西藏地區(qū)草皮移植技術(shù)在鐵路、公路施工中的應(yīng)用研究

馮亞飛 董海濤 扎 拉

（中交路橋北方工程有限公司，北京100020）

1 研究地點(diǎn)

研究地點(diǎn)在國(guó)道109 線那曲至拉薩公路改建工程（那曲至羊八井段）第二標(biāo)段二分部那曲與當(dāng)雄交界處，參考類(lèi)似地區(qū)的公路有新建國(guó)道109 線那曲至羊八井段，平均海拔在4500m以上，地處高原草甸地區(qū)，草皮質(zhì)量良好，草皮分布厚度在30cm～80cm 之間。

2 高海拔寒區(qū)植被條件及移植機(jī)理分析

由于有機(jī)質(zhì)土壤包含當(dāng)?shù)刂脖蛔畲蟮姆N子庫(kù)，植物在有機(jī)質(zhì)土壤上較礦物質(zhì)土壤上生長(zhǎng)更為迅速且成活率高，原有草皮回植是該地區(qū)植被恢復(fù)比較快捷的方法之一，高寒草甸和沼澤草甸由于具有特殊的草氈層結(jié)構(gòu)，草皮移植方法簡(jiǎn)單，效果更加明顯。

3 草皮移植技術(shù)可行性分析

項(xiàng)目在草皮移植的前期進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查和研究，提出在以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)草皮移植的可行性，（1）在草皮成活的季節(jié)進(jìn)行草皮移植，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：草皮根系發(fā)達(dá)，在草皮分割過(guò)程中有效的降低草皮的損耗；（2）改進(jìn)草皮的切割工藝，合理確定草皮切割的大小尺寸，優(yōu)化人工與機(jī)械配合，降低分割過(guò)程草皮的損耗并提升后期存放的成活率；（3）對(duì)草皮存放進(jìn)行要求，比如草皮的碼放層數(shù)、寬度、長(zhǎng)度及存放時(shí)間，并且對(duì)不同存放時(shí)間的草皮有根據(jù)的選擇存放方案。此外，對(duì)草皮的覆蓋方式進(jìn)行選取，減少在草皮在存放過(guò)程中的損壞；（4）對(duì)草皮的生物特性進(jìn)行調(diào)查和研究，確定草皮養(yǎng)生周期。

4 草皮移植施工技術(shù)

4.1 施工概述

草皮移植是指將天然草皮或者人工草皮塊鋪設(shè)到已經(jīng)平整好的土地上，草皮取出后，將其鋪設(shè)到平整的土地上，然后碼放覆蓋澆水，利用草皮本身的厚度和其完整的根植體系讓草皮表面的植被繼續(xù)保持存活，后期使草皮和土壤充分接觸，受損植物根系就會(huì)再次萌發(fā)新根，真正使得草皮與工程實(shí)體融合一體。

4.2 施工工藝流程（圖1）

4.3 草皮移植關(guān)鍵技術(shù)

4.3.1 草皮揭取時(shí)間選取

揭取草皮要求選在草地植物的分蘗期及結(jié)實(shí)期。即5～8 月之間，其中該時(shí)期也是西藏地區(qū)的雨季，可以為草皮根系積累水分，降低草皮的死亡率。

4.3.2 草皮分割技術(shù)

a.揭取草皮前，明確草皮的類(lèi)別，掌握其生長(zhǎng)特性。

b.揭取草皮要求選在草地植物的分蘗期及結(jié)實(shí)期，即5～8月之間，該時(shí)期也是西藏地區(qū)的雨季，可以為草皮根系積累水分，降低草皮植物的死亡率。

c.草皮分割采用機(jī)械進(jìn)行，主要由裝載機(jī)完成。施工前對(duì)裝載機(jī)的鏟斗進(jìn)行改造，即在裝載機(jī)鏟斗下焊接分割刀片。刀片采用鋼板制作，鋼板厚度為1～2cm，端部打磨鋒利，鋼板長(zhǎng)15～25cm，寬度根據(jù)草皮的厚度確定，刀片安裝方向與裝載機(jī)行駛方向平行，相鄰刀片的距離根據(jù)草皮切割寬度確定，同時(shí)結(jié)合揭取草皮的機(jī)械寬度確定，其間距在0.4～0.6m 之間較為合適。

d.在草皮分割設(shè)備安裝完成后即進(jìn)行草皮分割，分割時(shí)裝載機(jī)將鏟斗底平面與地面平行放置，采用逆向行駛進(jìn)行草皮切割，行駛盡量保持直線，避免擺動(dòng)破壞草皮。

