淺談高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)的主要形式和機(jī)理

蔣 元

(四川路橋建設(shè)集團(tuán)交通工程有限公司 四川 成都 610000)

一、前言

生態(tài)是首要品質(zhì)，引領(lǐng)著“綠色”高速公路邊坡的建設(shè)，景觀是直觀外在體現(xiàn)，而邊坡防護(hù)更是必備功能。目前“綠水青山就是金山銀山”的智慧，無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)景觀和諧、生態(tài)優(yōu)先、低碳集約最重要的手段。由此，高速公路生態(tài)邊坡建設(shè)將堅(jiān)持“生態(tài)引領(lǐng)”、“低碳集約”、“智慧創(chuàng)新”、“景觀和諧”、“服務(wù)共享”的理念[1]。高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)是內(nèi)在修為和外在表現(xiàn)的完美結(jié)合，其中前者主要體現(xiàn)在工程布局符合生態(tài)空間等管控要求，工程建設(shè)運(yùn)營(yíng)最大限度地節(jié)約資源能源、降低污染排放、維系生態(tài)系統(tǒng)功能；后者則要求做好路域景觀營(yíng)造和提升，使公路邊坡建設(shè)與景觀相融合，體現(xiàn)人與自然的和諧共生，服務(wù)群眾。

二、高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)的主要形式

(一)植被護(hù)坡

包括直接播種草植被保護(hù)，鋪草皮和種樹(shù)木[2]，根據(jù)項(xiàng)目位置，在斜坡上，利用植物根的支撐和固定作用，與相應(yīng)的植被保護(hù)，避免大氣降水后形成的地表徑流沖刷。

(1)鋪設(shè)草皮。護(hù)坡系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)為見(jiàn)效快，在一定程度上可減弱雨水的沖刷及坡面徑流，降低水土資源流失。適用于各類土質(zhì)邊坡，常用于路堤邊坡防護(hù)。一般不超過(guò)坡率1的斜坡。

(2)植樹(shù)護(hù)坡適用于坡率小于1-1.5的斜坡。通常選擇多年生禾草，耐寒冷干旱的草，黑麥草和熟禾屬耐寒抗旱植物，聯(lián)合種植更適合寒冷干燥的天氣條件[3]。樹(shù)木選易成活根深枝密的低矮喬灌木類，例如成渝高速公路等都采用可以栽種夾竹桃的防護(hù)技術(shù)措施，既防護(hù)了邊坡又美化了中國(guó)公路。

圖1 植草護(hù)坡

1.客土噴播

適用于山地開(kāi)挖后形成的除了極其堅(jiān)硬(硬度指數(shù)大于30mm)和坡度陡于1∶0.5的石質(zhì)邊坡以外的各種路塹石質(zhì)邊坡及碎石邊坡[4]。在高速公路兩側(cè)，一般由泥質(zhì)頁(yè)巖和礫巖等構(gòu)成，用客土噴播方式可以進(jìn)行邊坡防護(hù)。

2.三維植被網(wǎng)防護(hù)

三維植被網(wǎng)是以熱塑性樹(shù)脂為原料，經(jīng)多道工序形成并在接觸點(diǎn)上融合而成的三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)墊，底部為高模量基礎(chǔ)層[5]。三維植被網(wǎng)的基層和與網(wǎng)格之間的經(jīng)緯線錯(cuò)開(kāi)連接，形成一個(gè)三維凸起結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)松散靈活，能充填土壤和沙子，具有抗水侵蝕、固土蓄水、擋風(fēng)擋水等特殊功能。這種類型適用于降雨豐富的南部地區(qū)的，各種切割土坡斜率可應(yīng)用，通常不超過(guò)超過(guò)1.25。優(yōu)點(diǎn)有三：固土性能、消能作用和保溫功能。

3.植生帶防護(hù)

