子量大于1200万的线形高分子聚合物，宜选用聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠。5.2.3团粒稳定剂宜选用苯丙乳液、纯丙乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一种，乳液成分不应含有土壤污染物质或生物毒性物质。乳液粘度范围应为5~10MPa·s，固含量不应小于20%，成膜温度不应大于5℃,玻璃化温度不应大于25℃。45.2.4土壤调理剂主要性能应符合《土壤调理剂通用要求》NYT3034和《肥料和土壤调理剂有机质分级测定》NYT2876有关规定。5.2.5有机肥应符合《有机肥料》NY525有关规定。5.2.6有机填充料、生物质支撑纤维应干燥、未发酵，宜选用适当比例的泥炭土，不应使用甘蔗渣等含糖量高的天然有机料。5.2.7化学纤维主要性能应符合表4规定。表4化学纤维主要性能要求123455.2.8吸水纤维应选用可通过100目筛孔的绒状物料，应干燥、无杂质、无结团现象，宜选择木绒、海泡石纤维等材料。5.2.9所用水不应低于《农田灌溉水质标准》GB5084有关规定。5.3CS纤维稳定土植生基材5.3.1CS纤维稳定土黏聚力应大于80kPa，基材离析度不应大于15%。5.3.2基材的植生性能指标应符合表5中的规定。表5基材植生性能要求12pH值4566护坡设计6.1一般规定6.1.1CS纤维稳定土植生护坡可单独应用，也可与水泥稳定土植生护坡组合应用。6.1.2护坡设计内容应包括护坡结构设计、基材配合比设计、植物配置设计。6.1.3边坡应具备完善的截排水系统，无截排水设施或截排水设施不完善的既有边坡应按照《公路路基设计规范》JTGD30规定进行截排水设计。6.2护坡结构设计6.2.1护坡结构设计应包括固土加筋系统设计、护坡厚度设计。6.2.2固土加筋系统宜由挂网、抗滑锚筋、限位锚钉和植生棒组成。6.2.3抗滑锚筋间距不宜大于表6建议值，锚固长度不宜小于表6建议值。5表6抗滑锚筋间距及锚固长度建议值（单位：mm）----6.2.4限位锚钉锚固长度不宜小于100mm，间距不宜大于600mm。6.2.5人工硬化边坡、硬质岩边坡应设置植生棒，植生棒应沿坡面横向布设，间距不应大于1500mm。植生棒采用限位锚钉固定。6.2.6护坡设计厚度宜根据表7确定。表7护坡厚度设计建议值（单位：mm）----6.2.7与水泥稳定土植生护坡组合应用时，CS纤维稳定土可用作水泥稳定土植生护坡的植生层，设计厚度应满足本标准第1部分6.3.2条的相关规定。6.3基材配合比设计6.3.1基材配合比设计应采用试配法，并按下列要求调整配合比，多次试配直至所有性能指标检测合格后，确定设计配合比：a)泥浆团粒化反应状态应符合附录A规定，不满足合格标准时，应调整团粒剂浓度、掺量和吸水纤维掺量。b)基材离析度和黏聚力应符合本标准5.3.1条规定，不满足要求时，应调整团粒稳定剂和化学纤维掺量。6.3.2吸水纤维按式（1）计算试配量：6式中：Mx—吸水纤维质量（kgVPS—土壤体积（m3Px—吸水纤维松方密度（m3wx—吸水纤维含水率（%）。6.3.3生物质支撑纤维按式（2）计算试配量：式中：MS—生物支撑纤维质量（kg）；PS—生物支撑纤维松方密度（m3wS—生物支撑纤维含水率（%）。6.3.4化学纤维按式（3）计算试配量：式中：Mv—化学纤维质量（kg）；kd—年均无霜期调整系数，年均无霜期大于等于360d取1.0，年均无霜期大于等于300d且小于360d取1.25，年均无霜期大于等于240d且小于300d取1.5，年均无霜期小于240d取1.75。6.3.5有机填充料按式（4）计算试配量：式中：My—有机填充料质量（kg）；Py—有机填充料松方密度（m3wy—有机填充料含水率（%）。6.3.6团粒剂按式（5）计算试配量：式中：Mtl—团粒剂质量（kg）；Nn—土壤粘粒含量（%Ng—团粒剂中线形高聚物含量（%Mr—团粒剂中线形高聚物分子量。6.3.7团粒稳定剂按式（6）计算试配量：式中：Mtw—团粒稳定剂质量（kg）；Rg—团粒稳定剂固含量（%）。6.3.8每立方CS纤维稳定土有机肥用量不应小于15kg，土壤调理剂用量不应大于50kg。