譚可奇，范湘蓉，李建華

(中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 概 述

我國是自然災(zāi)害頻發(fā)的國家，特別是在西南高山峽谷地區(qū)，震后邊坡，植被損毀嚴(yán)重，坡面表部松散崩積物穩(wěn)定性較差，山體長期裸露，容易造成風(fēng)沙和小型滾石；在暴雨天氣下，容易形成土滑或小型泥石流；對(duì)邊坡下部行人和建筑物安全造成一定威脅，同時(shí)容易造成水土流失；一般震后邊坡需要幾年甚至幾十年才能夠穩(wěn)定。震后對(duì)邊坡處理難度大、范圍廣、資金需求大。如何能夠有效治理邊坡，同時(shí)又能節(jié)省投資，并兼顧生態(tài)環(huán)境一直是當(dāng)前面臨的一大難題。

近年來，我國地質(zhì)災(zāi)害防治工程，更注重工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)相互協(xié)調(diào)發(fā)展， 強(qiáng)化了防治工程的綠色環(huán)保意識(shí)，使地質(zhì)災(zāi)害治理與生態(tài)環(huán)境保護(hù)成為一個(gè)相輔相成的統(tǒng)一體，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。經(jīng)近年來的實(shí)踐，在恢復(fù)地震中遭到破壞的邊坡植被的生態(tài)防護(hù)技術(shù)上有了長足的進(jìn)步。

對(duì)邊坡防護(hù)的實(shí)踐和認(rèn)識(shí)大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：從上世紀(jì)90年代初采用噴射混凝土、錨噴錨桿和漿砌、干砌片石防護(hù)為代表的全覆蓋封閉鋼性防護(hù)階段；發(fā)展到在以鋼性骨架防護(hù)為主并在其中穿插種植攀巖植物、坡頂栽植垂吊植物及花油木等單一或多草種防護(hù)；過渡到以建立藤本、灌木、多草種相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)(以生態(tài)為主鋼性骨架為輔)。

生態(tài)護(hù)坡根據(jù)地質(zhì)條件可分為土質(zhì)生態(tài)邊坡防護(hù)和巖質(zhì)生態(tài)邊坡防護(hù)。土質(zhì)邊坡一般選擇適合當(dāng)?shù)厣L植物即可，巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)的關(guān)鍵是建立創(chuàng)造植被生長的有利環(huán)境。

生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)的原則：

(1)保證邊坡的穩(wěn)定性和安全性；

(2)遵從植物生態(tài)習(xí)性，因地制宜，以當(dāng)?shù)毓嗄緸橹?，喬灌草相結(jié)合，保持物種多樣性，優(yōu)化植物配置；

(3)遵從互惠共生的原理，協(xié)同植物之間的關(guān)系。

植被的選擇需注意三點(diǎn)：

(1)生態(tài)性，是指植物能夠美化環(huán)境，且具有頑強(qiáng)生命力；

(2)形態(tài)性，是指植物在較大范圍覆蓋邊坡；

(3)地域性，是指盡量選用本地物種(不宜選用外來物種)更能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c環(huán)境。

2 生態(tài)治理技術(shù)在“5·12”震后邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

2.1 土質(zhì)生態(tài)邊坡防護(hù)

2.1.1 人工種草護(hù)坡

人工種草護(hù)坡，是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施。在震后邊坡治理中多用于高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質(zhì)路塹和路堤邊坡防護(hù)工程。該技術(shù)具有施工簡單、造價(jià)低廉等特點(diǎn)。廣泛運(yùn)用在都汶高速及國道G213線路堤邊坡上。

2.1.2 平鋪草皮護(hù)坡

平鋪草皮護(hù)坡，是通過人工在邊坡面鋪設(shè)天然草皮的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施。在震后邊坡治理中多用于附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質(zhì)及嚴(yán)重風(fēng)化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護(hù)工程，是設(shè)計(jì)應(yīng)用最多的傳統(tǒng)坡面植物防護(hù)措施之一。該技術(shù)具有施工簡單、工程造價(jià)較低等特點(diǎn)。廣泛運(yùn)用在省道S303線映秀至臥龍段道路兩側(cè)。

