公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用研究

1.李巧珍 2.李宏斌

1、登封市地方道路管理所 2、登封市公路局

公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用研究

1.李巧珍 2.李宏斌

1、登封市地方道路管理所 2、登封市公路局

生態(tài)防護(hù)技術(shù)是隨著世界范圍內(nèi)公路建設(shè)而興起的一門工程技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的工程防護(hù)技術(shù)，生態(tài)防護(hù)技術(shù)充分利用植物自身特點(diǎn)并結(jié)合必要的工程防護(hù)起到工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)兼顧的目的。在越來越重視環(huán)境保護(hù)和生活質(zhì)量的今天，生態(tài)防護(hù)已成了公路邊坡防護(hù)的一種趨勢(shì)，代表著邊坡防護(hù)的發(fā)展方向。為此，本文在充分了解生態(tài)防護(hù)功能的同時(shí)，對(duì)其施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

生態(tài)防護(hù)；功能；公路邊坡；應(yīng)用

一、生態(tài)防護(hù)的功能

邊坡生態(tài)防護(hù)主要是用植物或者植物和非生命的材料相結(jié)合的方式，代替純工程防護(hù)方式，起到穩(wěn)定邊坡和防止侵蝕的作用。邊坡生態(tài)防護(hù)的功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、邊坡防護(hù)。邊坡防護(hù)是生態(tài)防護(hù)最基本的功能。合理的邊坡生態(tài)防護(hù)能防治邊坡水土流失、坡面失穩(wěn)、塌陷或者滑坡等常見的病害。生態(tài)防護(hù)一方面是通過工程防護(hù)作為受力或施力框架來維持邊坡的穩(wěn)定性，另一方面是通過植被恢復(fù)來利用植物護(hù)坡功能來進(jìn)一步穩(wěn)固土體，同時(shí)植物根系起到加筋作用，防治坡面的破壞。

2、改善行車狀況。生態(tài)植被可以提高公路交通的安全狀況，如通過視線誘導(dǎo)種植可預(yù)示或預(yù)告線型的變化；通過遮光種植可防止車輛夜間行駛對(duì)向燈光的炫目；通過明暗適應(yīng)種植，當(dāng)汽車進(jìn)入隧道時(shí)，可幫助駕駛員縮短對(duì)明暗急劇變化的適應(yīng)時(shí)間；通過緩沖種植，當(dāng)車體與路外物發(fā)生沖擊時(shí)，可降低車輛和駕駛員的損害程度。栽植的樹木花草增加了地表植被覆蓋度，攔截、抬升部分氣流，消除風(fēng)的動(dòng)能，可起到降低風(fēng)速、防止風(fēng)沙危害的作用；覆蓋的植物能減緩坡面溫差及溫度變化的影響，從而降低路表的溫度，延緩瀝青的老化，維持路面良好的使用質(zhì)量。

3、景觀功能。公路邊坡的開挖，使原來的自然景觀遭到破壞。采用植被護(hù)坡技術(shù)可以較大程度地恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境，生態(tài)防護(hù)使裸露的地表重新披上新裝，生態(tài)防護(hù)和純工程防護(hù)相比，由于植物婀娜多姿、豐富多彩的形態(tài)，使生硬的公路構(gòu)造物景觀充滿生氣，極大地豐富公路的景觀環(huán)境。

4、生態(tài)功能。生態(tài)防護(hù)可以作為公路構(gòu)造物向周圍環(huán)境過渡的緩沖帶；植物群落可以成為生物的棲息地，也能逐漸恢復(fù)因坡體開挖而遭到破壞的生物鏈，使已破壞的生態(tài)環(huán)境得到最大程度恢復(fù)；從而有效降低公路建設(shè)對(duì)生物多樣性的影響。植物對(duì)顆粒污染物具有吸滯和阻擋作用，能使空氣中的部分顆粒物沉降下來。據(jù)稱草坪的滯留塵埃的能力比裸露的土地大70倍。并且已知植物能吸收多種交通污染物質(zhì)如CO、CO、NH、HS、SO等及大氣中的金屬和非金屬粉塵；植物的吸聲作用會(huì)有效減弱交通噪聲，據(jù)北京園林科學(xué)研究所研究測(cè)定，20m寬的草坪，可減少噪聲2dB。特別對(duì)于覆蓋植被的路塹邊坡，相當(dāng)于隔斷視線的聲屏障，平均聲障衰減量達(dá)到5～7dB；高速公路兩旁的人工邊坡用綠色的喬木、灌木、草合理搭配覆蓋，加上公路兩側(cè)天然生長的喬木、灌木、花草及棲息的生物，形成一條人工與自然相結(jié)合的迷人的風(fēng)景線。

