1 概述

　　1.1 基本情况

　　在云南省S35永金高速公路永仁至大姚段(以下简称‘永大高速’)绿化工程建设过程中，项目公司坚持“只有恢复绿水青山，才能使绿水青山变成金山银山”的环保新理念 ，从积极打造美丽公路品牌目的出发，坚持动态设计原则，按基建程序通过室内外专家、相关技术人员评审，对实施原设计植生袋植被修复工程难度大或效果不佳的高路堑边坡，采用钻孔植播创新技术实施花园式植被修复工程。根据2021年5月18日至20日期间，业主、设计、施工及监理各方现场初步核查结果及考虑施工过程中可能增加的动态设计工程量，预计钻孔植播植被修复工程坡面总面积约77800平方米。

　　1.2 总体方案实施原则

　　1.可行性原则：选择适应高路堑边坡环境条件生长稳定、观赏价值高和环境效益好的植物种类。

　　2.经济适用原则：从施工养护方面考虑节约造价，以最经济的实施方案，创造适宜的“花园式植被”景观。

　　3.坚持植物多样性原则，让不同植物的特性之间充分发挥互补作用。

　　4.通过自然生态工程类比，合理拟定观花叶灌木、花草、藤本植物配置方案，一方面能够保证植物群具有较高的生态景观观赏性，另方面能够保证植物的多样性具有可持续发展功能。

　　2 创新技术应用依据、主要施工内容、工艺流程简介及相关技术优势特点

　　2.1创新技术应用依据

　　创新技术应用依据为本项目实施团队中，专利发明人根据自己数十年的路基边坡生态防护理论及实践经验，研发、提炼出的4项专利技术成果：一是“一种路堑边坡植生造孔装置”(专利号：ZL 2016 2 0475921.8 );二是“一种坡面加固及植被修复结构”(专利号：ZL 2016 2 1359133.9 );三是“一种浅层坡面加固锚杆钻孔装置”(专利号：ZL 2019 2 0534740.1);四是“一种路堑坡面造孔植播方法”(发明专利申请初步审查合格通知书，申请号：202011165644.8)。四项专利证书彩印图片详见附件。

　　2.2主要施工内容

　　施工准备、钻植生孔、基质材料准备、基质材料拌和、基质材料泵送填注、移植灌木苗(点播花草、灌木种子)、初期养护、缺陷责任期管养。

　　2.3工艺流程

　　工艺流程如右图：

 

 

　　2.4相关技术优势与特点

　　1.相关技术优势：能够有效解决在高路堑边坡上实施植生袋植播、人工挖穴点播、客土喷播、人工造孔换土植播等传统植播方法中存在的如下几方面通病：

　　(1)因植生孔尺寸太大而深度不够，导致基质料不易产生发酵、熟化作用，因而不易产生植物生长必须的各种养分与热量，同时保水、保土、保肥、保温性能差，植物生长质量风险大。

　　(2)需要经过长期强制性管养，原材料消耗大、工期长、成本高。

　　(3)实施花园式植被修复难度大、生态景观效果不佳。

　　(4)高陡路堑边坡植被修复效率、成本高，如下实景图所示：

 

 