2.1.3 掛三維網(wǎng)植草法

三維網(wǎng)一般由聚氯乙烯材料制成，具有很好的抗老化能力，它能極大地減輕水對(duì)邊坡土的沖刷剝蝕，從而達(dá)到護(hù)坡和保護(hù)草種的目的。待草種發(fā)芽形成植被時(shí)，草根生長與三維網(wǎng)即形成地面網(wǎng)系， 坡面土層、三維網(wǎng)和草坪共同組成立體坡面防護(hù)體系，有效抑制暴雨徑流對(duì)邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強(qiáng)度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這是目前震后邊坡應(yīng)用較多的一種邊坡防護(hù)和綠化的方法。該技術(shù)主要適用于較緩的土質(zhì)及部分沙石土邊坡，不能用于陡坡和巖石邊坡。 三維網(wǎng)植草具有工藝簡單， 操作方便， 施工速度快的特點(diǎn)， 實(shí)際應(yīng)用較多。

三維網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)廣泛應(yīng)用于水電工程及道路邊坡，像耿達(dá)水電站導(dǎo)流洞進(jìn)口道路邊坡，該邊坡整體穩(wěn)定，坡面為塊碎石土，坡高約60m，坡度為30°～40°，容易產(chǎn)生滾石危及工程及人員安全，經(jīng)采用三維網(wǎng)技術(shù)治理后，目前植被恢復(fù)良好。

三維網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)綜合了土工網(wǎng)和植物護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)，起到了復(fù)合護(hù)坡的作用。根據(jù)采用該技術(shù)已修復(fù)的邊坡統(tǒng)計(jì)表明，植被覆蓋率達(dá)到30%以上時(shí)，能承受小雨的沖刷，覆蓋率達(dá)80%以上時(shí)能承受暴雨的沖刷。待植物生長茂盛時(shí)，能抵抗沖刷的徑流流速達(dá)6m/s，為一般草皮的2倍多。三維網(wǎng)的存在，對(duì)減少邊坡土壤的水分蒸發(fā)，增加入滲量有良好的作用。同時(shí)，由于土工網(wǎng)材料為黑色的聚乙烯，具有吸熱保溫的作用，可促進(jìn)種子發(fā)芽，有利于植物生長。

2.1.4 框格防護(hù)

框格防護(hù)是用混凝土、漿砌塊(片)石等材料，在邊坡上形成骨架，能有效地防止邊坡在坡面水沖刷下形成沖溝，同時(shí)提高了邊坡表面地表粗度系數(shù)，減緩了水流速度。一般沖刷僅限于框格內(nèi)局部范圍，采用框格防護(hù)與種草防護(hù)相結(jié)合的方法，提高了防護(hù)效果、美化了環(huán)境?？蚋穹雷o(hù)是在整體穩(wěn)定性較差的震后土質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化邊坡中最常用的一種治理措施，框格的節(jié)點(diǎn)上可設(shè)置錨桿或錨索，可增加邊坡的整體穩(wěn)定性?？蚋裥螤羁筛鶕?jù)人們對(duì)環(huán)境美化、綠化空間總體的要求，做出各式各樣的造型，如斜45°大框格、六角形混凝土預(yù)制塊防護(hù)、拱形防護(hù)、麥穗型等。砌筑材料可因地制宜，選用漿砌塊(片)石、混凝土構(gòu)件等。根據(jù)邊坡實(shí)際情況，如邊坡表面較為松散，容易產(chǎn)生滾石或小型土滑，可在框格之間設(shè)置三維網(wǎng)或金屬網(wǎng)，穩(wěn)定的邊坡可促進(jìn)植被的生長。該技術(shù)廣泛運(yùn)用于震后水電工程邊坡，像漁子溪、映秀灣、耿達(dá)等廠區(qū)邊坡，取得了良好的效果。