二、公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

在邊坡生態(tài)防護(hù)工程中，要根據(jù)工程所處地區(qū)的地形地貌及生態(tài)特點(diǎn)，遵循生態(tài)效益最大化、生境可容性、工程可實(shí)施性的原則，努力克服不利因素，力求提供一個(gè)高效和諧的邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)系統(tǒng)。常用的公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)有：

1、直接植草、植樹。最簡單的邊坡生態(tài)防護(hù)方式。主要適用于較為平緩的土質(zhì)邊坡以及取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)和排水溝內(nèi)外側(cè)的平臺(tái)。施工簡單，造價(jià)也較低。

2、植生帶防護(hù)技術(shù)。植生帶是采用一定的加工工藝將草種、肥料、保水劑等按一定的密度定植在可降解的無紡布上，形成一定規(guī)格的產(chǎn)品。其施工程序?yàn)椋浩秸旅妗_挖溝槽→鋪植生帶→覆土、灑水→養(yǎng)護(hù)。主要特點(diǎn)：工藝簡單，造價(jià)不高，適應(yīng)性強(qiáng)，平原地區(qū)應(yīng)用較多。

3、三維植被網(wǎng)防護(hù)技術(shù)。在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料并按一定的組合和間距種植多種植物，形成三維立體結(jié)構(gòu)網(wǎng)墊。三維植被網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)綜合土工網(wǎng)和植被護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用實(shí)例表明，三維植被網(wǎng)護(hù)坡的防護(hù)效果非常好，對(duì)邊坡的穩(wěn)定極為有效，很好地解決了巖質(zhì)邊坡、高陡邊坡防護(hù)問題，顯著提高了邊坡的整體和局部穩(wěn)定性。其施工程序?yàn)椋?鋪種植土→播種植物→覆蓋三維植被網(wǎng)。施工工藝簡單，造價(jià)低，土工網(wǎng)材料的吸熱保溫作用可促進(jìn)種子發(fā)芽，有利于植物的生長，顯著提高邊坡穩(wěn)定性，常用于高速公路高路塹防護(hù)。

4、鋼筋混凝土框架與植被結(jié)合防護(hù)技術(shù)。在邊坡上現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架或者將預(yù)制件鋪設(shè)在坡面形成框架，在框架內(nèi)回填客土并采取措施使客土固定在框架內(nèi)，然后在框架內(nèi)植草。造價(jià)高但穩(wěn)定性好，僅適用于穩(wěn)定性差且難于綠化的高陡巖質(zhì)邊坡和貧瘠土坡。

5、客土噴播技術(shù)。先清理邊坡，然后掛網(wǎng)和打設(shè)錨桿，最后選用客土噴播機(jī)將配制好的高營養(yǎng)有機(jī)土噴射到巖石表面，自上而下分兩次噴播。改良土壤結(jié)構(gòu)，能在高大邊坡上為植物生長創(chuàng)造條件，可有效減少因水土流失造成的災(zāi)害，資金投入較大，但可以長久地保護(hù)環(huán)境，用于石質(zhì)邊坡防護(hù)。具體施工流程如下：

（1）整修邊坡。整修邊坡主要任務(wù)是清除邊坡上不穩(wěn)定的石塊。把凹凸不平的地方大致整平，以便讓種植材厚薄均勻，對(duì)于松散的巖石用水泥砂漿抹縫粘結(jié)，若巖石邊坡本身不穩(wěn)定，應(yīng)該進(jìn)行加固處理，方法是采用預(yù)應(yīng)力錨桿錨索固定。

（2）錨桿、掛網(wǎng)。先在坡面上鋪鍍鋅鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料加強(qiáng)網(wǎng)、網(wǎng)孔規(guī)格為5cm×5 cm。然后用風(fēng)鉆或電鉆按1×1m間距梅花形布置錨桿和錨釘。錨桿長90-100 cm。錨釘長約50-60 cm。應(yīng)特別注意網(wǎng)與巖石之間的距離約為種植基材厚度的一半。掛網(wǎng)的目的是讓種植基材在巖石表石形成一個(gè)持久的整體板塊。

（3）種植基材噴播。種植基材按比例混合后呈干粉狀。用專用的客土噴播機(jī)在大馬力空氣壓縮機(jī)的風(fēng)壓下，將種植基材均勻地噴上巖石表石，在噴口處用另外的設(shè)備同時(shí)加水，這樣種植基材落在巖石上就是潮濕的。噴射設(shè)計(jì)厚度為10±3 cm。噴射厚度是今后植物生長的關(guān)鍵所在。此環(huán)節(jié)應(yīng)隨時(shí)檢查厚度以保證施工質(zhì)量。

