(一)技术原理
高次团粒土壤基材的形成方法及过程为在主体种植土(或客土)材料中添加长键链状活性高分子团粒剂、黏合剂、植物纤维、稳定剂等,并经充分拌和形成泥浆胶体;利用专用喷播设备将泥浆胶体向植生面(敷设网材)喷播,当泥浆胶体从喷头高速喷出的瞬间发生团粒反应,其中的组分相互发生作用,特别是改性后的长键链状高分子团粒剂所产生的水解聚合作用,可诱发氧化聚合反应,从而使泥浆胶体的黏结力增强,并牢固附着于坡面和网材上,形成“蜂巢”状团粒结构的人工土壤,可为坡面植物稳定生长提供适宜的环境条件。高次团粒喷播工艺设计如图4-9 所示。
(二)工艺特性
高次团粒喷播具有以下技术特性。
图4-9 高次团粒喷播工艺设计示意图
(1)高次团粒土壤基材具有独特的理化结构,有利于根系发达的植物与之相互结合、作用,形成盘根错节的根系网,可有效抵抗降雨侵蚀,最大限度地降低水土流失。
(2)植物种植可采用以乔灌木为主、草本为辅的组合形式进行自然混播,通常可在乡土植物的基础上配置多种乔灌木品种;其并非常规的植草、植树方式,而是“以种育苗”,从乔灌播种向“森林化”演替的育林模式,可兼顾当前和长远植被恢复目标,形成草、灌、乔有机结合的多样性植物群落。
(3)因克服了其他喷播方式所存在的品种单一、植被恢复慢、后期养护繁重及易退化的弊端,自然演替功能良好,从而使边坡植物群落能稳定、快速生长,短期成林目标得以实现。
(4)常规的喷播技术大多只能满足中等坡度以下边坡的建植要求,对于较陡边坡上的工程效果往往不佳,但高次团粒以其黏结强度高、抗冲刷性能好的优势,可以成功解决高陡岩质边坡的植被建植难题。
(5)多样化的物种配置有效抵抗了病虫害,可减少施肥和喷药;同时所用添加材料多为环保、可自然降解材料,故对环境无污染、无破坏。
(三)施工要求
高次团粒喷播施工的适用条件、边坡状况、施工季节等要求,与厚层基质喷播大致相同,可参考前文内容。以下仅对喷播厚度、物种选择的要求进行介绍。
1. 喷播厚度要求
高次团粒喷播厚度可大于10 cm,应根据不同边坡立地条件和植被建植目标做合理设计。
2. 物种选择要求
高次团粒喷播工艺主要用于高陡岩质坡面的植被建植工程,在植物物种选择上,应从植被恢复及护坡效果、群落稳定性、景观自然化以及工程造价、养护成本等方面统筹考虑,既可进行草本或灌木植物的单一建植,也可进行草灌植物、灌乔植物以及草灌乔植物的组合建植。工程中多选择耐干旱、耐瘠薄、抗性强、生命力强的乡土植物,注重植物的群落演替与营养循环,并尽量选用具有一定固氮能力的豆科植物种类。植物群落营建可以乔灌木为主、地被为辅进行组合混播,有利于逐步实现坡面植物的群落化、自然化。适用高次团粒喷播的岩质坡面建植植物配置示例见表4-21。不同坡率坡面灌乔植物建植配比参考见表4-22。
表4-21 适用高次团粒喷播的岩质坡面建植植物配置示例
表4-22 不同坡率坡面灌乔植物建植配置参考
(四)材料配置及要求
1. 材料配置
高次团粒喷播材料的组成及配置方案如表4-23所示。
表4-23 高次团粒喷播材料的组成及配置方案(厚度8 cm)
续表
注:基材压缩系数为1.5,基材配合比为种植土纤维∶有机质=3∶2∶5,有机质中泥炭∶椰粉∶木粉=2∶1∶3
2. 材料要求
高次团粒喷播材料由种子、种植土、复合肥、有机肥、泥炭、椰粉、木纤维、稻草纤维和高次团粒剂、土壤稳定剂等组成,其中最为关键的材料是高次团粒剂和土壤稳定剂(其余材料不再赘述)。
(1)高次团粒剂。高次团粒剂是由多种高分子化合物混合而成的一种添加材料。使用富含有机质和黏质壤土等材料,加入高次团粒剂后能使混合物料在喷播瞬间与空气发生作用,诱发团粒反应,在坡面上形成“蜂巢”状团粒结构的喷播层,并具有较高强度的抗冲刷能力,可保证草本、灌木植物的前期生长条件和需求。
(2)土壤稳定剂。由天然植物性油脂的诱导体构成,施工时对团粒反应起促进作用,具有增强土壤团粒密度,稳定固化土壤结构,保持土壤团粒特性等作用,可在团粒剂发生反应时稳定物料的团粒结构,在以后的吸水、沥水的环境下保持喷播层结构的稳定。
(3)混合物料。高次团粒喷播混合物料应具有保水、保肥、透气等特性,在进行配比设计时,其理化性能指标应满足表4-24的要求。
