公路邊坡綠色防護技術(shù)探究

齊宏　車輪　武艷勤　王軍威

摘? ?要：隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境被不斷改變，傳統(tǒng)邊坡工程主要采用加固措施，砌石擋墻及噴混泥土等，護坡結(jié)構(gòu)是最常見的邊坡治理方式，治標不治本公路。邊坡綠色防護作為生態(tài)型防護措施，它在一定程度上可以固土防沖，美化環(huán)境，提高邊坡穩(wěn)定性，目前已在工程邊坡防護中廣泛應(yīng)用。本文分析了公路邊坡的破壞與防護特點，以及邊坡綠化與修復(fù)技術(shù)，通過工程實例總結(jié)發(fā)現(xiàn)邊坡修復(fù)的施工技術(shù)要點及后期養(yǎng)護處理方式，為公路邊坡綠色防護提供了思路。

關(guān)鍵詞：公路邊坡? 綠化? 生態(tài)防護? 噴播技術(shù)

中圖分類號：U418.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0024-04

Abstract：With the development of China's transportation industry， the ecological environment has been constantly changed. The traditional slope engineering mainly adopts reinforcement measures， such as stone retaining wall and shotcrete concrete， etc. Slope protection structure is the most common way of slope treatment， which is not to treat the underlying highway. As an ecological protection measure， green slope protection can， to some extent， consolidate soil and prevent erosion， beautify the environment and improve slope stability. It has been widely used in engineering slope protection.This paper analyzes the characteristics of the destruction and protection of the highway slope， as well as the greening and repair technology of the slope， and summarizes the key points of the construction technology and the later maintenance and treatment methods of the slope repair through engineering examples， providing ideas for the green protection of the highway slope.

Key Words： Highway slope; Greening; Ecological protection; Spray seeding technique

人們在追求交通便利的同時，要充分考慮到人與自然地和諧，要建成環(huán)境友好型工程，公路的邊坡防護可以極大改變生態(tài)環(huán)境，增加公路的使用壽命，建設(shè)施工單位要根據(jù)實際情況，因地制宜，制定出合理的邊坡防護方案。有效保護公路周邊的環(huán)境不僅能提高邊坡的穩(wěn)定性，還能達到綠化和美化環(huán)境的目的。生態(tài)護坡技術(shù)在邊坡的綠色防護中被廣為應(yīng)用，其施工過程簡單，成本低，它的適用面很廣，護坡效果較好，對于一些惡劣的地質(zhì)環(huán)境也能適用。目前應(yīng)用邊坡綠色防護中應(yīng)用較廣的綠化噴播技術(shù)有液壓噴播植草護坡、三維植被網(wǎng)護坡噴播和客土噴播。本文分析了公路邊坡的破壞與防護特點，以及邊坡綠化與修復(fù)技術(shù)，通過工程實例總結(jié)發(fā)現(xiàn)邊坡修復(fù)的施工技術(shù)要點及后期養(yǎng)護處理方式，可以為公路邊坡的治理和防護提供參考。

1? 公路邊坡綠化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

生態(tài)環(huán)境保護在發(fā)達國家在公路建設(shè)中非常重視，20世紀30年代美國就認識到生態(tài)平衡和環(huán)境治理的重要性，率先開始在公路邊坡和機場空地進行植物恢復(fù)技術(shù)研究[1]，并于1965年制定了《公路美化規(guī)定》等相應(yīng)的國家和地區(qū)法律，要求新建公路必須進行生態(tài)恢復(fù)，將交通對環(huán)境的負面影響降到最低[2]。隨后，英國、法國和德國等歐洲國家也紛紛開展植物護坡工程技術(shù)研究與應(yīng)用，并將加筋土技術(shù)與植物防護技術(shù)相結(jié)合，修建了包裹式加筋植草墻面擋土墻[3]，此后研發(fā)的液壓噴播技術(shù)和三維網(wǎng)植草護坡方法[4]，也獲得全世界的廣泛應(yīng)用。日本公路建設(shè)在當今生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究水平上處于領(lǐng)先地位，他們秉承“環(huán)境優(yōu)先、自然再生”的生態(tài)原則[5]，1951年采用外來草種的植生盤技術(shù)用于道路坡面植被綠化，取得了顯著效果[6]。其后于1987年開發(fā)出纖維綠化土工法、連續(xù)纖維加筋土工法等，均獲得發(fā)明專利[7]。目前正在研究特殊空間綠化、植被恢復(fù)、公路邊坡綠化和景觀仿真方法等高新技術(shù)，用以恢復(fù)現(xiàn)代公路網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)環(huán)境。

