郭 萍 蔡 璟/湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院

邊坡生態(tài)防護研究進展與技術(shù)應(yīng)用

郭 萍 蔡 璟/湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院

邊坡生態(tài)防護是以建立邊坡防護和生態(tài)恢復(fù)相結(jié)合的防護體系為主要內(nèi)容。文中分析了國內(nèi)外生態(tài)邊坡防護的研究動態(tài)、生態(tài)防護機制和效應(yīng),綜合分析了各種生態(tài)防護技術(shù)在邊坡防護中的特點。

生態(tài)防護；植被護坡；力學(xué)效應(yīng)；防護技術(shù)

1.生態(tài)防護設(shè)計原則

1.1穩(wěn)定邊坡

生態(tài)防護設(shè)計前，要詳細調(diào)查治理范圍內(nèi)邊坡的穩(wěn)定性，根據(jù)邊坡的現(xiàn)狀采取相對應(yīng)的穩(wěn)定措施。

1.2理順關(guān)系

詳細調(diào)查治理范圍及其周邊水系，進行合理規(guī)劃和疏導(dǎo)，形成良好的排水系統(tǒng)，保證整治范圍及周邊不受新的雨水侵蝕而造成水土流失。

1.3恢復(fù)植被

根據(jù)公路邊坡周邊植被情況，通過必要手段使整治范圍內(nèi)植被盡快恢復(fù)。通過選擇鄉(xiāng)土樹種，因地制宜采用多種植物相搭配，使得復(fù)綠后的邊坡不僅能與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，而且能建立景觀植物群落以及豐富林相。

2.生態(tài)防護方法

公路邊坡生態(tài)設(shè)計具有景觀及生態(tài)的雙重要求。應(yīng)針對項目所處的特殊人文歷史環(huán)境、總體景觀風(fēng)格及保護生態(tài)環(huán)境的要求，在遵循新的邊坡防護設(shè)計理念的基礎(chǔ)上，通過詳細的現(xiàn)場踏勘調(diào)查，然后依據(jù)景觀要求對不同邊坡進行分類，最后分別制定不同的景觀綠化措施技術(shù)路線。這種方法突破了傳統(tǒng)的單一強調(diào)“景觀功能”或“生態(tài)功能”的邊坡綠化防護的不足，為類似公路邊坡綠化方案設(shè)計提供了可資借鑒的工作方法和思路。

2.1人工種草護坡

人工種草護坡是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護措施，成本相對最低。這種方法，多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質(zhì)路塹和路堤邊坡防護工程。具有施工簡單、造價低，可以與植樹相結(jié)合等特點。但由于草籽播撒不均勻，又易被雨水沖走而造成草籽成活率偏低，達不到邊坡防護效果，造成坡面沖溝、表土流失等邊坡病害，導(dǎo)致大量邊坡病害整治、修復(fù)工程，使得該技術(shù)近年應(yīng)用較少。應(yīng)用該種方法，植物一般1個～3個月后見綠，整體復(fù)綠需半年時間。

2.2平鋪草皮護坡

平鋪草皮護坡，就是通過人工在邊坡面鋪設(shè)天然草皮的一種傳統(tǒng)防護措施，施工簡單、工程造價低，適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工程。但由于施工后期養(yǎng)護困難，平鋪草皮易被沖走，且成活率低，工程質(zhì)量難以保證，常常達不到滿意的邊坡防護效果。近年來，草皮來源緊張，平鋪草皮護坡作用逐漸受到了一定限制。應(yīng)用該種方法，植物當(dāng)時見綠，但隨著時間推移效果會降低。

2.3土工網(wǎng)植草護坡

土工網(wǎng)植草護坡，是國外近十多年新開發(fā)的一項集坡面加固和植物防護于一體的復(fù)合型邊坡植物防護措施。該技術(shù)所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護新材料，是通過特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng)，不僅具有加固邊坡功能，在播種初期還能起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發(fā)芽、生長的作用。隨著植物生長、成熟，坡面逐漸被植物覆蓋，這樣植物與土工網(wǎng)就共同對邊坡起到了長期防護、綠化作用。土工網(wǎng)植草護坡能承受4 m/s以上流速的水流沖刷，在一定條件下可替代漿（干）砌片石護坡。應(yīng)用該種方法，植物一般1個～2個月后見綠，整體復(fù)綠需半年時間。

2.4客土植生植物護坡

客土植生植物護坡，就是在邊坡坡面上掛網(wǎng)機械噴填（或人工鋪設(shè)）一定厚度適宜植物生長的土壤或基質(zhì)（客土）和種子的邊坡植物防護措施。該技術(shù)特點是，可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件選擇基質(zhì)和種子配方，從而具有廣泛的適應(yīng)性，多用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以由機械拌和、掛網(wǎng)實施容易，因此施工的機械化程度高、速度快，無論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網(wǎng)噴砼防護要優(yōu)越，而且植被防護效果良好，基本不需要養(yǎng)護即可維持植物的正常生長。該項技術(shù)在公路邊坡防護中已被大量應(yīng)用。應(yīng)用該種方法，植物一般15 d～30 d后見綠，整體復(fù)綠需90 d。

2.5植被混凝土生態(tài)防護技術(shù)

混凝土是一種新型的護坡形式，主要使用于風(fēng)化巖石邊坡，堅硬巖石邊坡，也可用于土質(zhì)邊坡或平地。但對于土質(zhì)邊坡或平地應(yīng)用本技術(shù)進行適當(dāng)簡化。為了植物能夠良好生長和使用植被混凝土的坡面有好的景觀環(huán)境，建議使用植被混凝土邊坡的坡度應(yīng)小于60。