　　2.相关技术特点。

　　(1)两项专利钻头。可以轻便快捷地将植物生长孔(简称‘植生孔’)底部加深至坡面常态湿润土层;不仅节省原材料，而且有利于植生孔与基质料产生植物快速生长的必要条件。

　　(2)基质料配方科学合理、经济适用、变废为宝。

　　(3)施工方法创新特点突出，有利于规模化、标准化施工。

　　(4)在高路堑边坡坡面上，同样可以实施花园式植被修复方案。

　　(5)与植生袋植播与人工造孔换土植播传统方法比较，主要优势为：

　　a.原材料品种多、用量少、就地取材、变废为宝、有利于环保。

　　b.效率高、成本低、安全质量风险小。

　　3 设计、施工要点及植物种植方案

　　3.1大植生孔结构设计、尺寸、布设方案

　　一、结构设计

　　将植生孔内部分为上下部分别进行设计。各部主要功能为：

　　1.上部主要功能：在寒、热季节起保温作用;在雨季起通过坡面径流收集水肥作用，从而保证植生孔内植物具有持续生长性能。

　　2.下部主要功能：通过吸收地下水气、热量以调节、平衡植生孔内水温状态，充分保证孔内植物正常生长。

　　二、尺寸

　　根据2020年4月~2021年1月期间本项目实施团队在干热河谷地带元蔓高速红河段绿化1、2、3工区约20万平方米高路堑边坡钻孔植播的成功经验说明，植生孔采用如下尺寸，不仅节省基质土用量与浇水次数，而且在成活期约50天内移栽灌木、藤本幼苗成活率达95%以上：

　　1.上部植生孔：底部直径约20cm，顶部直径约30cm，深度约40cm。

　　2.下部植生孔：直径约5~8cm，深度约30cm，接近坡面常态湿润层内即可。

　　三、布设方案

　　选择有利于植物永久性生长位置布设植生孔。植生孔布设方案应根据所种植植物2年内能够达到植生袋绿化规定的遮蔽率确定。

　　1.小于85%含石量坡面，要求以种植每孔遮蔽率大于2平方米的灌木为主。植生孔按约平均1.4~2平方米布设1个。景观效果要求达到或超过元蔓高速红河段干热河谷地带钻孔植播如下效果：

 

 

 

 

　　2.大于85%含石量坡面，如右图示。以种植2年内每孔遮蔽率大于5平方米的蔓藤为主。按平均2~3.5平方米布设1个植生孔;孔位主要布设于坡面、平台岩土破碎、裂缝发育位置。并适当点播灌木种子。景观效果要求达到或超过元蔓高速红河段干热河谷地带钻孔植播如下坡面整体效果：

 

 

 

　　3.加大型植生孔。当某框格梁为整体性岩块时。可以将若干个植生孔合并成1~3个加大型植生孔，并移栽遮蔽率更高的藤本植物。加大型植生孔植播3~5个月植物生长效果实景图如下：

 

 

 

　　4.植生孔施工。

　　(1)在适合植物永久性生长位置，采用电镐造上部植生孔。

　　(2)在上部植生孔底部采用专利钻头将植生孔钻至要求深度即可。

　　(3)施工时间。一年四季施工不受限。

　　3.2 小植生孔作用、尺寸、布设方案等

　　1.作用。其主要作用是在缺陷责任期内弥补上述大植生孔局部坡面遮蔽率不足的缺陷。

　　2.植生孔尺寸。平均直径8~10cm，深度大于20cm。

　　3.植生孔布设方案。选择有利于弥补大植生孔植物遮蔽率不足位置布设植生孔，预计每平方米布设1个植生孔。

　　4.种植植物类型：点播低矮灌木、花卉、草本种子。

　　5.小植生孔施工。

　　(1)施工时间。管养初期或缺陷责任期内春夏季节。

　　(2)选定钻孔位置，采用专利钻头将植生孔钻至要求深度即可。

　　4 钻孔植播施工要点

　　4.1基质材料准备

　　1.将订购的机制有机肥与生物颗粒集中于临时搅拌场存放;

　　2.土壤需求量较少，其中大部分数量可以取用植生孔钻孔沙土代替。

　　4.2基质材料拌和

　　基质材料按配方比例置于搅拌池以后，即可采用人工、机械灵活协调配合方法，在选定拌合站现浇混凝土容器内配置小型潜水搅拌机进行拌和。

　　4.3基质材料泵送与填注

　　基质材料泵送与填注采用人工灵活协调配合无堵塞移动式潜水排污泵灵活协调配合按分级、同步泵送方式完成。

　　4.4初期适当浇水及追肥养护

　　1.适当浇水。将配有水龙头开关的软质水袋置于边坡顶部或边坡平台适当位置，再用高扬程小型水泵将水泵入软质水袋以后，使用软质水管即可完成浇水工作。

　　2.追肥养护。将复合肥溶解于水以后，按上述适当浇水方法即可完成此项工序。

　　5 植物种植方案

　　5.1植物品种选择

　　1.移栽灌木、藤本幼苗植物品种选择如下表。

种植方式	植物品种	种植要求	备注
不同品种于不同植生孔交叉混植	双荚决明、马桑树、紫薇、三角梅、迎春花、紫穗槐、白背枫、五爪金龙、葛根藤。	按植物多样性、乡土性原则，在各坡面植生孔间选择不同品种交叉植播；要求成活率达到95%以上，每个植生孔遮蔽面积达2平方米以上。	紫薇、三角梅、夹竹桃主要起点缀作用。