我國生態(tài)護坡技術(shù)起步較晚，早期的公路建設(shè)對綠化投入較少，多采用撤草種、穴播、溝播和鋪草皮等工程護坡方法，但并未取得良好的效果，眾多被公路破壞的自然環(huán)境只能任其退化[8]。20世紀90年代以后，客土噴播技術(shù)才被廣泛應(yīng)用于公路護坡綠化中。近年來隨著公路建設(shè)快速發(fā)展，國外各種先進的生態(tài)護坡工方法，如植被混凝土護坡綠化技術(shù)、等離子噴播植生防護技術(shù)、三維植被網(wǎng)技術(shù)、液壓噴播植草護坡、厚層基材技術(shù)、掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)和植生袋技術(shù)等在公路邊坡中獲得廣泛應(yīng)用，取得了明顯的生態(tài)恢復(fù)成效[9]。對于劣質(zhì)土坡及高陡巖石邊坡的植被防護，目前國內(nèi)研究還很少，在公路邊坡植物防護系統(tǒng)工程技術(shù)方面，特別是坡面硬度大而陡的場地或公路坡地地段，護坡技術(shù)效果表現(xiàn)明顯不足[10]。同時，國內(nèi)邊坡綠化技術(shù)研究主要集中在道路的防護和固土上，對護坡植物物種研究也都只限于草坪和草本植物，對灌木和喬木植物種類研究較少[11]。

2? 公路邊坡破壞形式

（1）邊坡開挖打破生態(tài)平衡。

公路修建過程中，往往需要開挖邊坡，其原有的生態(tài)壞境就會被破壞，土壤微生物、植被與土壤之間的平衡關(guān)系被打破。巖層表面只有一層薄土，土中有機質(zhì)含量極低，微生物無法生存，難以栽植植被，遭遇降雨時，極容易造成水土流失。大量雨水進入巖層形成裂隙水，容易發(fā)生巖石的滑移等地質(zhì)災(zāi)害。高速公路通常貫穿南北，在寒冷的北方，冬天為防車輛打滑，要在道路上撒鹽除雪，這樣間接的導(dǎo)致邊坡中的土壤鹽分含量升高，進一步的破壞了土壤的肥力，使植被難以存活，甚至使栽植的植物出現(xiàn)死亡[12]。

（2）車輛尾氣抑制植物生長。

公路上每天行駛的汽車很多，雖然，目前國內(nèi)外正在推行新能源汽車，但仍有大部分汽車會產(chǎn)生大量的噪音污染和廢氣污染。汽車排放的廢氣主要包括二氧化硫、一氧化碳等，對生態(tài)造成嚴重的污染。若在陽光充足、無風等條件下，廢氣中的碳氫化合物和氮氧化合物還能相互反應(yīng)，產(chǎn)生光化學煙霧，進而對植被造成二次污染。高速公路通常對路基要求較高，從地勢、地形、空氣流通等方面考慮，在這一條件下植被更難生長，冬季氣溫極低，春季升溫緩慢，夏季溫度極高，對植物的正常生長造成了巨大的阻礙[12]。

3? 邊坡綠色防護作用

（1）邊坡加固。

邊坡綠化過程中一般選擇具有發(fā)達根系的植物，根土復(fù)合體類似于工程中的鋼筋混凝土，根在土體中有加筋作用，較長和較粗的根還具有錨桿的錨固作用。在一定程度上可明顯增強坡體部分土壤的固著能力，有效抗擊沖擊和腐蝕作用的能力，還能在雨水較大的時候進行阻擋，減少地表范圍內(nèi)的徑流量[13]。

（2）截流防沖。

部分降雨在到達坡面之前就直接被植被莖葉截留并且暫時貯存在其中，降低了到達坡面的有效雨量，從而減弱了雨水對坡面土體的侵蝕[14]。草本植物分枝多，叢狀生長，不僅能夠有效地分散、減弱地表徑流，而且還能夠阻截徑流改變徑流的形態(tài)，使徑流由直流變?yōu)槔@流，既加大了流程，減小了水力坡度，又減慢了流速，延長了地表徑流時間，同時增加了雨水的入滲量，減少了表面流量，沖刷能量降低，從而致使土體沖蝕程度減弱[15]。

（3）視線引導(dǎo)。

綠色植物可以緩解長時間駕駛的駕駛?cè)藛T眼部疲勞，在視線上對駕駛員進行引導(dǎo)，還可用于防止眩光，能夠有效減少交通事故的發(fā)生。長時間乘車的乘客也會處于疲勞狀態(tài)，邊坡綠化后會成為鐵路、公路兩邊優(yōu)美的風景，也可緩解乘客的眼部疲勞。