2.1.5 植物樁格構(gòu)

植物樁格構(gòu)是以易生長植物樁為攔擋措施，對(duì)邊坡實(shí)現(xiàn)分級(jí)攔擋，從而減少邊坡滾石及土滑的可能性，同時(shí)植物樁生根成林以實(shí)現(xiàn)恢復(fù)邊坡綠化的目的。

植物樁格構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng)性的技術(shù)，主要包括植物樁、主截水溝、次截水溝。

具體實(shí)施方式：

(1)準(zhǔn)備植物樁。植物樁采用洋槐、白楊、楊柳等適宜于當(dāng)?shù)厣L的樹種，樁底削成楔形，樁體總長度約1m。

(2)實(shí)施過程。根據(jù)現(xiàn)場情況確定植物樁行距，一般為5～6m，見圖1。將植物樁插入土體深度不小于40cm，植物樁與木桿橫擋采用鐵釘或捆扎連接，見示意圖2。

圖1 典型布置

圖2 植物格柵示意

(3)設(shè)置次排水溝。在植物樁格構(gòu)上游側(cè)設(shè)置次排水溝，一般尺寸不小于30cm×30cm，排水溝材料可采用混凝土、漿砌石、粘土等均可。

(4)設(shè)置主排水溝。在治理范圍周邊設(shè)置主排水溝，排水溝尺寸可根據(jù)治理范圍大小確定，一般尺寸不小于50cm×50cm，排水溝材料可采用混凝土、漿砌石、粘土等材料均可；

(5)后期維護(hù)。定時(shí)對(duì)截水溝填渣進(jìn)行清理，保證截排水效果。

采取該措施后，能夠有效攔截滾石，防治水土流失。

植物樁格構(gòu)具有工藝簡單，操作方便，施工速度快的特點(diǎn)，本技術(shù)成功運(yùn)用在福堂水電站休息園區(qū)后邊坡上，2009年實(shí)施，經(jīng)歷四個(gè)雨季后，目前邊坡上洋槐植物樁已生根成林，同時(shí)坡面由于植物樁格構(gòu)分級(jí)攔擋，坡面逐漸趨于穩(wěn)定，植被生長迅速，整個(gè)邊坡基本已被植物覆蓋，取得了很好的治理效果。

2.2 巖質(zhì)生態(tài)邊坡防護(hù)

2.2.1 掛金屬柔性網(wǎng)防護(hù)

主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是以鋼絲繩網(wǎng)為主的各類柔性網(wǎng)覆蓋包裹在所需防護(hù)斜坡或巖石上，以防止或限制坡面巖石土體的風(fēng)化剝落或破壞以及危巖崩落(加固作用)，或?qū)⒙涫刂朴谝欢ǚ秶鷥?nèi)運(yùn)動(dòng)(圍護(hù)作用)。

材質(zhì)：鋼絲繩網(wǎng)、普通鋼絲格柵(常稱鐵絲格柵)和TECCO高強(qiáng)度鋼絲格柵 。

作用原理類似于噴錨和土釘墻等面層護(hù)坡體系，但因其柔性特征能使系統(tǒng)將局部集中荷載向四周材質(zhì)(鋼絲繩網(wǎng)、普通鋼絲格柵和TECCO高強(qiáng)度鋼絲格柵)均勻傳遞以充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的防護(hù)能力，即局部受載。