76.4植物配置设计6.4.1宜选择速生野花种和耕作性草本种作为先锋植物，软质岩边坡、土石混合边坡、土质边坡可少量掺加速生草坪种、灌木状草本种。目标植物群落设定应以木本植物为主，并引入当地典型乡土草本植物。6.4.2植物选配应考虑植物物种之间生存的互适性、化感作用，避免单一物种过盛，不同类型边坡的植物配置应符合表8的规定。表8植物配置要求典型乡土草本种+缓生乔灌木典型乡土草本种+缓生乔灌木典型乡土草本种+缓生乔灌木典型乡土草本种+缓生乔灌木典型乡土草本种+缓生乔灌木典型乡土草本种+缓生乔灌木速生草坪种+速生野花种+灌-典型乡土草本种+速生乔木种典型乡土草本种+缓生乔灌木-速生草坪种+速生野花种+灌-典型乡土草本种+速生乔木种典型乡土草本种+缓生乔灌木 6.4.3速生草坪种、速生野花种、灌木状草本种、耕作性草本种、速生乔木种、缓生乔灌木种宜采用喷播方式建植，宜根据附录D的规定计算播种量。6.4.4典型乡土草本种宜采用人工移植和植被诱导方式建植，景观灌木种宜采用喷播和人工移植方式组合建植。7护坡施工7.1一般规定7.1.1护坡施工前，应完成边坡加固、支护、截排水系统的施工。7.1.2护坡施工流程为：坡面预处理→固土加筋系统安装→基材喷附→基材养护→植物管护。7.1.3护坡成型应采取双层喷附方式，下层为底层，上层为种子层，种子层喷附厚度宜为20mm～30mm。7.2坡面预处理7.2.1施工前应清除浮土、松石、杂草、树木等有碍护坡基材附着的杂物。7.2.2硬质岩边坡和人工硬化边坡应按设计要求开凿植生孔。植生孔内插入PVC临时套管，套管突出8坡面高度不应小于护坡设计厚度。7.3固土加筋系统安装7.3.1活络铁丝网应由坡顶至坡底铺挂，坡顶和坡侧面应多铺设50~100cm网片，两片网片搭接应在两个网口以上，搭接宽度应不小于10cm。7.3.2挂网距离坡面宜为护坡设计厚度的2/3，平整坡面上应安装保护层垫块控制挂网离地间隙。7.3.3抗滑锚筋安装应采用锚杆注浆工艺，硬质岩边坡和人工硬化边坡的限位锚钉安装应采用植筋工艺，软质岩边坡、土石混合边坡、土质边坡的限位锚钉安装宜直接用铁锤打入。7.3.4植生棒内应密实填充种植土，采用限位锚钉固定并与挂网绑扎牢固。7.4基材喷附7.4.1根据坡面类型选择喷附工艺，宜符合表9规定。表9CS纤维稳定土喷附工艺适用条件-----7.4.2选用团粒喷播工艺喷附成型时，应符合以下要求：a)混合悬浮液按水、土壤、有机肥、有机填充料、支撑纤维、吸水纤维、团粒稳定剂的配料顺序混合，固液体积比应为6：5~6：4。b)团粒剂溶液应单独配置，线形高分子聚合物有效浓度不应大于0.2%，搅拌叶轮的转速宜为200~400r/min之间。团粒剂初步溶解前，不应接触搅拌叶片，不应出现团粒剂结团现象。c)基材在搅拌罐内应为混合泥浆悬浮液，应通过柱塞泵输送到团粒反应器内与空气、团粒剂混合，快速完成团粒化反应，形成直径2~5cm的塑团，从喷枪口射到空中后，应以自由落体方式堆积到坡面上，堆积坡面上的基材应无流动性。d)底层应喷附多次成型，种子层应喷附1~2次成型。7.4.3选用混凝土喷射工艺喷附成型时，应符合以下要求：a)混凝土搅拌机内先掺入土壤、有机肥、有机填充料、支撑纤维（除合成纤维）、吸水纤维、化肥、团粒剂等搅拌均匀后，再掺入合成纤维搅拌成混合料，形成均匀的散状团粒体。b)团粒稳定剂溶液单独配置，稳定剂乳液稀释后浓度应不大于2%。c)散状团粒体在喷枪口与团粒稳定剂溶液混合，通过高压喷射挤压粘聚成塑状基材。d)底层和种子层均应一次喷附成型。7.4.4风速大于10.8m/s或降雨时，不宜喷附施工。最低气温低于0℃时，不应喷附施工。7.5基材养护7.5.1喷附结束后应进行基材养护，包括保墒、保温和早期抗冲蚀防护等，宜根据稳定土墒情及时浇7.5.2稳定土表面凝固硬化后，可拆除抗冲蚀防护设施。8植物管护98.1基本要求8.1.1植物管护时间应满足本标准第1部分8.1.1条相关规定。8.1.2苗期养护应以光热调控和水肥调控为重点，生境维护应以种群调控和植物保护为重点。8.1.3生境维护阶段结束后，边坡上应形成以常绿灌木林为主体、乡土草本茂盛、乔灌草有机组合、生态景观多样的植物群落。