植生帶指將土與種子及有關(guān)藥劑和肥料裝入麻質(zhì)或可降解塑料袋中，在坡體表面和坡面壘筑成表面覆蓋。因有外裝的袋子，所以土的流失被有效避免，垂直面的綠化也成為可能，但其橫向需通過(guò)鋼釬或其他手法固定壘住部分。

(二)骨架植草類護(hù)坡

1.拱形骨架植草護(hù)坡

砂漿(塊)石或植草防護(hù)的水泥混凝土組成的拱形骨架，這是公路邊坡綜合運(yùn)用的形式，它能夠起到美化環(huán)境效果，但在瘠薄的土壤和高路堤，其抗腐敗效果不出眾，需要利用其余保護(hù)較強(qiáng)的防護(hù)形式。

2.網(wǎng)格植草防護(hù)

方格網(wǎng)保護(hù)的模式往往是在國(guó)內(nèi)高速公路利用，漿砌片石或預(yù)制混凝土組成一個(gè)網(wǎng)狀骨架，而后滿草皮。預(yù)制方格網(wǎng)護(hù)坡，在中間不設(shè)小網(wǎng)格，便于在網(wǎng)格中鋪設(shè)采用草皮或播種，效果更美觀漂亮，且方格網(wǎng)防護(hù)工程造價(jià)成本較低，混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制塊設(shè)計(jì)增加了骨架的強(qiáng)度。

3.掛鐵絲網(wǎng)噴播基材綠化護(hù)坡

在工程中路塹邊坡掛鐵絲網(wǎng)噴播有機(jī)基材使用最多。原因是以鐵絲網(wǎng)有機(jī)基材作為護(hù)坡兼有經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和美觀方便，適用于整體穩(wěn)定的石質(zhì)邊坡綠化防護(hù)。整掛網(wǎng)噴播混生植物護(hù)坡錨桿長(zhǎng)度按邊坡條件不同分成多種型式，穩(wěn)定性良好的硬質(zhì)(堅(jiān)石、次堅(jiān)石)巖邊坡，主錨桿體穩(wěn)定性尚好，但邊坡局部巖石塊體存在楔形滑動(dòng)危險(xiǎn)或土石混合的路段。

圖2 掛鐵絲網(wǎng)噴播有機(jī)基材護(hù)坡

4.六角形預(yù)制混凝土空心塊植物護(hù)坡

用空心的混凝土預(yù)制大六角塊和植草皮防護(hù)形式也是一種值得推廣應(yīng)用的防護(hù)形式，大的六邊形花紋塊中空區(qū)域0.15平方米以上，可以種植幾個(gè)完整的草皮，這樣不僅滿足了早期的路堤邊坡保護(hù)和美化效果，并且隨著草坪草的生長(zhǎng)，青草將覆蓋六邊形花紋塊，達(dá)到自然美觀的效果。此法較好的彌補(bǔ)了拱圈防護(hù)的不足，適用于土質(zhì)情況較好的填方路段。

圖3 六角形植草護(hù)坡

(三)土工格室植被護(hù)坡

土工格室作為一種新型的建筑材料，以其良好的性能、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性在公路邊坡防護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。在鋪設(shè)土工格室前，路基邊坡應(yīng)按設(shè)計(jì)削坡。土工格室應(yīng)該布置在斜坡的肩部到腳部之間。每個(gè)縱向連接不得超過(guò)5塊，兩塊土工格室通過(guò)一個(gè)專用連接器連接。土工格室高度20cm，壁厚1.2mm，焊縫抗拉強(qiáng)度10.6kN/m。人工拍實(shí)填充的粘性土，避免降雨造成的沉降。

圖4 土工格室護(hù)坡

三、高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)的主要機(jī)理——三聯(lián)生態(tài)綠色防護(hù)技術(shù)

