蔣必鳳
(海南大學三亞學院,海南 三亞 572022)
海南省四面環海,目前已構筑起以環島高速公路為主動脈,“三縱四橫”國道和省干線為骨架的“田字形”公路網。公路的建設經常要開挖大量的邊坡,使植被遭到嚴重的破壞,形成大量的次生裸地,帶來水土流失、滑坡、泥石流、局部小氣候惡化等環境問題,進而加劇了生態系統的惡化[1]。植被護坡在起到漿砌片石、噴射混凝土等邊坡防護功能的同時,能夠快速恢復由于工程建設所破壞的生態環境,保持生態間的平衡;可以避免工程加固措施隨著時間的推移、巖石的風化、混凝土的老化、鋼筋的腐蝕而產生的強度降低、效果越來越差的問題;而且效果美觀,對環境沒有污染[2]。植被護坡是指通過在坡面上單獨種植植物,或者將植物與土木工程和非生命植物材料相結合,來改善邊坡土層的地質狀況,減少坡面的水土流失,提高坡面穩定性,同時達到一定的景觀和生態效應[3][4]。
公路邊坡的土壤環境一般比較差,多為巖石邊坡或者貧瘠的土壤邊坡。邊坡土壤中砂石含量大、保持水分的能力差、土壤養分含量少,植物成活率低;管理粗放,汽車尾氣污染嚴重。因此,護坡植被的選擇應該遵守以下幾個原則:
(1)植被的抗逆能力強,且能適應粗放型管理:由于公路邊坡土壤貧瘠,因此要求護坡植被必須要有很強的抗旱性、抗熱性、抗貧瘠能力、抗污染能力強,能夠適應粗放型管理條件。
(2)植被根系發達:海南地區降雨量充沛,滑坡現象常有發生,對于東線高速公路也有過數次滑坡現象,要想很好的起到護坡的作用,草本植物應該有發達的須根,從而有較強的加筋作用,抑制淺層土體滑坡;喬木、灌木的主根入土要深且側根發達,從而起到更好的錨固作用,抑制土體的深層滑坡。
(3)植被生長速度要快,覆蓋率要高,能快速成坪,才能很好地起到減少坡面侵蝕、水土流失的作用。
(4)以鄉土植物為主:對于鄉土草種的選擇利用與開發注意不夠,可能會引發新的生態問題,如物種入侵、生物多樣性損失等,由于外來種常常失去其固有的自然控制因素,而使種群增長異常迅速,可能對本地物種帶來毀滅性的災害。
(5)喬、灌、藤、草相結合,形成立體生態防護邊坡,植被多元化,植被的搭配以“四季常綠、四季有花、節約成本”為原則。
海南省是我國最具熱帶海洋氣候特色的地方,全年暖熱,雨量充沛,各地年平均溫度在23℃~25℃之間,中部山區較低,西南部較高,典型的土壤類型為磚紅壤性紅壤土。海南省植物種類豐富,能夠適應公路邊坡生存條件的植物種類也多種多樣。
(1)草本植物
主要包括狗牙根、結縷草、竹節草、香根草、彎葉畫眉草、高羊茅、假儉草、銀合歡、百喜草、匍匐翦股穎等。這些草本植物抗旱性、抗熱性均較強,能適應海南省的氣候及土壤條件,且能適應粗放型管理、生長速度較快、根系發達,能夠起到水土保持、加筋固土的效果,能夠防止淺層滑坡,是比較理想的護坡草本植物。
(2)喬木、小喬木、灌木
銀合歡、夾竹桃、桃金娘、臺灣相思、樟課、殼斗科、桑科、山茶科等均可以用作護坡。喬木、小喬木、灌木和草本植物相比來說,前者主根和須根的固土效果較后者強,能夠起到防止深層滑坡的效果,最理想的效果是將兩者結合起來。
(3)藤本植物
葛藤、龍須藤、米碎葉、蛇藤、小葉扶芳藤、爬山虎、牽牛花等都可以用于護坡。藤本植物主要是起到一種綠化的作用,因此可以用于巖石邊坡的綠化等。
對于坡度較小(一般不超過1:1.0,局部可不陡于1:0.75)、高度較低(一般不超過10m)、土質良好、穩定性較好的邊坡,可以采用單純的植被防護形式,主要包括以下幾種[2]:
