植物纖維毯綠植恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用研究

摘要：植物纖維毯綠植恢復(fù)技術(shù)是一種集坡面加固、植物防護(hù)與邊坡綠化于一體的復(fù)合型裸露土石坡面修復(fù)措施。文章以南寧沙井至吳圩公路和松旺至鐵山港東岸公路的土質(zhì)邊坡應(yīng)用植物纖維毯綠植恢復(fù)技術(shù)為例，認(rèn)為該技術(shù)具有施工便利、水土保持效果好、材料生態(tài)可降解等特點(diǎn)，有效提高了邊坡綠化的成活率和覆蓋率，可作為后續(xù)廣西公路邊坡防護(hù)與綠化的新技術(shù)進(jìn)行推廣與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：植物纖維毯；邊坡防護(hù)；水土保持；生態(tài)降解；坡面修復(fù)

U417.1A100322

0 引言

近年來，隨著我國高速公路建設(shè)如火如荼地全面鋪開，公路邊坡新材料防護(hù)的研究與應(yīng)用也在有序進(jìn)行中。由于公路建設(shè)過程中不可避免會(huì)帶來邊坡裸露、水土流失、植被破壞等一系列生態(tài)問題，傳統(tǒng)的裸露邊坡治理仍然依靠傳統(tǒng)的硬化材料進(jìn)行，但該方式存在與環(huán)境兼容性差、施工周期長、花費(fèi)成本高等缺點(diǎn)，相較于傳統(tǒng)的硬化材料治理，目前利用植物纖維毯綠植恢復(fù)技術(shù)具備極好的修復(fù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

植物纖維毯綠植恢復(fù)技術(shù)是一種集坡面加固、植物防護(hù)與邊坡綠化于一體的復(fù)合型裸露土石坡面修復(fù)措施，主要應(yīng)用于由于地表施工導(dǎo)致的坡面裸露、綠化植物播種至生態(tài)恢復(fù)重建前的階段，因其修復(fù)效果好、經(jīng)濟(jì)效益高而受到廣泛關(guān)注［1］。1987年日本從法國引進(jìn)連續(xù)纖維加筋土工法，隨后與已有的坡面綠化工法結(jié)合，開發(fā)出連續(xù)纖維綠化工法，俗稱TC綠化工法［2］；植物纖維毯最先在德國的工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，在控制水土流失中發(fā)揮了長達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的作用。國內(nèi)對植物纖維毯的研究與應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代，隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，植物纖維毯已從最初的河堤防護(hù)逐步推廣到道路邊坡防護(hù)等，覆蓋北京、河北、河南、江西和安徽等地［3-5］。

1 技術(shù)原理

植物纖維毯多以谷類秸稈等作為基底原材料，使大量農(nóng)業(yè)廢棄物變廢為寶［6］，該技術(shù)在固坡防護(hù)時(shí)主要分為兩個(gè)階段進(jìn)行：在植物尚未萌出成型前，由纖維毯本身對邊坡進(jìn)行固定和防護(hù)；在植物生長成型后，纖維毯本身降解消失，由植物的地上部分和地下部分共同發(fā)揮作用，其中地上部分植物葉片對雨水進(jìn)行截留，減少徑流沖刷，地下部分植物根系對邊坡進(jìn)行錨固，減少水土流失。

2 功能特點(diǎn)

植物纖維毯以秸稈等天然纖維為基底，搭配優(yōu)質(zhì)草籽、營養(yǎng)劑、專用紙、定型網(wǎng)等多種材料，在大型生產(chǎn)流水線上一次編制生產(chǎn)加工完成，其功能特點(diǎn)見表1。

3 材料組成

目前公路項(xiàng)目所用植物纖維毯多為三層或五層兩種結(jié)構(gòu)，其中五層結(jié)構(gòu)纖維毯內(nèi)含草籽，定型網(wǎng)多為聚丙烯（PP）材料，降解期為5年左右，纖維層一般由秸稈纖維和椰殼纖維混合加工成多孔結(jié)構(gòu)，為后續(xù)植物的萌發(fā)創(chuàng)造條件。

4 項(xiàng)目應(yīng)用

植物纖維毯在已建成通車的南寧沙井至吳圩公路、松旺至鐵山港東岸公路進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用。南寧沙井至吳圩公路位于南寧市西南側(cè)，主要途經(jīng)南寧市江南區(qū)、崇左市扶綏縣，路線長度約為28.5 km，設(shè)計(jì)時(shí)速為120 km；松旺至鐵山港東岸公路起于博白縣松旺鎮(zhèn)周北村西南面，終于合浦縣白沙鎮(zhèn)雞公埇附近，路線全長21.44 km，設(shè)計(jì)時(shí)速為120 km。該項(xiàng)目處于亞熱帶季風(fēng)型氣候，區(qū)域土壤類型主要以褐、褐黃色軟～硬塑狀黏土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏土、砂土等為主。