　　2.点播植物种子选择如下表。

种植方式	植物品种	种植要求	备注
不同品种于不同植生孔交叉混植	紫穗槐、多花木兰、苦刺花、多年生黑麦草、狗尾草、百日草、宿根黑心菊、乡土草本。	按植物多样性、乡土性原则，在各坡面植生孔间选择不同品种交叉植播；要求成活率达到95%以上，每个植生孔遮蔽面积达0.5~1.5平方米以上。

　　5.2植物种植方案

　　1.大植生孔：每孔移栽灌木丛幼苗3株(保证成活1~2株)，并点播植物种子3克。

　　2.小植生孔：点播植物种子3克。

　　6 工作计划及种植阶段性效果要求

　　6.1工作计划

　　1.于2021年7月30日前，完成种植植物育苗、首件施工工作。

　　2.于2021年8月10日前完成一阶段主体施工前准备工作。

　　3.于2021年8月15日前进场施工;于2021年10月20日前，完成坡面植生孔钻孔工作。

　　4.于2021年10月30日前，完成各阶段坡面大植生孔种植工作，并实施各阶段钻孔植播植物50天成活期内管养与缺陷责任管养工作。

　　5.于2022年5月31日前，完成小植生孔钻孔、点播植物种子等较大缺陷完善管养工作。

　　6.植物进入开放性自然生长期，同时实施小缺陷责任管养工作。

　　6.2种植阶段性效果要求

　　1.各阶段钻孔植播植物50天成活期结束，植物幼苗成活率达95%以上。

　　2.至2022年8月，各阶段钻孔植播植物进入开放式自然生长期。

　　3.缺陷责任期结束，坡面种植植物达植生袋植播要求的立体遮蔽率，不仅形成良好的生态循环效果，而且具有良好的花园式植被生态景观。

　　7 主要工程数量

　　永大高速钻孔植播植被修复工程坡面总面积约77800平方米。由于钻孔直播方案主要实施对象为石质边坡，所以钻孔工程地质均为风化软石。

　　7.1大植生孔工程数量

　　一、上部植生孔

　　1.基本尺寸：底部直径约20cm，顶部直径约30cm，填注基质料深度约40cm。

　　2.造孔数量：约每1.7平方米坡面钻1个孔，共钻：77800÷1.7=45765(孔)。

　　3.造孔总长度：45765×0.4m=18306 m。

　　4.注浆(泥浆状基质料)体积：

　　(1)植生孔平均直径：(30+20)÷2=25cm。

　　(2)标准体积：18306×(3.1416×0.1252)=899m3，考虑石质坡面电镐凿孔10%超孔率为：899×1.1=988.5m3。

　　5.配制泥浆状基质料：考虑10%损耗率为：988.5m3×1.1=1087.35m3。

　　6.移栽幼苗与点播灌木种子：

　　(1)移栽幼苗，共计：45765×3=137295株，考虑5%损耗率为：137295×1.05=144160株。

　　(2)点播灌木种子，共计：45765×0.003kg≈137kg。

　　二、下部植生孔

　　1.基本尺寸：平均直径约7cm，平均深度约30cm。

　　2.造孔数量：数量与上部植生孔相同共钻：45765孔。

　　3.造孔总长度：45765×0.3m=13730 m。

　　4.注浆(泥浆状基质料)体积：45765×(3.1416×0.0352)×0.3=53m3。

　　5.配制基质料：考虑10%损耗率为：53m3×1.1=58.3m3。

　　7.2小植生孔工程数量

　　1.基本尺寸：平均直径约9cm，平均深度约30cm。

　　2.造孔数量：约每1平方米坡面钻1个孔，共钻：77800孔。

　　3.造孔总长度：77800×0.3m=23340 m。

　　4.注浆(泥浆状基质料)体积：77800×(3.1416×0.0452)×0.2≈99m3。

　　5.配制基质料：考虑10%损耗率为：99m3×1.1=108.9m3。

　　6.点播灌木种子，共计：77800×0.003kg≈233kg。

