■陈寿明

（南平市公路局，南平 353000）

公路边坡化学固土喷植防冻融侵蚀技术的应用研究

■陈寿明

（南平市公路局，南平 353000）

闽北高海拔山区公路易在冬春两季出现路基边坡浅层大面积表层剥落、溜方、局部溃坡、边沟与路面淤埋等典型短时冻融岩土病害现象，针对此类病害问题，开展了冻土边坡治理工程措施结合植物防治和化学固土结合植物防治等方面的冻土灾害防治技术研究。本文以位于武夷山市S303线K366+500路基左侧冻土边坡治理工程为研究对象，采用化学固化剂JCDK-1进行边坡固土并结合植物防护措施，有效处治了该处路堑边坡冻融病害，为治理短时冻融岩土病害提供了一条新的技术方法。

短时冻融 冻土边坡 化学固土 喷植 护坡

0 引言

闽北地区夏季高温，冬季严寒，且降雨量大，空气潮湿，地下水丰富、在多风和强风的高海拔地区极易产生短时冻融岩土现象，其具体特征为每年冬春季经常出现路基边坡浅层大面积的表层剥落、溜方、局部溃坡、淤埋边沟及路面的现象，严重影响交通通畅及运营安全，且增加公路养护成本[1]。目前公路部门对这种边坡病害治理常采用喷射混凝土、护面墙等圬工防护措施，但此类措施往往与周边环境不协调，造成“青山挂白”的景象，与公路部门提倡的“车在路上走，人在画中游”以及“畅安舒美”的公路建设养护理念极不相称[2,3]。同时，易发生短时冻区的闽北山区普通公路边坡普遍存在高陡边坡（坡率在1∶0.5以上）和征地拆迁困难等问题，导致无法通过放缓边坡来治理冻土边坡病害[4]。为此，本研究针对闽北山区公路边坡存在短时冻融岩土病害问题，开展了短时冻融岩土病害处治措施研究。本文以位于武夷山市S303线K366+500路基左侧面积为300m2冻土边坡治理工程为研究对象，采用化学固化剂JCDK-1进行边坡固土并结合植物防护措施，探讨了路堑边坡冻融病害处治技术实施方法，为短时冻融岩土病害的治理提供了一条新的技术方法。

1 工程概况

武夷山市S303线K366+500左侧路堑边坡高15m左右，坡度在50～70°之间，岩土质为花岗岩残积土，含砂量较大，孔隙比大、扰动性强、崩解性及饱水软化特性显著。由于该区域位于武夷山山脉高海拔区，冬春季常出现凝冻雨雪天气，受冻融循环影响，该区域内路堑边坡在每年冬春季经常出现边坡浅层大面积表层剥落、局部溃坡、溜方、边沟和路面淤埋的病害问题，严重影响了交通通畅及运营安全，增加了公路养护成本。

由于该段公路边坡位于武夷山景区，对坡面采用圬工防护势必影响景区环境，因此，对该处路堑边坡采用了化学固土喷植防冻融侵蚀护坡技术。

2 化学固土喷植防冻融侵蚀护坡技术

2.1 化学固土喷植护坡技术概况

边坡化学固土防侵蚀技术是以土壤胶凝剂（主剂）与水（固化剂）混合，喷涂在需要处理的松散的土壤斜面上，在短时间内即可使土壤表层形成弹性、多孔胶体固结层的技术[5,6]。该胶体固结层具有良好的保水、保温、抗冻融性以及极强的抗水侵蚀、抗风蚀能力，该技术作为一种水土控制技术为边坡防护及水土保持提供了一种有效而可行的化学防护方法，同时也能够有效保障草籽散播法等低成本植生方法的成功实施。本次试验工点采用化学固化剂JCDK-1进行固土护坡。