作為一種新型環(huán)保的技術(shù)產(chǎn)品，植物纖維毯其能夠很好適應(yīng)廣西山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡生態(tài)恢復(fù)，未來可以考慮替代拱形骨架生態(tài)護(hù)坡。在南寧沙井至吳圩公路項(xiàng)目中，結(jié)合項(xiàng)目地理位置的實(shí)際情況，以兼顧生態(tài)防護(hù)和美化為原則，在全線適宜邊坡開展植物纖維毯加無紡布覆蓋已噴播坡面應(yīng)用，替代了傳統(tǒng)的圬工防護(hù)，應(yīng)用范圍主要包括一、二、三級(jí)及以上土質(zhì)邊坡，邊坡草籽配比如表3所示：

其中三級(jí)及以上坡面采用噴播開花草籽及鋪設(shè)植物纖維毯的方式進(jìn)行，該方式具有施工方便、價(jià)格低廉、植被選擇廣泛、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，將植物纖維毯鋪敷于地表，可有效解決水蝕、風(fēng)蝕、固化地表、防治水土流失、儲(chǔ)存地表水分等問題。其施工工序見圖1。

在保證項(xiàng)目達(dá)到設(shè)計(jì)效果的前提下，其施工方法和方式環(huán)保，植物纖維毯的鋪設(shè)有效減少了對施工機(jī)械的依賴，大部分依靠手工完成，不會(huì)破壞周邊環(huán)境，也減少了施工垃圾和施工噪音的產(chǎn)生，其施工工序的具體做法包括：

（1）邊坡刷坡：按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)坡率進(jìn)行刷坡，力求坡面平順，同時(shí)清除坡面上的雜草等不利于護(hù)坡草籽生長的雜質(zhì)，為后續(xù)播撒草籽和纖維毯貼合奠定基礎(chǔ)。

（2）鐵耙耙平：用鐵耙將坡面耙平耙松，同時(shí)均勻掛上稻草，為后續(xù)肥料和草籽在坡面均勻掛載提供便利。

（3）邊坡掛網(wǎng)：在坡面上平鋪鐵絲網(wǎng)，并采用錨桿固定。

（4）噴播混合基材：采用液壓噴播機(jī)，將種子、保水劑、肥料、纖維混合料均勻噴播于坡面上。

（5）鋪設(shè)纖維毯：植物纖維毯搭接寬度為1 m，將纖維毯分別埋入坡頂、坡腳，再利用U型釘對毯的橫向和縱向進(jìn)行固定，隨后進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，最后覆蓋土工布保持土壤濕潤。

該技術(shù)施工便利，對水土保持具有較好的作用，并且其材料環(huán)保生態(tài)可降解，項(xiàng)目應(yīng)用該技術(shù)后實(shí)現(xiàn)了植物纖維毯與植物防護(hù)作用的有效交替連接，即邊坡裸露階段主要通過植物纖維毯護(hù)土固坡，待纖維降解后作為有機(jī)肥給草種提供充足的養(yǎng)分，最后由穩(wěn)定生長的植被和生物質(zhì)結(jié)皮固坡。

研究表明，該技術(shù)無論從施工難易程度還是后期防護(hù)效果均優(yōu)于其他防護(hù)形式，且造價(jià)更為低廉，每平方米成本不到其他防護(hù)成本的50%，并使傳統(tǒng)的低效率水土保持技術(shù)發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，大幅提高了邊坡綠化的成活率和覆蓋率。前述兩個(gè)項(xiàng)目邊坡應(yīng)用植物纖維毯進(jìn)行防護(hù)后，草灌植物能夠根據(jù)各自的生長特性，迅速均勻地從植物纖維縫隙中生長而出，經(jīng)過10～20 d生長期形成穩(wěn)定的生態(tài)邊坡防護(hù)，其綠化成活率和覆蓋率高達(dá)96%以上，綠化成效顯著。特別對于建設(shè)工期緊、低碳要求高的公路項(xiàng)目來說，這是一項(xiàng)行之有效的邊坡防護(hù)形式，具備良好的推廣和應(yīng)用前景。

5 結(jié)語

從項(xiàng)目應(yīng)用情況來看，該案例為廣西山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的邊坡綠化模式提供了充分的理論依據(jù)和實(shí)踐支持，可在今后的廣西山區(qū)高速公路邊坡，特別是劣性土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡的綠化中因地制宜應(yīng)用，根據(jù)施工季節(jié)和邊坡條件選擇合適的施工工序和草種配比進(jìn)行，促使邊坡防護(hù)朝著更為低價(jià)高效的方向邁進(jìn)。植物纖維毯綠植恢復(fù)技術(shù)作為一種外源性邊坡恢復(fù)方式，未來應(yīng)在提高客土相容性和植物成活率上進(jìn)行更為深入的研究，力求實(shí)現(xiàn)更多的公路項(xiàng)目邊坡生態(tài)防護(hù)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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