表4-24 高次团粒喷播混合物料的理化性能指标
注:酸性土壤地区,根据当地物种的生长情况,可适当调整pH的范围
(五)施工流程及要点
1. 施工流程
高次团粒喷播工艺的施工流程与厚层基质喷播基本相同,如图4-10所示。
2. 施工要点
图4-10 高次团粒喷播工艺的施工流程
高次团粒喷播的施工要点与厚层基质喷播基本相同,另外还应注意以下几个方面。
(1)铺装网材。当在高陡岩质坡面采用高次团粒喷播时,应采用风钻锚孔,孔径为40 mm,孔深30~50 cm(局部必要时可适当加深),孔向与坡面基本垂直,交错布置;原则上每100 m2主锚杆不少于80个,辅锚杆不少于180个。在进行辅锚杆定位时应注意观察坡面形态,尽量将其布设在坡面凹进部位,以使金属网材贴近并牢靠地固定在坡面上。当局部坡面凹凸起伏较大时(含软岩),应根据实际情况增设辅锚杆,使金属网材尽可能地贴近坡面。
(2)加设基盘附着平台。由于岩质坡面往往起伏无常、凹凸不平,为了防止喷播时的物料或种子流失,保持喷播层厚度均匀,并使以后植物根系生长时能够更好地延展,在金属网材和坡面之间设置基盘附着平台,对喷播层进行分段阻隔。每列平台的间距可根据坡度在30~50 cm之间酌情调整。基盘附着平台一般用木垫板组装,其厚度设计同喷播层厚度,并随坡面的坡度变化进行调整,其单根长度可根据坡面实地情况截取40~100 cm使用。施工时将每个木垫板水平地置入金属网下,并调整其承土面与坡面垂直,然后用铁丝与金属网扎紧固定。
(3)物料配置、喷射。各种喷播物料要严格依据设计标准进行配比,按操作要求及程序将其与水加入到喷播机内进行混合,经搅拌均匀后再进行喷射作业。喷射时喷枪口要尽可能地垂直于坡面(距坡面1 m左右),避免仰喷,凹凸变化大处及死角部位要喷射充分。掌握喷射厚度尽量均匀并一次成层,植生条件较好的坡面可适当薄些,而条件较差的坡面可适当厚些。通常喷射分三次进行,首先在坡面上喷射一层不含植物种子的营养基层(3~4 cm厚),然后再重复喷射一次形成中层基盘(3~4 cm厚),最后喷射含有植物种子的面层(2~3 cm厚),每平方米播种量为70~100 g。在实际施工过程中,一般简化为两层:基层和面层,基层6~8 cm厚;面层2~3 cm厚。喷射完毕后,金属网材被喷播物料覆盖的面积应超过80 %。
(六)施工质量验收
1. 期间验收
坡面处理情况:高次团粒喷播虽然对坡面平整度要求不高,但仍需对坡面碎石或塌陷进行处理。
施工现场管理情况:施工现场安全措施是否合规、到位,设备安置及运行是否合理、规范,有无妨碍道路通行或物料搬运的情形。
锚杆及挂网施工情况:锚杆钻孔分布及深度、锚杆规格及用量、锚杆固定是否符合设计要求,挂网的搭接宽度、覆盖面积是否符合设计要求,网材与锚杆的连接是否牢固,网材固定后的松紧程度是否合适,坡面凹凸起伏较大的部位是否有加强措施,基盘附着平台的布设是否合理、稳定。
喷播物料准备:各种物料(特别是团粒剂、稳定剂)的质量、组合配比、用量是否符合设计要求,每罐喷播物料的投放顺序、混合搅拌质量和浆液的黏稠度是否符合作业要求。
喷播作业状况:喷播压力是否合适;物料含水量是否合适;基层、中层和面层的覆盖度、厚度、均匀度、紧实度是否符合设计要求,有无板结、疏松、龟裂、剥落、网材露出等现象。
高次团粒喷播工程施工期验收的参考标准见表4-25。
表4-25 高次团粒喷播工程施工期验收参考标准
2. 竣工验收
坡面喷播总体质量:是否有局部遗漏的部位、缝隙;喷播面积、厚度、紧实度、边缘处理是否符合设计要求,有无板结、疏松、分层或剥落现象等。
覆盖养护情况:覆盖物是否完全覆盖坡面,有无遗漏处;浇水水量是否合适;坡面有无冲刷现象。
植物生长情况:发芽状况是否达到设计要求,出苗、长势是否均匀、良好,有无缺水、缺肥、枯死和病虫害现象。
现场整理情况:现场有无施工材料遗留,临时施工设施是否全部清理。
高次团粒喷播施工后验收参考标准见表4-26。
表4-26 高次团粒喷播施工后验收参考标准
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