4.3.3 草皮揭取

在草皮分割完成后即進(jìn)行草皮揭取及碼放。施工時(shí)挖斗鏟刀放置在草皮根系底部，緩慢揭取，直至該塊草皮揭取完整。草皮揭取后，條件允許則就近移植；如作業(yè)面不具備，則需將草皮在合適位置堆碼養(yǎng)生。

4.3.4 草皮碼放

4.3.4.1 草皮存放場(chǎng)地的選取

⑴選取的原則

①草皮存放場(chǎng)地應(yīng)就近，減少中間轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，降低草皮的損耗。

②草皮存放場(chǎng)地應(yīng)就近存放，減少運(yùn)距，降低施工成本。

③草皮存放地點(diǎn)附近水資源豐富，利于后期養(yǎng)護(hù)，同時(shí)選擇的存放地原地表盡可能的為荒地，以避免存放時(shí)破壞原來(lái)的植被。

⑵一般存放的場(chǎng)地

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，第一，草皮存放的場(chǎng)地可選擇在主線路線兩側(cè)，不影響主體施工，同時(shí)不占用紅線以外用地；第二，草皮存放在取土場(chǎng)或者棄土場(chǎng)，在取土、棄土與草皮存放施工實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，避免施工交叉影響工程主體進(jìn)度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)草皮移植。

⑶場(chǎng)地及施工便道保護(hù)措施

草皮存放場(chǎng)地實(shí)施封育管理，草皮存放后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間不允許在其范圍內(nèi)放牧或其它活動(dòng)，可采用刺鐵絲柵欄隔離禁牧，使其恢復(fù)生長(zhǎng)和自然演替。

施工便道在使用完后及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)，首先清除施工便道內(nèi)的路基路面填料，預(yù)留出生態(tài)恢復(fù)必要的厚度，松散下承層并鋪設(shè)腐殖土，使用草皮移植覆蓋并填縫撒播草籽，養(yǎng)護(hù)草皮直至與原地貌一致。

4.3.4.2 草皮存放方式的選取

草皮碼放由機(jī)械與人工配合完成，草皮存放方式與存放時(shí)間的關(guān)系，可按照如下表所示進(jìn)行存放方式的選擇：

表1 草皮存放方式與存放時(shí)間的關(guān)系一覽表

圖1 草皮移植施工工藝流程圖

⑴平鋪法

平鋪存放即將剝離的草皮單層平鋪在指定位置上，將每塊草皮邊緊貼在一起，減少空隙，防止陽(yáng)光直射導(dǎo)致植被蒸騰加速以及大風(fēng)等氣候因素影響下風(fēng)干枯死，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，草皮的枯死往往是從草皮塊的邊緣開(kāi)始，因此草皮之間填縫十分重要。平鋪法的場(chǎng)地要求為草地或者荒地，如果為草地存放時(shí)間在30 天內(nèi)（圖2）。

⑵堆疊法

①堆疊存放- 重疊法

與平鋪法施工一致，一般為2～4層草皮為宜，草皮與草皮之間、層與層之間基本無(wú)空隙，碼放草皮堆放按照寬×長(zhǎng)=3m×5m。由于草皮之間空隙小，下層草皮表面的植被在長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)容易壞死，因此同平鋪法類(lèi)似，該種草皮存放時(shí)間應(yīng)控制在30d 內(nèi)，該種方案適用于短期內(nèi)草皮移植，對(duì)場(chǎng)地的要求較低，存放草皮量較大，場(chǎng)地往往設(shè)在路基兩側(cè)（圖3）。