（4）噴播植物種子。將先配好的種子和紙漿等混合材料用液壓噴播植草機(jī)直接噴射在種植基材表面上，這施工環(huán)節(jié)和液壓噴播植草相同。應(yīng)注意的是：1、噴播草籽經(jīng)拌均勻把粘附在紙漿或木桿等附著物上。2、在南方由于夏季氣候氣溫高、蒸發(fā)量大，陽坡的種子發(fā)芽率多有降低，陽坡應(yīng)適當(dāng)加大種子的用量。

（5）覆蓋。南方雨水較多，可用無紡布（16g-18g/m2）覆蓋以防止雨水沖刷，北方可用草簾覆蓋，覆蓋的目的，一是防止雨水沖刷，二是防止水分蒸發(fā)過快，三是保溫利于種子發(fā)芽。

（6）養(yǎng)護(hù)。草坪植物雖然適應(yīng)性強(qiáng)，但仍然是“三分種、七分養(yǎng)”因此應(yīng)特別重視草坪的養(yǎng)護(hù)。噴播后如未下雨則每天澆水以保持土壤濕潤，狗牙根一般7天左右發(fā)芽，百喜草一般15-20天發(fā)芽，畫眉草一般4-5天發(fā)芽，45天左右可以成坪。2個(gè)月覆蓋率可達(dá)90%以上，成坪后可逐漸減少澆水的次數(shù)。在養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)隨時(shí)觀察草坪的水肥情況。水分主要是看根系土壤的濕潤程度。在草坪成坪后由于其自身形成了一層草毯，對(duì)土壤中的水分散失有一定的保護(hù)性。一年以后，草坪基本上形成了其自身的生態(tài)，不需要特別的養(yǎng)護(hù)。

6、濕式噴播技術(shù)。以水為載體，通過專門的噴播機(jī)械將調(diào)配好的水、草種、肥料、土壤穩(wěn)定劑等由噴射泵噴在土壤面。噴射功能大，效率高，省工省時(shí)，建植的植物均勻整齊，綠化效果顯著，用于高陡邊坡強(qiáng)制綠化。

7、土工格室植草防護(hù)技術(shù)。土工格室主要由PE、PP材料經(jīng)過加工形成的立體格室。其施工工藝為：土工格室→填充種植土→播種植物。土工格室能夠?yàn)橹参锷L提供穩(wěn)定、良好的生存環(huán)境，且工藝操作方便，施工速度快。

8、混噴植草技術(shù)。全稱“階梯式植生帶綠化方法”，其核心是在巖質(zhì)坡面上營造一個(gè)既能讓植物生長發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。它利用特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水后噴射到巖石面上，由于水泥的粘結(jié)作用，上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體。由于噴混層敷設(shè)成網(wǎng)格狀，植生帶直接提供植物所需的水分和養(yǎng)分，所以經(jīng)過一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)后，從有機(jī)質(zhì)混凝土中長出的草就將覆蓋整個(gè)坡面，很快達(dá)到植生綠化的目的，主要用于較陡邊坡。

9、植被混凝土坡面綠化技術(shù)。用錨桿固定巖體上的鐵絲或塑料網(wǎng)，然后由噴錨設(shè)備把植被混凝土原料噴射到巖石坡面，最后鋪蓋無紡布防曬保濕。水泥使植被混凝土形成具有一定強(qiáng)度的防護(hù)層，可以解決巖質(zhì)邊坡防護(hù)與綠化問題，適用于高陡巖石邊坡。

三、結(jié)束語

綜上所述，近年來，由于高等級(jí)公路的大規(guī)模建設(shè)，經(jīng)常需要開挖大量邊坡。邊坡的開挖破壞了原有的植被覆蓋層，導(dǎo)致出現(xiàn)大量的次生裸地以及嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，加劇了生態(tài)系統(tǒng)的退化。這種現(xiàn)象在我國干旱地區(qū)尤為明顯。公路工程建設(shè)者受到來自生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的壓力越來越大，如何快速恢復(fù)開挖邊坡的生態(tài)環(huán)境并實(shí)現(xiàn)坡面的植被保護(hù)是一個(gè)亟需研究和解決的問題。為此，必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，合理選取邊坡防護(hù)技術(shù)，重視生態(tài)保護(hù)。

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