談高速公路生態(tài)防護(hù)技術(shù)

余 科

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

談高速公路生態(tài)防護(hù)技術(shù)

余 科

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢 430074)

闡述了生態(tài)防護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)原則，總結(jié)目前常用的六種生態(tài)防護(hù)技術(shù)，分別從坡面生態(tài)防護(hù)技術(shù)以及工程與植被結(jié)合防護(hù)技術(shù)兩方面進(jìn)行論述，得出不同生態(tài)防護(hù)技術(shù)的適用條件以及優(yōu)缺點(diǎn)。

高速公路,生態(tài)防護(hù),邊坡

1 概述

高速公路的建設(shè)對(duì)于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，但其又對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。大規(guī)模的公路建設(shè)所導(dǎo)致的大量無(wú)法恢復(fù)植被的巖土邊坡，不僅影響了公路邊坡的美觀，同時(shí)也破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。目前提高失穩(wěn)邊坡穩(wěn)定性的傳統(tǒng)手段為邊坡底部采用砌石擋土墻并輔以坡面噴混凝土等措施，但其功能局限于防治水土流失，對(duì)生態(tài)環(huán)境、景觀缺乏保護(hù)作用，甚至?xí)茐钠浜椭C、美觀。為解決這一突出問(wèn)題，目前采用生態(tài)防護(hù)技術(shù)對(duì)開(kāi)挖或高填邊坡進(jìn)行加固處理，其主要優(yōu)勢(shì)為：1)加固邊坡，坡面植物根莖具有錨固巖土體能力。2)防雨水沖刷能力，坡面植被葉莖具有緩沖降雨，減緩雨滴濺蝕，減少土粒流失能力。3)協(xié)調(diào)生態(tài)環(huán)境，植被具有恢復(fù)由人工擾動(dòng)所破壞的邊坡生態(tài)環(huán)境，加速有機(jī)污染物的降解，凈化空氣，美化環(huán)境。

2 生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)原則

2.1邊坡穩(wěn)定性原則

對(duì)于公路邊坡的生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)考慮的第一要素是其能否滿足欠穩(wěn)邊坡的穩(wěn)定需求。為了科學(xué)合理的對(duì)公路邊坡進(jìn)行護(hù)坡處理，首先需從機(jī)理上認(rèn)識(shí)、了解造成邊坡欠穩(wěn)的原因。其主要有：1)由雨水沖刷坡面造成的邊坡表層土體滑動(dòng)所引起的邊坡不穩(wěn)定。2)由地質(zhì)構(gòu)造以及應(yīng)力重分布造成的邊坡深層巖土體滑動(dòng)引起的不穩(wěn)定。因此，在對(duì)公路邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段獲取邊坡巖土體水力參數(shù)以及土工技術(shù)參數(shù)，通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算，為欠穩(wěn)邊坡實(shí)施合適的生態(tài)防護(hù)。

2.2生態(tài)防護(hù)原則

生態(tài)防護(hù)技術(shù)相較于傳統(tǒng)工程護(hù)坡技術(shù)，其突出的優(yōu)勢(shì)為前者能在提高邊坡穩(wěn)定性的條件下，與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)進(jìn)程相協(xié)調(diào)，盡可能的降低人工開(kāi)挖或高填邊坡造成的生態(tài)環(huán)境的破壞。其設(shè)計(jì)理論包括如下幾個(gè)方面。

2.2.1因地制宜原則

對(duì)公路邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)時(shí)，應(yīng)對(duì)邊坡所處地地理環(huán)境有充分的了解，因地制宜的選擇合適的植被以及防護(hù)手段進(jìn)行防護(hù)。其設(shè)計(jì)原則應(yīng)以尊重當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土文化為主，并結(jié)合考慮邊坡所處地的自然因素。

2.2.2生態(tài)系統(tǒng)原則

由于生態(tài)系統(tǒng)存在邊緣效應(yīng)，即兩個(gè)或多個(gè)不同的生態(tài)能產(chǎn)生更活躍的能流及物流，并具有更豐富的物種以及更高的生產(chǎn)力。在對(duì)邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)時(shí)，應(yīng)在服從因地制宜的原則下，盡可能多的選擇不同種類的灌木以及植被對(duì)坡面進(jìn)行生態(tài)治理，其多樣性的生態(tài)系統(tǒng)不僅能給植被更高的生產(chǎn)力，提高植被對(duì)巖土體的錨固作用，也能豐富當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，提供更高質(zhì)量的綠化效果。