系統(tǒng)的開放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水壓力的升高而引起的邊坡失穩(wěn)問題；該系統(tǒng)除對(duì)穩(wěn)定邊坡有一定貢獻(xiàn)外，同時(shí)還能抑制邊坡遭受進(jìn)一步的風(fēng)化剝蝕，且對(duì)坡面形態(tài)特征無特殊要求，不改變坡面原有地貌形態(tài)和植被生長條件，其開放特征給隨后或今后有條件并需要時(shí)實(shí)施人工坡面綠化保留了必要的條件，綠色植物能夠在其開放的空間上自由生長，植物根系的固土作用與坡面防護(hù)系統(tǒng)結(jié)為一體，從而抑制坡面破壞和水土流失，反過來又保護(hù)了地貌和坡面植被，實(shí)現(xiàn)最佳的邊坡防護(hù)和環(huán)境保護(hù)目的。

掛金屬柔性網(wǎng)具有操作方便，施工速度快的特點(diǎn)，本技術(shù)在都汶高速、G213沿線及水電工程邊坡廣泛運(yùn)用。

2.2.2 噴混植草法

這是在巖石或混凝土坡面上噴1～2 層植生基質(zhì)(或植被混凝土)，從而綠化和防護(hù)坡面的一種方法。 其核心技術(shù)是植生基質(zhì)的配方。 要求植生基質(zhì)在巖石或混凝土坡面上營造一個(gè)既能讓植物生長發(fā)育而自身又不怕沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 它的主要成分應(yīng)有：土壤礦物質(zhì)、膠結(jié)材料、PH 緩沖劑、 肥料和有機(jī)質(zhì)、成孔材料、 保水劑、植物種子、 水、 空氣。 膠結(jié)材料主要有水泥(PH 值過高)、有機(jī)膠結(jié)材料(成本太高)和高分子材料(尚處于試驗(yàn)階段)3種。 目前應(yīng)用最多的是水泥膠結(jié)材料。由于膠結(jié)材料的粘結(jié)作用， 植生基質(zhì)混合物可在巖石表面形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體，一定程度的硬化使其能承受一般程度的沖蝕。而空隙內(nèi)填有植物種子、 土壤、 肥料、保水材料等，空隙具有保水、供肥、 提供植物根系生長空間等作用。

噴混植草適用于所有巖質(zhì)坡面，可代替掛網(wǎng)噴混凝土?？煞乐惯吰戮植啃〉幕?。 對(duì)于大體積的滑移則需要在錨索或錨桿框格和拱架內(nèi)實(shí)施噴混植草。對(duì)于坡度較小、 巖體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的邊坡，可不掛網(wǎng)，直接向巖面噴混植草。

噴混植草法是國內(nèi)投入人力和經(jīng)費(fèi)較大的一種方法。但也是目前綠化巖石邊坡成功的技術(shù)之一。已成功運(yùn)用在都汶高速都江堰至映秀震后部分垮塌路段的巖石邊坡上，目前已綠草萋萋，取得了很好的固坡和綠化效果。

3 結(jié)束語

經(jīng)歷幾個(gè)雨季，上述生態(tài)治理技術(shù)在“5·12”震后邊坡治理中已得到充分地檢驗(yàn)。除人工種草護(hù)坡及平鋪草坪護(hù)坡未到達(dá)理想效果外，其余土質(zhì)和巖質(zhì)生態(tài)邊坡防護(hù)技術(shù)都取得了良好的治理效果，值得推廣和借鑒。人工種草護(hù)坡及平鋪草坪護(hù)坡主要是由于草籽和草皮容易被雨水沖走，成活率低，且后期養(yǎng)護(hù)困難等原因，從而未達(dá)到滿意的邊坡防護(hù)效果。

震后地區(qū)的工程邊坡總體適宜發(fā)展邊坡生態(tài)防護(hù)工程。本文對(duì)震后應(yīng)用到的邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)作了介紹和探討，希望能讓邊坡生態(tài)防護(hù)在震后邊坡治理中得到更多的重視，進(jìn)一步樹立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念，重塑山川秀美，走可持續(xù)發(fā)展道路。各種生態(tài)防護(hù)技術(shù)還需要完善、需要研究新的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

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