2.2 化学固化剂JCDK-1技术概况

JCDK-1化学固化剂是一种环保型护坡绿化稳固剂，该产品能使高含水率泥浆变为成形堆积的湿泥，和以往的土壤改良剂比较，其添加量少、成本低、固化快、固化强度大，具有疏水性，对环境没有二次污染，改良和固化土壤、保水储水、改善土壤物理组成的优良性能。该新型生态边坡稳固剂是一种以天然矿物为主原料的绿色环保土壤改良剂，可用于不良地质土质的固化改良、干旱地区的绿化、沙漠治理、干旱地区或旱田的土质改良等。

3 化学固土喷植护坡技术设计

3.1 材料要求

（1）种子

种子的选择应根据当地气候，播种季节的降雨量、植物的生长特点等因素综合考虑，要有草、灌等多种组合。本次方案设计选用草种为百喜草、狗牙根、黑麦草、刺槐、多花木兰、紫穗槐、高羊毛等。

（2）复合肥

复合肥具有养分含量高、肥效长、副成分少、物理性状好等优点，且有利于平衡植物所需营养成分，促进植物地上部分和根系健壮成长，一般选用的复合肥为N-16、K-16、P-16的复合肥，复合肥需满足GB18382-2001的要求。本次方案设计选用N-16复合肥。

（3）化学固剂

本次方案设计选用的北京中通四维公司提供的JCDK-1化学固剂是环保型护坡绿化稳固剂，固化快、固化强度大，具有疏水性、耐冻胀性、耐侵蚀性、可以改良和固化土壤、能与多种绿化技术相配合，适用性强。

（4）种植土

可选用工程所在地原有的地表土或黏性红壤 （黄壤），含水率≤30%，需过筛，要求土壤中砂粒含量不超过5%，土粒径≤2cm，PH值应为6.5～7.5。选用时，石头、碎石、杂草、杂根应剔除，以免堵管。本次设计采用离工点不远的黏性红壤土，并进行过筛，质量满足以上要求。

（5）水

要求水质清洁无污染。干净自来水或山间溪水均可作为工程用水。

（6）无纺土工布

规格为14～15g/m2，幅宽3.20～3.50m，符合相关产品质量标准要求。

3.2 基材配方设计

由于化学固剂可与水进行快速化学反应，基材浆液在较短的时间即变得粘稠，导致其流动性变差，因此化学固剂的掺量是此次配方设计的重点和关键所在。本次试验的喷射面积为300m2，坡度为1∶0.75，化学固剂为JCDK-1，施工用化学固化剂喷植护坡材料配方如表1所示。

表1 化学固化剂喷植护坡材料配方（每100m2用量）

4 化学固土护坡施工

4.1 坡面处理

清理坡面杂物，清除浮石及松动的岩石，并对边坡进行修整，使坡面平顺，以便于铺设铁网。检查坡顶是否有沟渠，以防止对喷播面造成直接冲刷。

另外，按照坡面竖向间距0.2m开挖3～5cm深平行沟，竖向间距1m内不少于4条。使其有利于培养基于坡面的紧密结合。

4.2 铺设铁丝网

采用电钻垂直于坡面钻孔，击入锚钉。锚钉采用Φ14或Φ16螺纹钢，长度30～60cm，锚钉间距1m×1m。孔深20～50cm，锚杆外露10cm。坡体顶部为加强稳定，可用长60cm的锚钉进行加密加长处理。锚钉稍上倾，与坡面夹角95～100°。坡体部分岩石风化严重处，视情况将锚钉进行加长，以锚钉击入坡体后稳定为准。

按设计的锚钉规格、入岩深度、间距垂直于坡面配置好锚钉后，铺设14＃镀锌勾花铁丝网（网目5×5cm）。网片从坡顶植被结合部由上至下铺设，铁丝网铺设要张紧，网间上下需进行不小于5cm的搭接，网间左右不需进行搭接，但所有网片之间应采用18#铁丝绑扎牢固，在锚钉接触处也一并采用18#铁丝与锚钉绑扎牢固。网片距坡面保持7cm的距离，否则用垫块支撑。