3 生態(tài)防護(hù)技術(shù)應(yīng)用

影響邊坡穩(wěn)定性的因素主要分為由邊坡內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)、歷史受荷載情況等邊坡坡體由內(nèi)向外對(duì)邊坡穩(wěn)定性起決定性作用的內(nèi)部原因，以及由邊坡所處的立地條件、水文氣象條件(地下水滲流、大暴雨沖刷)、人工擾動(dòng)等情況引起的對(duì)邊坡產(chǎn)生的自外向內(nèi)的穩(wěn)定性干擾因素。因此對(duì)邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體邊坡，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析，對(duì)于由外部干擾因素起主導(dǎo)作用的邊坡，應(yīng)以綠色環(huán)保為第一要素，進(jìn)行坡面生態(tài)防護(hù)；對(duì)于由內(nèi)部因素起主導(dǎo)作用的邊坡，應(yīng)以穩(wěn)定性為防護(hù)第一要素，進(jìn)行工程與植被結(jié)合防護(hù)技術(shù)。

3.1坡面生態(tài)防護(hù)技術(shù)

3.1.1植物纖維毯防護(hù)技術(shù)

植物纖維毯防護(hù)技術(shù)是通過(guò)植物根系的固土作用抑制坡面破壞和水土流失，且附著于其上的草籽能在短時(shí)間內(nèi)生長(zhǎng)成型的一種綜合了坡面防護(hù)、生態(tài)綠化以及施工效率等全方位為一體的新型生態(tài)防護(hù)技術(shù)。其主要通過(guò)將玉米、小麥秸稈等基礎(chǔ)材料加工形成纖維層，并在該層下部輔以配置了草籽(因地制宜的選擇)的營(yíng)養(yǎng)土層，最后結(jié)合上下兩層的強(qiáng)化網(wǎng)構(gòu)成的。

在高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)中，其主要應(yīng)用于風(fēng)化程度低、邊坡結(jié)構(gòu)完整的多級(jí)邊坡中上部，以及邊坡級(jí)數(shù)較少、結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的填方邊坡中。

3.1.2客土噴播技術(shù)

客土噴播技術(shù)是以在巖質(zhì)邊坡恢復(fù)植被為目標(biāo)，使用專用的機(jī)械設(shè)備，將客土噴播材料包括植被種子、保水材料、穩(wěn)定材料、疏松材料、客土、肥料等，置于立體條件差的區(qū)域，使客土在穩(wěn)定的狀態(tài)下形成表土，為植被生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)。

其主要應(yīng)用于開(kāi)挖的巖質(zhì)邊坡，在對(duì)其實(shí)施客土噴播技術(shù)前，應(yīng)初步判斷開(kāi)挖邊坡風(fēng)化情況，以此來(lái)初步判斷邊坡的穩(wěn)定性，從嚴(yán)格意義上來(lái)講，客土噴播只能解決坡面的淺層防護(hù)。

3.1.3液壓噴播技術(shù)

液壓噴播植草護(hù)坡是利用水力機(jī)械進(jìn)行大面積噴播草籽而快速建立草坪的一種生態(tài)防護(hù)技術(shù)，其主要特點(diǎn)是：適應(yīng)性強(qiáng)、建立植被速度快、草被生長(zhǎng)均勻及成本低廉。

在對(duì)邊坡實(shí)施液壓噴播前，應(yīng)針對(duì)邊坡的立體條件以及當(dāng)?shù)氐臍庀笏奶攸c(diǎn)，因地制宜的選擇適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的草種。在對(duì)邊坡實(shí)施該技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工工藝及流程(平整坡面→排水設(shè)施施工→噴播施工→蓋無(wú)紡布→前期養(yǎng)護(hù))進(jìn)行實(shí)施。

3.1.4植生袋技術(shù)

