河北张家口地区高速公路客土喷播技术初探

中图分类号：U412.36+6 文献标识码： A

1公路沿线自然生态环境概况

1．1地理位置

单拉国道主干线宣化（下八里）—冀蒙界段高速公路属于丹东—拉萨公路国道主干线的组成部分，路线总体呈东西走向，位于河北省西北部，起于张家口市南部的宣化区，途径宣化县、张家口市桥西区、万全县、怀安县、尚义县等县（市）境，终于尚义县韭菜沟以北的冀蒙界。

1．2地形地貌

公路所经地区位于华北平原与内蒙古高原过渡带的冀西北山地边缘，属冀西北间山盆地区。海拔650～1360m。

1．3气候

路线地处寒温带大陆性季风气候区，多风少雨，气候干燥，温差较大。年平均气温6～8°C，年平均降水量350～500mm，年蒸发量1400～1900mm。一年中80%的雨量集中在6～9月份，且多局部暴雨，冰雹。

1．3．1干旱

干旱是公路沿线最严重的灾害，几乎每年都有不同程度的危害。干旱发生在每年4～9月份。其中春旱发生在每年4～5月份，主要影响种子的出苗；夏旱发生在每年6-8月份，影响植物的抽穗、开花和灌浆。

1．3．2风

该地区属寒温带大陆季风性气候，风多雨少，春秋多风沙。风向随季节变化非常明显，夏季多为东南风。其他季节以西到西北风为主。年平均风速3.0m/s ，最大风速26.3m/s 。该地区风害严重，春天常吹走播下的种子或吹毁幼苗，夏秋季使植物折株倒伏，树木连根拔出。同时大风又加大水分的蒸发量，导致土壤干燥，易于风蚀，加速形成沙化。

1．4水位地质

路线经过地区地下水分布不均匀，地表水流失严重。路线所经河谷平原区为富水区，地下水资源丰富。山区段为贫水区。

1．5河流、水文

路线所经过地区的较大河流有：东洋河、洗马林河、古城河、掉沙河、城西河、城东河、通桥河等。

1．6土壤

公路所经区域主要土壤类型有3种：既栗褐土、粗骨土、灌淤土。其他还有零星沼泽土、潮土、水稻土等分布。

1．7植被

公路所经过植被主要分成3类：一是春种秋收的农作物，二是林木，三是灌草或干旱植物。主要农作物有谷子、玉米、小麦、豆类等。经济作物有口蘑、牛奶葡萄等。野生植物、植被群落以耐旱、旱生、半旱生草本植物为主。

2公路客土喷播的位置和边坡生态防护的原理

2．1位置

公路客土喷播的位置在该公路桩号为K8—K9，属于路堑段的石质边坡，对该区域边坡进行客土喷播生态恢复工程。

2．2原理

公路路域植被恢复同其他地区的植被恢复进程一样，在公路开发后形成的裸地上，如果人为不加以干预又会沿着，地衣，苔藓类一年生草本植物多年生草本植物阳性林阴性林（顶级群落），这样的群落变化在生态学上称之为演替。在演替过程中存在这样几项明显特征：植物群落对地力的要求从低到高发生迁移变化；土壤厚度逐步增加；植物群落的高低从低到高变化；从寿命短的种类向寿命长的种类发生变化；先锋植物在一系列变化中起到重要作用。在演替的初期土壤比较贫瘠，对地力要求低的植物首先侵入，这种最初侵入的植物就是先锋植物，先锋植物侵入后，土壤肥力增强，小气侯条件发生变化为其他植物生长创造了条件。

在当前的技术条件下可以建造从地衣到阳性林的任何中间阶段，但是不足于建造顶级群落。在绿化设计和施工过程中往往违背自然演替规律企图一举建立一个稳定的顶级群落，特别是近年来大量使用客土的方法，不论在互通区还是用在公路边坡上，表面上类似顶级群落但它们起不到顶级群落的作用，耗费的管理费用很高，而且不断发生衰退现象，若干年后原来种植的植物几乎荡然无存。对于我国一个发展中国家这样的损耗非常大，也不利于恢复生态环境。因此在高速公路绿化时必须遵循生态学规律，在确保公路安全的前提下，合理经济地恢复生态环境，绿化美化公路路域景观。