②堆疊存放- 鏤空法

該方法是將草皮隔空堆疊存放，避免上層草皮覆蓋在下層草皮之上，利用草皮自身的剛度保證上下層草皮之間鏤空，為下層草皮提供生長(zhǎng)空間，并能接收到后期養(yǎng)生，極大的提高了草皮的存放成活率。鏤空法存放一般為2～4 層草皮為宜，個(gè)別草皮在存放時(shí)出現(xiàn)折斷或者其他不能支撐情況時(shí)，應(yīng)采取有效的措施來(lái)保證上下層草皮之間有效的空間（圖4）。

⑶支架法

支架法即采用鋼材焊接制成，支架一般設(shè)置2～4 層，層間間距大于草皮厚度的1.2-1.5 倍，每層采用竹板或者其他材料鋪設(shè)，滿足能承載草皮的重量。支架法存放的草皮上下層之間相互不影響，為草皮生長(zhǎng)提供足夠的生存空間，同時(shí)每層支架設(shè)置有底板，草皮存放時(shí)一定程度上減少了草皮暴露面，降低水分蒸發(fā)，提升了草皮的存放成活率（圖5）。

圖2 草皮平鋪法示意圖

圖3 草皮重疊存放示意圖

4.3.5 草皮覆蓋養(yǎng)護(hù)

草皮在完成碼放后即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)分為草皮覆蓋包裹、定期養(yǎng)生及有機(jī)土保存三方面：⑴草皮的覆蓋采用密目式遮陽(yáng)網(wǎng)，主要作用為遮陽(yáng)、保濕、抗風(fēng)、冬期保溫，根據(jù)草皮的生長(zhǎng)特性，生長(zhǎng)比較耐旱，并且儲(chǔ)存水分的能力強(qiáng)，在選取覆蓋網(wǎng)時(shí)應(yīng)選取遮陽(yáng)率在50%～80%的網(wǎng)，能夠起到養(yǎng)護(hù)的作用。⑵根據(jù)對(duì)草皮的生長(zhǎng)環(huán)境調(diào)查，需要在草皮儲(chǔ)存階段進(jìn)行灑水養(yǎng)生，由于草皮被分割揭取，水分散失快，養(yǎng)生周期根據(jù)草皮的干濕情況確定。⑶有機(jī)土保存：現(xiàn)有草皮下的有機(jī)土對(duì)移植草皮的再生能力十分重要，草皮取走后，應(yīng)將草皮下的有機(jī)土清除堆放，以便回鋪植草皮時(shí)使用。

4.3.6 路基邊坡修整及人工二次整平

施工方案與一般路基邊坡整修相同。

4.3.7 放樣掛線

根據(jù)路基頂面測(cè)量的高程對(duì)邊坡進(jìn)行放樣。在直線上每10m 進(jìn)行加樁，在曲線處每5m 進(jìn)行放樣并釘木樁，再根據(jù)測(cè)量的高程對(duì)邊坡進(jìn)行放樣，坡度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，并在坡腳處定樁，在己釘好的坡頂和坡腳木樁上掛好施工橫線，兩個(gè)橫線間再掛可移動(dòng)縱線。上下移動(dòng)縱線，檢查縱線與坡面的距離，使該距離控制在30cm。襯砌拱護(hù)坡施工完成后，對(duì)拱架內(nèi)不平整坡面由人工進(jìn)行修整。

4.3.8 鋪設(shè)有機(jī)土

邊坡鋪設(shè)草皮之前，根據(jù)所鋪設(shè)草皮厚度，用挖掘機(jī)在邊坡上鋪設(shè)層厚5～10cm 的有機(jī)土，局部不均勻位置由人工補(bǔ)充調(diào)整，控制有機(jī)土加草皮總體鋪設(shè)厚度為30cm。