植生袋技術(shù)是植生帶(又稱水土保持型植生帶)綠化技術(shù)的一種特定形式，主要是采用袋狀纖維材料將促進(jìn)植物出苗、生長(zhǎng)、增繁等的綠化輔料的配方技術(shù)，運(yùn)用針刺法和噴膠法生產(chǎn)出相應(yīng)類型的綠化植生袋，并使之用于水土保持及護(hù)坡的一種生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

3.2工程與植被結(jié)合防護(hù)技術(shù)

工程與植被結(jié)合防護(hù)技術(shù)是通過(guò)傳統(tǒng)工程手段高效提高欠穩(wěn)邊坡的穩(wěn)定性，并通過(guò)一定的綠化手段對(duì)坡面進(jìn)行綠化處理，是一種既提高邊坡穩(wěn)定性，又滿足生態(tài)效果的綜合防護(hù)技術(shù)。

3.2.1基于柔性防護(hù)上的植被再造技術(shù)

柔性防護(hù)網(wǎng)防護(hù)技術(shù)主要分為主動(dòng)防護(hù)系列和被動(dòng)防護(hù)系列。其主要以高強(qiáng)度柔性網(wǎng)(鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、高強(qiáng)度鋼絲格柵)作為主要構(gòu)成部分，并以覆蓋(主動(dòng)防護(hù))和攔截(被動(dòng)防護(hù))兩大基本類型來(lái)防治各類邊坡坡面崩塌落石、風(fēng)化剝落等地質(zhì)災(zāi)害和爆破飛石、墜物等危害的新型柔性防護(hù)系統(tǒng)。

以布設(shè)柔性防護(hù)網(wǎng)的邊坡，其工程防護(hù)措施可使邊坡基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，但邊坡僅有柔性防護(hù)網(wǎng)護(hù)坡，仍存在碎石、巖石裂縫等安全隱患，并且缺乏景觀效應(yīng)。隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，在柔性網(wǎng)防護(hù)基礎(chǔ)上對(duì)邊坡增設(shè)生態(tài)防護(hù)措施恢復(fù)植被，既能增強(qiáng)高速公路的安全性能，也能構(gòu)建美好的路域環(huán)境。

3.2.2路塹邊坡框架梁綠化技術(shù)

路塹邊坡框架梁綠化技術(shù)是指通過(guò)框架加固將坡體內(nèi)巖土體的剩余下滑力按一定比例分配給框架結(jié)點(diǎn)處的錨桿或錨索，并使之傳遞給穩(wěn)定地層，從而提高邊坡穩(wěn)定性。并在框架結(jié)構(gòu)施工完畢后結(jié)合一定的綠化措施，以減少地表水對(duì)坡面的沖刷，減少水土流失達(dá)到護(hù)坡和保護(hù)環(huán)境的生態(tài)防護(hù)效果的一種技術(shù)。

一般提及的框架加固技術(shù)通常包含了框架本身和錨桿(索)兩部分，邊坡的框架形式多樣、截面調(diào)整方便、與坡面密貼、可隨坡就勢(shì)等顯著優(yōu)點(diǎn)。框架中的錨桿主要采用的是鋼筋錨桿以及預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行邊坡的柔性支護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

生態(tài)護(hù)坡是一項(xiàng)新興的技術(shù)，與傳統(tǒng)工程護(hù)坡技術(shù)相比，其對(duì)于邊坡的綠化性、美觀性具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在提高邊坡穩(wěn)定性的同時(shí)，也能豐富當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，給人以美的享受?？偟膩?lái)說(shuō)，生態(tài)防護(hù)就是因地制宜地選擇合適綠化材料，并根據(jù)邊坡形成的條件分析、計(jì)算出合適的防護(hù)手段，繼而高效、環(huán)保的解決公路邊坡不穩(wěn)定的新興技術(shù)。

[1] 鄭洋洋.淺談生態(tài)防護(hù)技術(shù)在公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)(全文版),2017(2):171.

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Theintroductionofthetechnologyofhighwayecologicalprotection

YuKe

(FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

It describes the design principles of eco-defense technology, and sum up the six commonly used ecological protection technologies, discusses the two way of slope ecological protection technology and combined technology of engineering and vegetation protection, in the end, it is concluded that different ecological protection technique of applied conditions and advantages and disadvantages.

highway, ecological protection, slope

1009-6825(2017)28-0129-02

2017-07-22

余 科(1991- )，男，在讀碩士

U415

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