3公路客土喷播施工工艺和技术指标

3．1破面情况施工工艺流程

单拉国道主干线宣化（下八里）—冀蒙界段高速公路，进行客土喷播生态恢复工程的边坡，坡比多在1:0.4～1:0.3之间；坡面较平整，无特大凹凸处；坡面稳定，风化现象不很严重，无深层岩石裂缝；边坡多为硬石质，无植物生长层清理、坡面平整。

（1）清理坡面，使坡面大致平整，无浮土、松散碎石，在坡面平台开挖排水沟。清除坡面淤积物，再用高压水枪清洗坡面，使坡面有利于植被混凝土与边坡的完全结合。

（2）铺设防护材料：一般常用勾花铁丝网、塑料三维网等，用钢筋加工成U型钉固定。铺设固定复合网的目的是增强护坡强度、形成加筋植被混凝土，应用固网技术按1mх1m交叉锚固。

（3）液压喷播播种，根据搅拌机大小，按植被混凝土的配比计量拌和。在面层喷射层拌料时加入混合植物种子。喷播时喷利用手指压住枪口把料均匀打开，在坡面交差画弧线。在喷射植被混凝土后加栽本地野生乔灌木，可以使边坡植物多样性和本土性，能达到更好的生态绿化效果。

（4）覆盖：覆盖无纺布。在面层喷射层完成后，覆盖28g/m2无纺布进行保墒，营造种子快速发芽环境。在北方干旱地区可在无纺面上加盖1层草帘，上苗后7-10d应马上揭除。

（5）喷水养护，因为一般都为坡地，所以前期不能象平地一样大水灌透，必须少量均匀的多次反复喷洒。

3．2主要技术指标

3．2．1客土主要物理性能

植被混凝土物理性能为：容重14—15kN/m3；孔隙率30%~45%;性能稳定,抗湿变、抗光照性能好。

客土主要力学性能

试验强度:7d 0.3MPa，28 d 0.45MPa，半年后0.43MPa，一年后0.41MPa

3.2.3 客土边坡防护性能

边坡浅层防护功能：植被混凝土在施工过程中采用挂网加筋，边坡上生长的植被也有效地防御了暴雨冲刷、太阳暴晒、温度变化等，有效防护了边坡的稳定。

3.2.4 植物生长指标

客土边坡植物生长指标：植物发芽率90%；植物覆盖率85%左右；土壤肥力合理；植物多年生情况良好。

3.3

3.3.1 客土基质配方

以丹拉国道主干线宣化（下八里）-冀蒙界段高速公路为例。主要客土基地配方见表1。

表1客土基质配方/g·m-2

材料名称 用量 作用

过筛子土 0.1主基质、作为植物生长层

有机复合肥 1500作为基肥改良土壤结构，保证植被长期的营养来源

（彭化鸡粪）

无机复合肥 500 促使植物前期快速扎根，并且在短时内达到覆盖率

（45%硫酸钾）

粘合剂 15 主要用于砂性土、提高土的粘结性、保水性

保水剂 8~10 提高基质的保水性能

3.3.2 喷播材料配方

以丹拉国道主干线宣化（下八里）-冀蒙界段高速公路为例。主要客土基地配方见表2。

表2喷播材料配方/g·m-2

材料名称 用量 作用

披碱草 8 须根系发达、耐寒、耐碱抗风沙风篱能力强

无芒雀麦 3 特别适于寒冷干燥地区，蔓延能力极强

冰草 6 须根系发达，具有砂地抗旱、抗寒能力，返青早

紫花苜蓿 3 主要作为先锋草种，成坪快

复合肥 30 能及时提供幼苗生长所需养分，使其快速扎根成活

粘合剂 10 使草种能贴紧凿面基质，防止被风吹散

保水剂 15 保证幼苗充足水分，提高地表抗旱能力

纸浆 120 起覆盖、保护草料的作用

4 公路客土喷播南北方主要差异和相应技术措施

4.1气候差异和响应技术措施

以丹拉国道主干线宣化（下八里）—冀蒙界段高速公路为例,此地的气候特点为冬季寒冷而漫长,春季干燥我风沙,夏季炎热短促降水集中,秋季晴朗冷暖适中。极端最低温为-26.2°C,最高3５.1°C，年均降雨３８７mm,蒸腾量１６８９mm，无霜期１５０d,