　　7.3 用水、材料(基质料)数量及其远运运量。

　　本项目施工起点桩号K0+000，止点桩号K62+000。施工期间用水、材料远运平均运距6km。其远运运量计算如下：

　　一、钻孔施工用水及其远运运量

　　1.水钻钻植生孔数量：45765+77800=123565(孔)

　　2.植生孔水钻用水，按毎孔10kg计算：重量小计:

　　123565×10÷1000=1236(t);

　　3.运量小计：1236×6=7416(t/km)。

　　二、种植期间用水及其远运运量

　　1.种植孔数量：45765(孔)

　　2.浇定根水用量，按毎孔3kg计算，重量小计:

　　45765×3÷1000=137(t);

　　3.运量小计：137×6=822(t/km)。

　　7.4缺陷责任期工作量

　　1.补栽幼苗。按工程类比，预计植物幼苗成活率为95%左右;所以，补栽幼苗数量为：144160株×5%=7208株。

　　2.管养期浇水工作量。大植生孔共45765孔，按共浇7次，毎孔浇水5kg，每次8人，时间18天，5t货车1台，工作量计算如下：

　　(1)5t货车台班：7×18=126台班)。

　　(2)人工工日：7×18×8=1008(工日)。

　　(3)用水远运运量。

　　重量小计:45765×5×7÷1000=1601(t);

　　运量小计：1601×6 =9011(t/km)。

　　3.重点管养期施肥工作量。按共施2次，毎孔施复合肥0.2kg，每次8人，时间18天，工作量计算如下：

　　(1)复合肥用量：45765×2×0.2=18306(kg)。

　　(2)人工工日：2×8×18=288(工日)。

　　7.5 其他工程量

　　一、坡面安全防护

　　按77800平方米计算。

　　二、雨季苗木冲刷覆盖防护

　　雨季期间单点暴雨形成坡面泥石流对植生孔内处于成活期或刚进入生长期植物所产生的植物覆盖损害，必须采用厚度3mm以下三合板加工成冲刷覆盖防护板(简称‘冲刷覆盖防护板’)，凡是土质与风化破碎坡面均应采取该项冲刷进行防护，以免造成返工浪费损失。

　　1.‘冲刷覆盖防护板’实景图。

 

 

　　2.工程量估算。

　　(1)‘冲刷覆盖防护板’面积。坡面防护面积按钻孔植播总面积的45%比例计算为：77800×0.45=35010(m2)，防护植生孔数量：35010m2÷1.7m2/孔=20594.11孔。

　　(2)毎孔厚度3mm以下三合板用量。每块板埋置深度与出露高度各0.2m，总宽度0.4m，孔壁防护边长占二分之一，则防护长度为：2×3.14×0.15/2=0.47m。

　　(3)需要三合板总面积：20594.11×0.47=9679.24(m2)。

　　7.6 施工项目主要工程数量汇总、新工艺主要工作内容、组合材料用量、采购地点及材料费

　　一、施工项目主要工程数量汇总

　　施工项目主要工程数量汇总如下表：

　　主要工程数量汇总一览表

序号	施工项目	单位	数量	备注
1	施工安全措施	m2	77800
2	Ø20cm钻孔	m	18306	大孔上部
3	Ø7.5钻孔	m	13730	大孔下部
4	Ø9钻孔	m	23340	小孔
5	泥浆状基质料	m3	1087.35+58.3+108.9=1254.55	加工制作
6	泵送、灌注泥浆状基质料	m3	1254.55
7	移栽灌木、蔓藤幼苗	100株	1441.60
8	点播灌木种子	穴	45765+77800=123565
9	采购灌木种子	kg	137+233=370
10	管养用水	t	1235.65
11	管养用复合肥	kg	18306
12	冲刷覆盖防护板	m2	9679.24
13	其它		按相关预算规定计算