8.2苗期养护8.2.1种子层喷附后应及时进行坡面遮盖，遮盖材料宜为生态环保可降解材料。应定期观测植物发芽和生长情况，视情况及时揭除遮盖物。8.2.2宜在植物生长旺季前施肥，施肥宜结合灌溉进行，在降雨前或灌溉前也可进行人工撒施。8.2.3应根据当地的气候情况，观察坡面土壤墒情，及时补水，保证植被的正常生长。坡面灌溉时应避开日光曝晒及高温时段。8.3生境维护8.3.1边坡巡检应满足本标准第1部分8.3.1条相关规定。8.3.2应定期对边坡植物进行种群调控，并符合下列要求：a)木本植物生长受草本植物抑制时，应及时清除过盛草本及缠绕木本植物的攀援植物。冬季宜割除草本植物地上部分。b)应及时排查和处理影响坡面稳定性和路面行车安全性的植株，疏剪乔灌木弱枝和病枯枝，短截徒长枝。c)当坡面裸露较多或不满足设计要求时，应采用补栽进行调配。补栽宜在春季或秋季进行，以符合设计要求的乔灌木植物和当地芒、芦、茅、蕨类植物为主。8.3.3应加强坡面植物保护，按照GB/T15776规定进行有害生物防控。8.3.4发现病虫害侵害时，应按本标准第1部分8.3.3条相关规定进行处理。9质量验收9.1护坡结构9.1.1护坡结构应符合下列基本要求：a)应按设计文件要求完成全部施工项目。b)各种原材料和构件的质量应符合设计要求。c)CS纤维稳定土配合比及理化性质应符合设计要求。9.1.2质量验收实测项目应符合表10、表11的规定：表10加筋固土系统质量验收实测项目1234表11CS纤维稳定土质量验收实测项目12349.1.3护坡结构外观质量应符合下列规定：a)基材表面不应出现肉眼可见的干缩裂缝。b)基材喷附后坡面应平整、均匀，无明显沟蚀、脱落、剥离现象。9.2植物群落9.2.1植物群落应符合下列基本要求：a)植物种子质量应满足本标准第1部分9.1.2b）条的相关规定。b)喷附采用的植物品种和种子配比应符合设计要求。c)栽植苗木的品种和位置应符合设计要求。9.2.2植物群落质量验收实测项目应符合表12的规定：表12植物群落质量验收实测项目122样方调查：单侧每km设置5个样方（长20米，与坡），32样方调查：单侧每km设置5个样方（长20米，与坡），45样方调查：单侧每km设置5个样方（长20米，与坡），9.2.3植物群落外观质量应符合本标准第1部分9.1.4条的相关规定。团粒化反应评定标准A.1团粒化反应评定标准内容见表A.1。表A.1团粒化反应评定标准表反应明显且迅速，泥浆从流态转为塑态，完成反应时CS纤维稳定土黏聚力试验方法B.1适用范围本方法适用于测定采用团粒喷播工艺或混凝土干喷工艺成型的CS纤维稳定土试件的黏聚力。B.2仪器设备a)恒温试验箱：温度35℃±2℃,相对湿度50%±2%RH。b)电动单联应变控制直剪仪：剪切速率2.4mm/min。c)环刀模具：直径×高=61.8mm×20.0mm。图B.1试验设备B.3试件制备和养护B.3.1试件制备a)团粒喷播工艺，将环刀托放在环刀上，将环刀刃口向下垂直压入已完成团粒化反应的CS纤维稳定土中，直至环刀筒中充满稳定土为止，用削土刀切开环刀周围的稳定土，取出已装满稳定土的环刀，细心削去环刀两端多余的稳定土。b)干喷方法制备试件，试模平放，喷枪垂直地面，距离试模顶部80cm，喷射CS纤维稳定土灌满环刀并高出环刀顶部1cm～2cm，然后用刮刀刮平环刀顶部。B.3.2试件在恒温试验箱内养护7d。B.3.3每组试件的数目要求为5个。B.4试验步骤B.4.1将带有试件的环刀刃口向上,对准剪切盒口，将透水石头放置在环刀口，匀速将透水石和试件推入剪切盒。B.4.2移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次加上传压板、加压框架；安装垂直位移量测装置，测记初始读数；将应力环读数调至零位。B.4.3施加各级垂直压力（100、150、200、300、400kPa拔去固定销，以2.4mm/min的剪切速度进行剪切，试样每产生剪切位移0.4mm，记录应力环读数，直至应力环读数出现峰值,继续剪切至应力环百分表指针不再前进，或有显著后退，表示试件已剪损。B.4.4剪切结束,退去剪切力和垂直压力,移动加压框架,取出试件。B.5数据处理B.5.1试件的剪切应力按式（