4.3 化学固土喷植

完成坡面整治、铁丝网铺设，并做好化学固土培养基材配制组分备料后，将水加入液压喷播机物料罐至1/3处，打开循环压力泵，加入土壤、草籽、肥料进行循环搅拌。随着罐内水量加大至加满后，再加入化学固剂进行持续5min搅拌后立即进行喷播。基材浆液因化学固剂与水进行快速化学反应而在较短时间内变得粘稠，因此化学固剂最后加入并控制搅拌时间尤为重要。

在喷浆之前再次检查坡面上的浮土、草皮、树根及其它杂物是否清理干净，确认后用水进行坡面喷淋，以保障所喷基材与基面连接紧密，然后进行试喷试验，通过调节化学固剂JCDK-1用量以达到喷植需求，再进行喷浆施工。

喷播时，握紧喷头，按从左至右、从上至下的顺序或者从右到左、从上到下的顺序进行喷播，喷洒幅宽5～6m，幅高1m，喷播接茬时应压茬40cm，喷下的种子泥浆应当具有良好的附着力以及明显的颜色，不遗漏，不重复，且均匀。

为保证喷射厚度，混合好的基材宜分层喷射，待第一层基材稍微固结后再进行下一层基材喷射，喷洒总厚度在5～8cm。喷射基材后，铁丝网上基材厚度应保证2～3cm。

4.4 覆盖无纺布

喷播当天应及时覆盖无纺布，由上至下平整覆盖，坡顶延伸30cm固定；两幅叠加10cm，用竹筷或Ф8“U”钉进行固定，固定间距不大于100cm。待草长到5～6cm或2～3片叶时，揭去无纺布。揭布应控水，揭布后及时补水，时间最好选在15∶00之后揭布。

4.5 养护

喷播1～2d后开始养护。养护初期应让坡面保持湿润状态，初期养护时间为45～60d，以每天浇水为主，早晚各一次，早晨养护时间应在10∶00以前完成，晚上养护时间在16∶00之后开始。避免在强烈阳关下进行喷水养护。

5 化学固土喷植护坡试验工点实施流程

2016年3月，以武夷山市S303线K366+500左侧路堑边坡为试验工点，实施化学固土喷植防冻融侵蚀技术，具体实施流程如图1所示。

图1 JCDK-1固化剂护坡施工流程

6 化学固土喷植护坡实施效果

项目实施2个月后（即2016年夏季），边坡防护效果整体效果很好，无表面冲沟和水土流失，植物覆盖率很高，植物生长茂盛，对于多雨夏季的边坡浅层水土流失起到了很好的防护效果。2016年冬季和2017年春季，坡底几乎没有出现溜土，防止边坡冻融病害效果明显。该工程的实施效果如图2所示。

图2 JCDK-1化学固剂喷植护坡实施坡面状况前后对比

7 结语

根据工程试验结果来看，采用JCDK-1化学固剂喷植护坡有效解决了短时冻土路基边坡表层剥落、溜方、局部溃坡等冻融病害，是一项切实可行的公路防灾减灾绿色环保护坡技术，可替代目前对该类公路边坡采取的工程加固防护措施，环保及经济效益显著。此外，该项季节性短时冻土路基边坡固坡护坡技术的成功应用，对于改善和有效治理南平地区乃至其它短时冻区路堑地质灾害，维护生态环境，降低公路养护成本，促进经济节约型交通均具有重要的实践意义，针对类似短时冻区路基边坡治理具有推广价值。

[1]深圳市市场监督管理局.SZDB/Z31-2010,深圳市边坡生态防护技术指南.

[2]福建省高速公路建设总指挥部.福建省高速公路边坡生态恢复施工标准化指南,2009.11.

[3]广西交通投资集团有限公司.广西交通投资集团有限公司高速公路施工标准化技术指南 边坡生态恢复施工分册.2011.04.

[4]福州绕城高速公路有限责任公司.福州绕城高速公路（西北段）边坡生态恢复施工标准化指南.2009.07.

[5]福建省质量技术监督局.DB35/T 1107-2011,福建省公路绿化设计规范.

[6]福建省质量技术监督局.DB35/T 1109-2011,福建省公路绿化养护技术规范.