4.3.9 草皮回鋪、有機(jī)土填縫、清理廢料

在進(jìn)行人工有機(jī)土的鋪設(shè)保持均勻一致，采取人工搬運(yùn)草皮到坡面上，由低到高分段碼砌草皮，將草皮塊與塊之間相互擠緊，上下塊之間要錯(cuò)縫，嚴(yán)禁出現(xiàn)通縫現(xiàn)象，鋪筑好的草皮拼接縫處用人工用腐殖土進(jìn)行填實(shí)、不留縫隙，局部嵌合不密實(shí)的使用有機(jī)土填筑密實(shí)。當(dāng)草皮厚度不一致時(shí)，應(yīng)人工整修草皮或者鋪墊有機(jī)土，確保草皮表面平整。鋪筑完成一段后及時(shí)清除坡頂路基上剩余腐殖土和坡腳處剩余草皮和腐殖土使鋪筑好的坡面與自然環(huán)境協(xié)調(diào)一致。

4.3.10 草皮移植養(yǎng)生

針對(duì)該地區(qū)蒸發(fā)量大的特點(diǎn)，草皮移植鋪設(shè)后，在第一周內(nèi)需要定期灑水養(yǎng)生，提高草皮移植成活率。后期可根據(jù)自然降水情況適時(shí)灑水，直至完全成活。

5 草皮移植過(guò)程的保證措施

5.1 草皮存放期間成活率保證措施

草皮在存放時(shí)死亡主要表現(xiàn)為：①草皮被覆蓋，草皮表面的植被表現(xiàn)為枯死；②草皮因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不到位，草皮內(nèi)水分損失，草皮干燥，植被根系死亡導(dǎo)致表面植被死亡。針對(duì)這兩種情況采取的措施，首先根據(jù)草皮的存放時(shí)間合理確定草皮的存放方案，盡可能的避免草皮多層封閉堆放，為草皮表面的植被流出空間進(jìn)行呼吸和光合作用，增加草皮的成活率，對(duì)于草皮之間的空隙應(yīng)用腐殖土填塞并撒播草籽，使得存放的草皮生長(zhǎng)為一體，增加其時(shí)應(yīng)外界環(huán)境的能力；其次要定期為草皮灑水養(yǎng)生，為其生存提供保障，最后應(yīng)做好草皮的覆蓋保護(hù)，降低其蒸發(fā)量。植被恢復(fù)初期，先鋒群落的組成與結(jié)構(gòu)都極為簡(jiǎn)單，抵御干擾的能力差，采用適當(dāng)澆水，灌溉水源可使用隧道中水或引水灌溉，適宜施肥和添加腐殖土等方法來(lái)增加土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)一步改善立地條件，促進(jìn)更多的植物定居。

圖4 草皮鏤空存放示意圖

圖5 草皮支架法存放示意圖

5.2 草皮移植后的成活率保證措施

草皮移植到路基邊坡后由于底面為傾斜面，容易形成地下水徑流，不利于保持水分，再加上養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，容易造成草皮移植后死亡，針對(duì)該情況，首先要在草皮底面鋪設(shè)一定厚度的腐殖土，厚度不宜小于10cm，并且根據(jù)草皮的厚度做適當(dāng)調(diào)整，草皮移植碼砌時(shí)不宜做成通縫，草皮與底面腐殖土應(yīng)貼實(shí)，草皮之間的空隙使用腐殖土填滿并種植草籽，避免鏤空；其次在移植后的第一年應(yīng)嚴(yán)格做好草皮的灑水、覆蓋養(yǎng)護(hù)，在進(jìn)入冬期后（溫度低于0℃時(shí)）嚴(yán)禁灑水，否則容易將草皮根系凍死。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)過(guò)與傳統(tǒng)的噴播植草對(duì)比，高原草甸移植每平米成本降低約9.7 元，項(xiàng)目防護(hù)總面積約63 萬(wàn)m2，成本降低約610 萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著，此外本項(xiàng)目地處海拔較高，播撒草籽存活率極低，往往需要二次、三次補(bǔ)種，預(yù)算增加且耗時(shí)費(fèi)力，從經(jīng)濟(jì)方面講，草皮移植技術(shù)也更適應(yīng)西藏高海拔嚴(yán)寒的環(huán)境。

表2 高原草皮移植與保護(hù)與傳統(tǒng)噴播植草防護(hù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比 單位元/m2