（4）美化環(huán)境。

十九大報告將生態(tài)文明建設(shè)作為國家發(fā)展的千年大計，環(huán)境保護目前更是我國的一項基本國策。鐵路、公路建成后應(yīng)對受損環(huán)境進行邊坡綠化和修復(fù)，通過合理規(guī)劃，選擇適合本地區(qū)生長植被進行護坡，該方法可以在原有自然基礎(chǔ)上美化自然環(huán)境。同時，采用層次分明、色彩不同的植物，還可遮蔽路邊一些不雅建筑。

4? 邊坡綠化與修復(fù)技術(shù)

邊坡治理采用生態(tài)修復(fù)的方法，根據(jù)環(huán)境的不同，結(jié)合不同的工程手段，選擇適合該地區(qū)生長的植被，使邊坡的工程環(huán)境重新達到生態(tài)平衡。邊坡綠化與生態(tài)修復(fù)方法的使用，將直接關(guān)系到整個邊坡生態(tài)修復(fù)的成功與否。根據(jù)生態(tài)環(huán)境構(gòu)筑方式的不同，可將現(xiàn)有的邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)歸為四大類： 噴混類、加固填土類、槽穴構(gòu)筑類、鋪掛類[16]。

（1）噴混類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

噴混類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)是目前我國運用最廣泛的護坡技術(shù)，尤其在坡度較陡或穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡上最為常見，它主要的施工工藝是先鋪錨桿、鐵絲網(wǎng)，然后把基質(zhì)材料和種子等按一定的比例拌和均勻，最后通過噴薄機噴射到邊坡上。其中，客土噴播是最簡單的噴混類技術(shù)，可分為濕法和干法兩類，據(jù)NAM-CHOON等[17]研究發(fā)現(xiàn)，濕法噴播比干法噴播對貧瘠邊坡上植物的生長更有益。除此之外，植被混凝土生態(tài)防護技術(shù)、厚層基材噴播技術(shù)、防沖刷基材生態(tài)護坡技術(shù)和液壓噴播護坡技術(shù)也在工程中被普遍應(yīng)用。

（2）鋪掛類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

鋪掛類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)是在邊坡上直接鋪建植生網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建合理的生態(tài)系統(tǒng)，給邊坡上的植物提供一個較好的生長環(huán)境，從而可以保證植物健康快速生長，以達到生態(tài)修復(fù)的目的。該技術(shù)適用于坡度平緩的土質(zhì)邊坡以及風化較為嚴重夢的巖質(zhì)邊坡。目前使用最廣泛的有鋪草皮綠化技術(shù)、生態(tài)毯護坡技術(shù)、植藤本植物綠化方法、覆土植生技術(shù)和植生帶生態(tài)防護技術(shù)等。許多專家學者對這幾類護坡技術(shù)都有研究，例如：張朝陽[18]等研究發(fā)現(xiàn)藤本植物的栽植只需要在坡面的部分地段建立種植穴，生長后期可依靠纏繞或附著向四周伸展，緊密交織覆蓋在坡面的枝葉對雨水的沖刷有很好的緩沖作用。胡玉植[19]等的研究發(fā)現(xiàn)，加筋材料對天然草皮的抗侵蝕性作用明顯，但仍弱于三維土工網(wǎng)墊。胡林[20]等通過對不同鋪草皮格局條件下公路邊坡產(chǎn)流產(chǎn)沙特征的野外試驗，認為草皮位于邊坡中部的效果優(yōu)于草皮位于邊坡上部。陳文學[21]等研發(fā)了一種新的KLD草毯，該草毯具有很好的滲透性，能有效降低地表徑流和暴雨對土壤的侵蝕。

（3）加固填土類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

加固填土類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)首先要在邊坡上修筑一些格構(gòu)結(jié)構(gòu)，對開挖后處于不穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡進行植被生態(tài)修復(fù)，需借助一些傳統(tǒng)的邊坡加固技術(shù)使邊坡先處于穩(wěn)定狀態(tài)[22]。該方法較為復(fù)雜，但護坡效果較好，在此基礎(chǔ)上種植的植被生長狀況較好，根系發(fā)達，其固坡及抗侵蝕方面的作用會越來越好。