所以影响工程质量的因素主要为干旱、寒冷和风，而在南方侧主要是因多雨造成的滑坡、冲刷。因此，在施工过程中应注意：（１）尽量选择雨季前施工，施工后可以利用雨水促进种子萌发；（２）尽量选择当地草种，提高草种抗性；（３）可适当的增加基质中保水剂的比例，保持土壤中的水分；（４）在覆盖时可在无纺布上加盖草帘，防止蒸发。但必须及时揭除可将无纺布改为８５以上遮阳网，以防止影响草坪发芽。

４．２土质差异和响应技术措施

以丹拉国道主干线宣化（下八里）—冀蒙界段高速公路为例,本地土质多为砂土或粉砂土，下雨时易板结，干旱后又成灰状，所以要多考虑基质的保水、促肥性及粘结性，因此，在施工过程中应注意：（１）在土壤中加适当水泥，促进保水性能，但因为水泥为碱性，所以同时找一种酸性的肥料来中和，达到平衡；（２）根据施工经验可在基质中适当增加基质的保水剂的含量，防止蒸发，保持土壤水分；（３）在基质中补充一部分锯末或谷壳，锯末和谷壳不仅可以增加基质的保水能力，还可充当肥料；同时在施工过程中遇到基质过潮造成客土进展慢时，还可起到干燥基质的作用；（４）为保证基质的粘性能，可在基质中适当加入粘合剂，但过量会影响草坪的生长，有条件可加入１t干末状的牛粪等一些农肥。

４．３喷播材差异和响应技术措施

以丹拉国道主干线宣化（下八里）—冀蒙界段高速公路为例, 此地的气候特点为冬季寒冷而漫长,春季干燥多风沙。极端最低温为-26.2°C,年均降雨387mm,蒸腾量1689mm，所以根据可行的技术要求，主要草种配方为披碱草8g/m2；无芒雀麦3 g/m2；冰草6 g/m2；紫花苜蓿3g/m2；在南方主要以暖季型草种为主，以江西赣定高速公路绿化工程为例，其草种配方为根10 g/m2；百喜草6 g/m2；豆科化灌木3 g/m2；画眉草1.5 g/m2；其中画眉草作为先锋草种，如遇返季节施工时需另加3g/m2高羊茅,或1年生黑麦草作为保护过渡型草种.

4.4客土材料差异和响应技术措施

南方土壤多为红黄壤,粘接强,偏酸性,加上当地雨量充沛,所以相对暖季型草种而言,这些条件比较适合于其生长.但由于粘性强,所以在施工过程中易干裂、脱落,因此在施工可加入少量的3-5cm的稻草杆.

北方的土质特点是:砂性强,易板结,偏碱性。将原来一般的无机复合肥改为当地厂家生产的适合于当地土壤偏酸性肥料,用来中和土壤pH值。所以在丹拉国道主干线宣化(下八里)—冀蒙界段高速公路客土喷播中加入了有机复合肥(彭化鸡粪)。

4.5养护管理差异和技术改进措施

南方气候潮湿,多雨温暖,适合于植被生长.因此,养护相对简单容易,而北方多干旱、寒冷,冬季时间长,所以在养护管理过程中应注意以下3个方面.

保水抗旱

因北方气候干燥,特别是张家口地区,风很大,蒸发量很高,所以喷播之后要及时保水,同时浇水要注意:务必少量多次,特别注意不能在被面造成径流.

保肥促长

因北方冬季时间长,除去施工期,所以草的生长时间就特别短，因此当进入养护期后,要多次追施叶面肥,一般每2周1次,促进草坪快速形成强大的根系,保证顺利越冬,在上冻前可加盖无纺布防护,以防止冻伤和蒸发.

及时补播

因浇水次数多,如出现局部坡面,未及时覆盖,极易造成冲刷,甚至导致大面积塌方。

5 结语

结合公路建设特点和公路边坡生态恢复和边坡稳定性防护的功能需求,充分利用客土喷播在边坡上应用技术和方法,并结合当地的气候、土壤、生态环境,根据当地实际情况灵活合理利用喷播技术.在确保公路边坡稳定的前提下,经济合理地恢复生态环境。在满足公路边坡生态恢复和边坡稳定防护的基础上,从生态学的角度出发,应用当地实用的客土喷播技术和方法,达到边坡生态恢复和稳定性防护的目的。