“三聯(lián)”生態(tài)綠色防護(hù)技術(shù)，以生態(tài)學(xué)理論為指導(dǎo)，利用生態(tài)技術(shù)重建土壤生長(zhǎng)環(huán)境、植被群落、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)等，恢復(fù)工程創(chuàng)面的植被生態(tài)系統(tǒng)?！叭?lián)”生態(tài)綠色防護(hù)包括物理防護(hù)、抗蝕防護(hù)和植被生態(tài)修復(fù)防護(hù)三重措施聯(lián)合(簡(jiǎn)稱“三聯(lián)”)。第一聯(lián)物理防護(hù)是錨桿加鍍鋅機(jī)編網(wǎng)組成；第二聯(lián)抗蝕防護(hù)是專用纖維和粘結(jié)材料合理配比后構(gòu)成；第三聯(lián)植被生態(tài)修復(fù)防護(hù)是具備生境再造和生態(tài)循環(huán)條件的喬灌草根系與莖葉結(jié)合?！叭?lián)”生態(tài)綠色防護(hù)技術(shù)對(duì)高陡邊坡中的粉質(zhì)和碎石邊坡具有固定和多重防護(hù)的功能。

四、高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)的作用

生態(tài)綠色防護(hù)技術(shù)具有生態(tài)協(xié)調(diào)和環(huán)境減排的作用，可解決公路運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生的對(duì)人和環(huán)境有危害的粉塵、廢氣、廢水、噪聲、振動(dòng)和照明等環(huán)境問(wèn)題；同時(shí)也能夠提升公路主體工程耐久性與交通出行安全性[6]。這對(duì)于解決公路建設(shè)中的山體地表裸露，防止水土流失，保護(hù)生物多樣性等具有積極的意義，工程應(yīng)用實(shí)施后將帶來(lái)明顯的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

(一)社會(huì)效益

加強(qiáng)綠色生態(tài)公路建設(shè)水平，在公路綠色環(huán)保建設(shè)示范高速公路建設(shè)項(xiàng)目上，開(kāi)展生態(tài)選線理論與技術(shù)方法創(chuàng)新研究，對(duì)于進(jìn)一步梳理完善現(xiàn)有選線方法體系、構(gòu)建生態(tài)選線關(guān)鍵指標(biāo)體系、開(kāi)展高速公路生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)實(shí)踐，具有不可估量的社會(huì)效益。此舉不僅可以提升高速公路項(xiàng)目綠色公路建設(shè)水平，還可以從設(shè)計(jì)源頭上規(guī)避生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)將推進(jìn)綠色公路建設(shè)，減少后期公路投資，遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)效益巨大。

(二)環(huán)境效益

提升路域景觀規(guī)劃水平，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)與環(huán)境最大程度的融合，結(jié)合高速公路景觀色彩設(shè)計(jì)量化要求、高速公路使用人群環(huán)境認(rèn)知規(guī)律、高速公路周邊重要視點(diǎn)以及高速公路環(huán)境敏感區(qū)常見(jiàn)植物群落數(shù)據(jù)模型，提出不同景觀分段高速公路生態(tài)修復(fù)區(qū)域的精確技術(shù)措施，在最經(jīng)濟(jì)合理的條件下實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)運(yùn)營(yíng)。

(三)生態(tài)效益

降低公路建設(shè)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故概率，促進(jìn)公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展，保障公路沿線生態(tài)與水環(huán)境安全的作用，降低維護(hù)成本，其間接經(jīng)濟(jì)效益明顯。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的降低，保護(hù)公路沿線居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)建立的綠色生態(tài)植被系統(tǒng)，有利于保護(hù)生物多樣性，維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路邊坡綠色生態(tài)防護(hù)需要和工程防護(hù)結(jié)合起來(lái)，在保障邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，注重生態(tài)環(huán)境。本文研究公路邊坡的生態(tài)保護(hù)形式，并探討了“三聯(lián)”生態(tài)綠色防護(hù)技術(shù)這個(gè)機(jī)理，論述了其社會(huì)效益和環(huán)境效益，為進(jìn)一步推進(jìn)綠色生態(tài)高速公路邊坡的建立提供參考。