（4）槽穴構(gòu)筑類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

槽穴構(gòu)筑類邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是在邊坡上構(gòu)建槽穴或安裝邊坡穴植裝置，利用槽穴為邊坡植物提供生長初期所需的營養(yǎng)物質(zhì)來營造穩(wěn)定的植物群落，達到邊坡生態(tài)修復(fù)。該方法研究的熱點主要集中在構(gòu)筑方法和低成本環(huán)保材料的應(yīng)用上。羅敏敏等[23]提出了一種新型的“生態(tài)袋 + SNS柔性防護網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，以SNS主動柔性防護網(wǎng)進一步穩(wěn)固生態(tài)袋，并通過淺層錨桿起到表層加固作用。

5? 邊坡修復(fù)施工技術(shù)要點

邊坡在進行生態(tài)修復(fù)時，首先要對破壞的邊坡進行整治，最后需要對邊坡進行監(jiān)測與養(yǎng)護。通過具體工程實例發(fā)現(xiàn)，無論采用何種修復(fù)方式，前期邊坡整治技術(shù)要點及養(yǎng)護方式都大致相同。具體施工工藝如下。

（1）土質(zhì)邊坡和土石邊坡清理。

①邊坡平整均勻，上下坡度基本一致。②坡頂過渡圓滑無棱角，坡底與臺面界限清晰，呈幾何角度過渡。③邊坡和臺面上虛土和浮渣清理干凈。

（2）邊坡不得出現(xiàn)以下現(xiàn)象。

①凸起：邊坡挖方不到位而留下鼓起的包或棱。②凹陷：邊坡挖方過度而出現(xiàn)的下洼部位。③立面：邊坡開挖過度時形成的近于直立的局部邊坡部分。④溝槽：由于雨水沖刷所形成的溝槽。

（3）堅硬巖質(zhì)邊坡清理。

①邊坡基本平整均勻，坡頂和坡腳無明顯的過渡痕跡。②將邊坡和臺面上虛土和浮渣清理干凈。③邊坡出現(xiàn)局部立面、凹坑須用耕作土填充后加固。

（4）防水處理。

①坡頭簡易防水處理在邊坡驗收后立即進行。②擋水處理（適用于坡頭后面山體較平整，無明顯匯水形成處），以土沿噴附邊緣疊擋水墻，墻高10cm。③引水處理（適用于山體下坡處，噴附面略高于坡頭背面處），以土背向噴附面疊引水墻10cm，其間隔為10m。④挖排水渠（適用于山體下坡處，噴附面略低于坡頭背面處），渠離噴附邊緣1m為宜。⑤隔水處理（適用于坡頭后面山體高于噴附面，并設(shè)有截水溝），除坡頭做擋水墻外，在截水溝與噴附面之間相隔1m處以土做隔水墻，墻高10cm。⑥在擋水墻、引水墻、隔水墻上應(yīng)撒播草籽，并在其上覆土1cm。

（5）初期澆水養(yǎng)護。

①噴附后第一次澆水宜在12h內(nèi)完成。最長不宜超過24h。②初次澆水須澆足，但不得在邊坡上形成沖蝕。③澆水時，以澆水人員為中心，在水柱所及的范圍內(nèi)左右輪換澆灌，澆足后澆水人員再移動位置進行澆灌，確保每處均澆灌兩次。④以每幅遮陽網(wǎng)為單元進行澆灌，逐漸推進。⑤澆水時水管噴頭不得離坡面過近。⑥如邊坡較長，養(yǎng)護隊長應(yīng)及時檢查水柱遠端，是否有漏澆或澆水不足情況，及時提醒澆水人員進行補澆，要求邊坡受水均勻，利于邊坡發(fā)芽整齊。⑦澆水原則：邊坡上部澆水量宜大于邊坡下部，上部澆水時間應(yīng)適當加長。在無自然降水補給時，在噴附后至植物發(fā)全苗前必須確保邊坡水分供給。

6? 結(jié)語

公路邊坡綠色防護是當今工程建設(shè)邊坡防護的重點，隨著工程技術(shù)的發(fā)展，人們對環(huán)境的要求也越來越高，邊坡綠色治理的工藝也在不斷發(fā)展，在公路、鐵路設(shè)計與建設(shè)中，應(yīng)將生態(tài)功能與工程功能及安全功能同等考慮，并根據(jù)具體情況相應(yīng)提出具體措施，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與人類的可持續(xù)發(fā)展。本文分析了公路邊坡的破壞與防護特點，以及邊坡綠化與修復(fù)技術(shù)，通過工程實例總結(jié)發(fā)現(xiàn)邊坡修復(fù)的施工技術(shù)要點及后期養(yǎng)護處理方式，為公路邊坡綠色防護提供了思路。

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