邊坡生態(tài)防護研究進展與技術應用

郭 萍 蔡 璟/湖北三峽職業(yè)技術學院

邊坡生態(tài)防護研究進展與技術應用

郭 萍 蔡 璟/湖北三峽職業(yè)技術學院

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

生態(tài)防護；植被護坡；力學效應；防護技術

1.生態(tài)防護設計原則

1.1穩(wěn)定邊坡

生態(tài)防護設計前，要詳細調查治理范圍內邊坡的穩(wěn)定性，根據邊坡的現狀采取相對應的穩(wěn)定措施。

1.2理順關系

詳細調查治理范圍及其周邊水系，進行合理規(guī)劃和疏導，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恢復植被

根據公路邊坡周邊植被情況，通過必要手段使整治范圍內植被盡快恢復。通過選擇鄉(xiāng)土樹種，因地制宜采用多種植物相搭配，使得復綠后的邊坡不僅能與周邊環(huán)境相協(xié)調，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)設計具有景觀及生態(tài)的雙重要求。應針對項目所處的特殊人文歷史環(huán)境、總體景觀風格及保護生態(tài)環(huán)境的要求，在遵循新的邊坡防護設計理念的基礎上，通過詳細的現場踏勘調查，然后依據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路線。這種方法突破了傳統(tǒng)的單一強調“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，導致大量邊坡病害整治、修復工程，使得該技術近年應用較少。應用該種方法，植物一般1個～3個月后見綠，整體復綠需半年時間。

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及嚴重風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。應用該種方法，植物當時見綠，但隨著時間推移效果會降低。

2.3土工網植草護坡

土工網植草護坡，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合型邊坡植物防護措施。該技術所用土工網是一種邊坡防護新材料，是通過特殊工藝生產的三維立體網，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，這樣植物與土工網就共同對邊坡起到了長期防護、綠化作用。土工網植草護坡能承受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。應用該種方法，植物一般1個～2個月后見綠，整體復綠需半年時間。

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機械噴填（或人工鋪設）一定厚度適宜植物生長的土壤或基質（客土）和種子的邊坡植物防護措施。該技術特點是，可根據地質和氣候條件選擇基質和種子配方，從而具有廣泛的適應性，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。該項技術在公路邊坡防護中已被大量應用。應用該種方法，植物一般15 d～30 d后見綠，整體復綠需90 d。

2.5植被混凝土生態(tài)防護技術

混凝土是一種新型的護坡形式，主要使用于風化巖石邊坡，堅硬巖石邊坡，也可用于土質邊坡或平地。但對于土質邊坡或平地應用本技術進行適當簡化。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小于60。

植被混凝土施工工藝根據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：多孔混凝土試件預制、現場準備、整平坡表、設置框格骨架、填筑培養(yǎng)土層、植生基材配置、現場鋪設、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、蟲害防治等內容。

3.邊坡分析及生態(tài)防護方法選用

3.1未風化普通巖石坡

該類坡屬于典型的未風化高邊巖石邊坡，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風化巖石邊坡

該類坡屬于風化低邊巖石邊坡，坡面平整、風化嚴重，由大部分風化石組成，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，如土工網植草護坡、客土植生植物護坡、厚層基質噴附護坡都可以應用該類坡面。但結合北方地區(qū)已有類似公路的生態(tài)防護效果總結，客土植生植物護坡和厚層基質噴附護坡比較好。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用。如人工種草護坡、平鋪草皮護坡、土工網植草護坡、客土植生植物護坡、植被混凝土生態(tài)防護等。結合北方地區(qū)已有類似公路生態(tài)防護工程總結，客土植生植物護坡和厚層基質噴附護坡比較好，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、土工網植草護坡

4.結束語

總之,生態(tài)防護工程是公路建設的重要組成部分,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構對路塹邊坡進行防治,由于其取材方便,設計施工技術較成熟,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,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)防護技術具有其它工程措施無法比擬的優(yōu)勢。

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[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，三峽大學學報（自然科學版）[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)修復技術基材肥力可持續(xù)性研究》“A16-302-b01”