喀斯特地區(qū)石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究

李玉梅1，劉敬霜2

（1.百色高速公路運營有限公司，廣西百色 533000；2.廣西紅都高速公路有限公司，廣西南寧 530021）

喀斯特地區(qū)石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究

李玉梅1，劉敬霜2

（1.百色高速公路運營有限公司，廣西百色 533000；2.廣西紅都高速公路有限公司，廣西南寧 530021）

喀斯特石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)是高速公路建設(shè)中的一個難題。文中針對目前常用的公路石質(zhì)邊坡綠化處治方案，結(jié)合靖西至那坡高速公路喀斯特石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)處治案例，通過介紹生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的設(shè)計原理、施工工藝及技術(shù)優(yōu)勢，闡述了該技術(shù)在喀斯特石質(zhì)邊坡處治中的應(yīng)用效果和推廣價值。該工程石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)嘗試突破傳統(tǒng)綠化方法，以構(gòu)建小型生態(tài)系統(tǒng)為目的，通過改善植物生長環(huán)境、坡面外觀修復(fù)等方法對邊坡的開挖面進(jìn)行加固及生態(tài)恢復(fù)，增強邊坡穩(wěn)定性、創(chuàng)造良好環(huán)境，取得了預(yù)期效果。

公路；石質(zhì)邊坡；生態(tài)恢復(fù)；喀斯特地區(qū)

高速公路是為公眾提供出行服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)保意識的增強，人們對高速公路服務(wù)的期望不再局限于安全、舒適，還包括行駛途中能欣賞令人悅目的景觀，從而緩解駕駛疲勞。由于高速公路本身就是其所處環(huán)境景觀的重要組成部分，如何實現(xiàn)道路與自然的和諧，營造優(yōu)美、舒適的行車環(huán)境成為目前高速公路建設(shè)中的一個重要課題。在中國很多喀斯特地貌地區(qū)，石質(zhì)邊坡開挖后難以達(dá)到光面爆破的效果，且邊坡外露面由于缺少土壤和養(yǎng)分，植被自然更新和恢復(fù)速度非常緩慢，治理較為困難，對環(huán)境及路容路貌造成較大影響，成為高速公路建設(shè)者關(guān)注的重點。

靖西至那坡高速公路位于廣西西南部，與云南交界，地處云貴高原邊緣，巖溶發(fā)育，洼地密布，山嶺綿亙，地形較為復(fù)雜，屬于典型的喀斯特地區(qū)。沿線主要為巖溶峰叢洼地地貌、剝蝕殘積準(zhǔn)平原地貌及剝蝕丘陵地貌。出露地層按照巖性組成劃分，主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、砂巖和鋁土巖等。該文結(jié)合該項目K35+420—500路塹石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)處治實例，探討邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)用于喀斯特石質(zhì)邊坡處治的施工方案及工藝。

1　石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)原理

石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)沒有刻意追求邊坡的綠化覆蓋率，而是模擬周邊自然環(huán)境，將邊坡作為一個小型生態(tài)系統(tǒng)來恢復(fù)。而生態(tài)系統(tǒng)是一定空間內(nèi)生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體，其主要組成成分是無機環(huán)境及生物群落，兩者相互影響和制約。因此，邊坡的生態(tài)恢復(fù)不但包括生物群落的恢復(fù)，還包括無機環(huán)境的恢復(fù)。原有石質(zhì)邊坡治理方法往往過于注重生物群落的恢復(fù)，而忽視無機環(huán)境恢復(fù)的重要性和可持續(xù)性。生態(tài)恢復(fù)技術(shù)以尊重自然規(guī)律為原則，采用生態(tài)恢復(fù)和景觀營建結(jié)合的思路，對于坡面內(nèi)具備植物生長條件的部分，采取人為干預(yù)措施，改善無機環(huán)境，促進(jìn)植物生長恢復(fù)；對于確實不具備植物生存條件的部分，則以外觀修復(fù)為主，通過工程措施對開挖創(chuàng)面進(jìn)行修飾，呈現(xiàn)自然風(fēng)化的效果，達(dá)到與環(huán)境自然過渡、和諧統(tǒng)一的目的。