　　二、新工艺主要工作内容、组合材料用量、采购地点及材料费

　　新工艺包含：采用专利钻头钻进植生孔，大孔下部植生孔的精细化加工，泥浆状基质料制作，泵送、灌注泥浆状基质料、点播灌木种子与冲刷覆盖防护板。现对涉及大额工程预算而且难以套用定额的相关新工艺说明如下。

　　(一)泥浆状基质料加工制作

　　1.主要工作内容：采购运输至搅拌站、筛分、混合、装入搅拌池、加水、搅拌。

　　2.组合材料用量与采购地点。每立方米组合材料用量实验比例：耕植土30%，生物颗粒材料(本项目以锯末替代)50%，精肥20%，进口保水剂1.5kg,复合肥2kg,水750kg。各项组合材料用量与采购地点说明如下：

　　(1)耕植土。1254.55m3×30%=376.37m3。沿线弃土场取用，平均运距6.5公里。

　　(2)干锯末。1254.55m3×50%=627.28m3。采购地点楚雄市郊，成本采购市场价每立方米205元(含:材料费115元/m3，运费60元/m3与下载30元/m3)。锯末材料费合计=627.28m3×205元/m3=128592.4元。

　　(3)干精肥。1254.55m3×20%=250.91m3。采购地点楚雄市郊，初步采用市场价(含:材料费1100元/m3，运费60元/m3与装下载60元/m3)每立方米1220元。市场价精肥材料费合计=250.91m3×1220元/m3=306110.2元。

　　(4)进口保水剂。材料用量：1254.55m3×1kg/1m3=1254.55kg。材料费：市场价(含:材料费400元/25kg，运费20元/25kg,与接货下载10元/25kg)，每25kg合计435元。市场价保水剂材料费合计=1254.55kg×435元/25kg=21819.6元。

　　(5)复合肥。材料用量：1254.55m3×2kg/1m3=2509.1kg。材料费：市场价(含:材料费200元/40kg，运费20元/40kg,与接货下载10元/40kg)，每40kg合计230元。市场价保水剂材料费合计=2509.1kg×230元/40kg=14381.33元。

　　(6)水。1254.55m3×0.75t/1m3=940.91t。沿线取用，平均运距6.5公里。

　　(二)泵送、灌注泥浆状基质料

　　主要工作内容：从搅拌站搅拌池泵入车载塑料桶、运送至施工点(平均运距约20km)、泵送至坡面植播位置、人工填注于植生孔。

　　(三)点播灌木种子

　　1.主要工作内容：室内催芽约24小时、于已经填注基质料和移栽灌木植生孔顶部周边用小铁铲撬开圆环形状沟槽、将灌木种子点播于沟槽内、用小铁铲将基质料覆盖种子、浇定根水。

　　2.按人工挖穴点播定额折算工程量。人工挖穴点播一般每平方米约5个孔，本项目点播灌木种子折算人工挖穴点播工程量为：123565穴÷5穴/m2=24713m2。

　　(四)植生孔冲刷覆盖防护板

　　1.1张三合板成品尺寸规格与市场价格：厚度小于3mm，长度1.2m，宽度2.44m。每块面积：1.2m×2.44m=2.93m2，1张三合板成品市场价格25元(含运费)。

　　2.三合板总张数与总成本价格：

　　(1)三合板总张数：9679.24m2÷2.93m2/张=3303张。

　　(2)三合板总成本价格：3303张×25元/张=82575元。

　　3.主要工作内容：采购运输至工地仓库、按小块尺寸要求划线切割、装运至工点、安装与加固，如果单块强度不足时应通过增加板块和支撑以加强防护。

　　附件：四项实用新型、发明创造专利证书彩印图片：

　　1.专利1图片：

　　2.专利2图片：

 

 

　　3.专利3图片：

 

 

　　4.发明专利申请初步审查合格通知书图片。