植被混凝土施工工藝根據(jù)采用的坡面骨架形式不同而有所不同，對于采用框格骨架的植被混凝土工程先在邊坡上設(shè)置框格骨架，再在坡面上填厚6.5厘米的培養(yǎng)土層，然后將預(yù)制好的混凝土試件涂敷底層、灌注植生基材、涂敷含植物種子的面層，再將試件鋪設(shè)在坡上并勾縫形成植被層。該施工工藝包括以下八道主要工序：多孔混凝土試件預(yù)制、現(xiàn)場準(zhǔn)備、整平坡表、設(shè)置框格骨架、填筑培養(yǎng)土層、植生基材配置、現(xiàn)場鋪設(shè)、養(yǎng)護、植被混凝土護坡工程的養(yǎng)護管理包括澆水、追肥、病害防治、蟲害防治等內(nèi)容。

3.邊坡分析及生態(tài)防護方法選用

3.1未風(fēng)化普通巖石坡

該類坡屬于典型的未風(fēng)化高邊巖石邊坡，整個坡面由完整的巖石組成，坡面平整，邊坡高大，基本小于15m，坡度不大。該類坡面普通綠化方法是不能使其坡面達到生態(tài)防護效果的，只能采用厚層基質(zhì)噴附護坡方法或者客土植生植物護坡方法。防護方法：植被混凝土生態(tài)防護、客土植生植物護坡

3.2風(fēng)化巖石邊坡

該類坡屬于風(fēng)化低邊巖石邊坡，坡面平整、風(fēng)化嚴(yán)重，由大部分風(fēng)化石組成，邊坡高小于8 m，坡度不大，普通綠化方法不能使坡面達到生態(tài)防護要求，只能采用厚層基質(zhì)噴附護坡方法或者客土植生植物護坡方法。防護方法：植被混凝土生態(tài)防護、客土植生植物護坡。

3.3土石邊坡

該類坡屬于典型的土石邊坡，坡面平整，且由土和風(fēng)化石等組成，坡度不大，一般小于1∶0.75。相對于巖石坡面，生態(tài)防護方法比較多，如土工網(wǎng)植草護坡、客土植生植物護坡、厚層基質(zhì)噴附護坡都可以應(yīng)用該類坡面。但結(jié)合北方地區(qū)已有類似公路的生態(tài)防護效果總結(jié)，客土植生植物護坡和厚層基質(zhì)噴附護坡比較好。防護方法：客土植生植物護坡、植被混凝土生態(tài)防護、土工網(wǎng)植草護坡。

3.4穩(wěn)定土邊坡

此類邊坡屬于低邊土邊坡，坡面平整、邊坡坡度緩，主要由土組成，相對巖石坡面和土石坡面，常用的生態(tài)防護方法都可以在此類坡面上應(yīng)用。如人工種草護坡、平鋪草皮護坡、土工網(wǎng)植草護坡、客土植生植物護坡、植被混凝土生態(tài)防護等。結(jié)合北方地區(qū)已有類似公路生態(tài)防護工程總結(jié)，客土植生植物護坡和厚層基質(zhì)噴附護坡比較好，人工種草護坡、平鋪草皮護坡不能達到護坡效果。防護方法：客土植生植物護坡、植被混凝土生態(tài)防護、土工網(wǎng)植草護坡。

3.5路堤邊坡

路堤邊坡一般為回填路基，主要表現(xiàn)為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來自大氣降水對邊坡的直接沖刷，使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝，沖溝不斷發(fā)展導(dǎo)致路基發(fā)生破壞。常規(guī)綠化方法，如人工種草護坡、平鋪草皮護坡、土工網(wǎng)植草護坡等，都可以達到生態(tài)防護效果。防護方法：人工種草護坡、平鋪草皮護坡、土工網(wǎng)植草護坡

4.結(jié)束語

總之,生態(tài)防護工程是公路建設(shè)的重要組成部分,是防治路基病害、保證路基穩(wěn)定、改善環(huán)境景觀及保護生態(tài)平衡的重要措施。高速公路路基邊坡防護方法通常分植物防護和工程防護2大類。工程防護主要利用土工砌體或混凝土形成一定的結(jié)構(gòu)對路塹邊坡進行防治,由于其取材方便,設(shè)計施工技術(shù)較成熟,處理深層失穩(wěn)塹坡安全性高,故成為公路部門長久以來一直采用的防護方法,但該法造價較高,易破壞公路沿線自然景觀及生態(tài)平衡。缺乏植物覆蓋的邊坡一方面不利于水上保持,大量的雨水直接流失,還加大了對道路周邊地區(qū)的沖刷,給農(nóng)田水利帶來不利影響;另一方面也不利于改善高速公路的行車效果,大量裸露的巖石和混凝土視覺效果非常差,也不利于吸收陽光和汽車尾氣,與高速公路快捷舒適的特點不相協(xié)調(diào),在一定程度上也給高速公路的行車帶來不安全因素。因此,從防護效益、生態(tài)效益、社會效益而言,生態(tài)防護技術(shù)具有其它工程措施無法比擬的優(yōu)勢。

[1]宋玲，余娜，許文年等. 植被混凝土護坡綠化技術(shù)在高陡邊坡生態(tài)治理中的應(yīng)用，中國水土保持[J].2009.5:15-16

[2]王云，龍春林，劉怡濤等.植物在高速公路邊防護中的應(yīng)用，水土保持研究[J].2005,12(3) :199-202

[3]劉黎明，邱衛(wèi)民，許文年等. 傳統(tǒng)護坡與生態(tài)護坡比較與分析，三峽大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）[J].2007,29(6) :528-532

項目支撐：

2016年度宜昌市課題《礦區(qū)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)基材肥力可持續(xù)性研究》“A16-302-b01”