2　工程實例

2.1工程概況

K35+420—500右側(cè)高邊坡，路段長80m，最大挖方高度28.1m。為巖溶峰叢洼地地貌，邊坡位于灰?guī)r山峰坡腳。該邊坡屬于堅硬巖邊坡，基巖裸露，為灰、淺灰白色中厚層至塊狀微風(fēng)化白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，巖石堅硬、較完整，表面裂隙較發(fā)育，層理不明顯。該邊坡原設(shè)計坡率為1∶0.5，防護(hù)形式為光面爆破+植藤綠化。開挖揭示，巖層間結(jié)合及邊坡整體自穩(wěn)性較好，但坡面平整度差，多凹槽及小平臺，部分邊坡節(jié)理發(fā)育，裂隙較多。

2.2處理方案比選

從安全、技術(shù)、美觀及經(jīng)濟角度選擇，適用的邊坡處理方法宜以坡面修復(fù)為主。針對該石質(zhì)邊坡開挖的坡面實際情況，以下幾種處理方案比較符合其恢復(fù)要求：

（1）植生袋法。植生袋（內(nèi)含植物種子、長效復(fù)合肥、生物菌肥等混合料）用基質(zhì)（種植土、泥炭土、河砂等）填充后，通過回填或錨固的方式固定于邊坡上，種子發(fā)芽生長后達(dá)到綠化效果。其優(yōu)點是施工工藝簡單，能適應(yīng)土壤貧瘠、覆蓋層薄等不利條件。缺點是適用于已做工程加固石質(zhì)邊坡及較低緩的石質(zhì)邊坡處理；對于較陡的邊坡，其工程量大，安全系數(shù)不高，造價高，占地大，施工進(jìn)度較慢。

（2）掛網(wǎng)客土噴播法。掛網(wǎng)客土噴播法是目前應(yīng)用最廣泛的石質(zhì)邊坡綠化方法。首先根據(jù)邊坡情況，把鐵絲網(wǎng)或三維網(wǎng)錨固于邊坡上，隨后將土壤、肥料、保水劑、種子（含草本、灌木或喬木）等材料加水混合后用噴播機噴射到邊坡上。植物發(fā)芽生長后，根系緊密結(jié)合，達(dá)到固土護(hù)坡、恢復(fù)植被的目的。其優(yōu)點是施工工藝簡單，施工進(jìn)度快，造價不高。缺點是只適用于坡率較緩的邊坡，坡率小于1∶1時很容易被雨水沖刷；植物群落自我更新能力較弱，易發(fā)生退化，生態(tài)系統(tǒng)難以持續(xù)恢復(fù)。

（3）噴混植生技術(shù)。噴混植生技術(shù)與掛網(wǎng)客土噴播法類似，區(qū)別在于該技術(shù)在混合料中添加了水泥、粘結(jié)劑、ph緩沖劑等材料，噴射到巖面后會形成近10cm具有連續(xù)空隙的硬化體，種子可以在硬化體空隙中發(fā)芽生長，從而達(dá)到恢復(fù)植被的目的。其優(yōu)點是施工工藝簡單，施工進(jìn)度快。缺點是造價較高，只適用于坡率較緩的邊坡；植物群落自我更新能力較弱，易發(fā)生退化，生態(tài)系統(tǒng)難以持續(xù)恢復(fù)。

（4）生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。該技術(shù)通過花池砌筑，改善植物生長環(huán)境；通過水泥砼封面和噴涂對邊坡進(jìn)行加固、修飾，實現(xiàn)景觀營建，最終達(dá)到生態(tài)恢復(fù)的目的。其優(yōu)點是施工工藝簡單，造價一般，可減少坡面開挖痕跡，與自然協(xié)調(diào)。缺點是施工進(jìn)度較慢，坡面無法全部綠化。

綜合邊坡穩(wěn)定狀況、工程造價、環(huán)境協(xié)調(diào)、安全隱患等方面因素，對該石質(zhì)邊坡采用生態(tài)恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行處治。

2.3生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的施工工藝

喀斯特地區(qū)石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的基本施工流程為原材料（包括水泥、漆、苗木、機械等）準(zhǔn)備→根據(jù)坡面實際情況選擇安全地點砌筑種植槽→對坡面進(jìn)行第一次高壓清洗→噴射水泥砼封面→對坡面進(jìn)行第二次高壓清洗→邊坡外觀修復(fù)（噴涂底漆→噴涂面漆→自然點綴）→種植槽培土→草灌苗木種植→養(yǎng)護(hù)。

（1）砌筑種植槽。根據(jù)不同邊坡的實際情況，在坡面凹槽及平臺處采用漿砌片石砌筑種植槽，種植槽合理分布于上部、中部和下部（見圖1）。每個種植槽底部必須設(shè)排水管，避免種植槽內(nèi)積水。

圖1　砌筑種植槽

（2）清洗坡面。用灑水車高壓噴槍全面噴射清洗石質(zhì)邊坡表面，清除坡面碎石、浮土，確保砼及涂料能良好附著于邊坡表面（見圖2）。

圖2　清洗坡面

（3）噴射砼封面。采用C20砼噴射邊坡表面，封閉注滿爆破后開裂的縫隙及種植槽砌筑縫隙，一方面保證坡面平整、美觀，另一方面對邊坡起到加固和防護(hù)的作用。噴射厚度根據(jù)各坡面情況而定，以2～10cm為宜（見圖3）。噴射砼后用灑水車高壓噴槍再次清洗坡面，清除表面細(xì)石和粉塵等，減少褪色、掉色。

圖3　噴射砼封面

（4）邊坡外觀修復(fù)。根據(jù)周圍山體原石的外觀調(diào)配涂料顏色，對坡面進(jìn)行修飾。首先噴涂底漆，按從左至右、先上后下的順序進(jìn)行噴涂，用量為0.55～0.75kg/m2。待底漆干透后開始噴涂面漆，噴涂方法相同，但需噴涂2遍，每遍用量均為0.8～1.0 kg/m2。最后參照邊坡周圍自然山體的色彩或紋路對噴涂后的坡面進(jìn)行點綴和修飾，使邊坡外觀與周圍環(huán)境和諧一致（見圖4）。

圖4　點綴修飾

（5）植物種植。在平臺及種植槽內(nèi)種植喬木、灌木，除選擇爬山虎、腎蕨、三角梅等常規(guī)綠化苗木品種外，還根據(jù)周圍自然植物的生長情況，引種云實、中平樹、山黃麻和赪桐等鄉(xiāng)土植物，使人工構(gòu)建的植物群落具有更好的適應(yīng)性，同時外貌上更接近自然群落。

2.4石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)實施效果

（1）改善無機環(huán)境，促進(jìn)植被恢復(fù)。通過實施石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)工程，改善了邊坡植物的生長環(huán)境，保證了其生存條件的可持續(xù)性，促進(jìn)了植被恢復(fù)。根據(jù)實施情況，完成種植后即可增加邊坡的綠化覆蓋率；經(jīng)過60～90d觀察期，栽植植物成活并自然恢復(fù)生長；約1年后，邊坡植物群落基本穩(wěn)定，具備自我更新能力，邊坡進(jìn)入自然演替階段，達(dá)到生態(tài)恢復(fù)的目的。

（2）修復(fù)山體外觀，改善行車環(huán)境。通過實施石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)工程，對山體開挖的創(chuàng)面進(jìn)行修復(fù)，美化路容路貌。部分實施效果良好的路段與周邊山體自然融合，基本看不出人工干預(yù)的痕跡，為司乘人員提供了良好的行車環(huán)境，是高速公路人性化服務(wù)的體現(xiàn)。

該段喀斯特石質(zhì)邊坡實施生態(tài)恢復(fù)技術(shù)后，坡面穩(wěn)定性好、未出現(xiàn)滑塌等現(xiàn)象，且整個坡面綠化防護(hù)效果較好，草灌植物生長良好，融入了周圍的自然環(huán)境。圖5為處治前后效果對比。

3　結(jié)語

圖5　石質(zhì)邊坡生態(tài)恢復(fù)前后對比

隨著全社會對環(huán)境保護(hù)的重視，石質(zhì)邊坡的治理也將朝著更加專業(yè)、經(jīng)濟和高效的方向發(fā)展。邊坡治理與景觀營造相結(jié)合，是建設(shè)生態(tài)、和諧、綠色高速公路的發(fā)展趨勢。石質(zhì)邊坡的生態(tài)恢復(fù)是一個循序漸進(jìn)的過程，應(yīng)堅持“尊重自然、恢復(fù)自然”的原則，重視無機環(huán)境的重建與恢復(fù)，從地區(qū)原生植物資源中尋求突破，實現(xiàn)人工植被向自然植被的過渡，達(dá)到小環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)平衡，這樣才能取得和諧、可持續(xù)的綠化效果。

［1］ 鄧輔唐，鄧輔商.植生袋在高速公路石質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)中的應(yīng)用［J］.中國水土保持，2005（11）.

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U416.1

A

1671-2668（2016）04-0101-03

2016-01-25