(1)鋪草皮:是將培育的生長優良健壯的草坪用平板鏟或起草機鏟起,運至需綠化的坡面,按照一定的大小規格重新鋪植,使坡面迅速形成草坪的護坡綠化技術。這種技術成坪時間短、護坡效果見效快、施工季節限制少,但是前期后期管理難度較大。
(2)撒播草種:在邊坡坡面簡單撒播草種,多用于適宜草類生長的土質路塹以及路堤邊坡防護,但由于草籽撒播不勻稱,易被雨水沖走,成活率低,往往達不到滿意的護坡效果。
(3)植生帶護坡:采用專用機械設備,依據特定的生產工藝,把草種、肥料、保水劑等按一定的密度定植在可自然降解的無紡布或其他材料上,并經過機器的滾壓和針刺的復合定位工序,形成的一定規格的產品。播種施肥均勻、數量精確,草種、肥料不易移動;草種成活率高、出苗整齊、建植成坪快;施工省時、省工、操作簡便。
(4)液壓噴播植草護坡:將草種、木纖維、保水劑、粘和劑、肥料、染色劑等與水的混合物通過專用噴播機噴射到預定區域建植草坪的高效綠化技術。這是一種高速度、高質量的現代綠化技術。其特點是機械化程度高、技術含量較高、施工效率高,種植成本低、成坪時間快、草坪覆蓋度大、草坪均勻度好、質量高。不足之處是前期養護工作量較大。
對于坡度較大、高度較高的公路邊坡可以采用植被防護和工程防護相結合的方式,可以采用以下護坡形式[2]:
(1)三維植被網:一般以聚乙烯等為原料,無腐蝕性,化學性質穩定,對大氣土壤微生物呈惰性。三維植被網護坡具有表層保土性能優良等特點。各類土質邊坡均適用,包括路堤和路塹邊坡,強風化巖石邊坡也可應用,土石混合路堤邊坡經處理后也可用,常用坡率為1:1.5,一般不超過1:1.25,坡度大于1:1.0時慎用,坡高每級高度不超過10m。
(2)土工格室:在坡面上的固定展開的土工格室內填充改良客土,然后在格室內植草的方法。利用土工格室可為護坡植物提供較好的生長環境并防止雨水對坡面的沖蝕,對坡體還有一定的加固作用。本方法的優點是施工迅速、容易與環境協調、沒有工程護坡的明顯人工痕跡、對邊坡有較好的穩定加固作用。
(3)TBS植被護坡:使用經改進后的混凝土噴射機將拌和均勻的厚層基材混合物按設計厚度噴射到巖石坡面上。其特點為構造簡單、固坡迅速;適用范圍廣;基材抗侵蝕性強;具有合理的團粒結構;養分配方獨特;混合草種抗逆性強;施工容易,造價合理;粗放管理,免維護。
(4)砌石骨架植草護坡:采用砌石在坡面形成框架,結合鋪草皮、三維植被網、土工格室、噴播植草、栽植苗木等方法形成的一種護坡技術。砌石骨架根據形狀的不同,可分為方格形、拱形、人字形等,為減輕坡面沖刷,常采用截水形漿砌片、塊石骨架。從與環境的協調性來看,人工痕跡十分明顯,不宜大量使用。
(5)植被混凝土:植被混凝土是根據邊坡地理位置、邊坡角度、巖石性質、綠化要求等來確定水泥、土、腐植質、保水劑、混凝土添加劑及混合種子的組成比例。該技術機械化程度高,生產能力大,采用干式噴播,噴射距離遠,噴射層有一定強度且不易產生龜裂,抗沖刷能力強,特別適用于陡峭巖石邊坡。
結束語。海南是一個生態省,十分重視環境保護,隨著國際旅游島的建設,生態問題、環境問題的解決刻不容緩。植被護坡不僅可以起到傳統工程護坡的作用,最主要的是其能夠美化環境,恢復破壞的生態環境。當然,對于具體的護坡工程,我們還需要根據實地的土壤條件、環境條件、當地的植物資源、邊坡的高度、坡度、降雨量、地質條件等因素來具體設計采用什么樣的植被護坡形式。
[1]劉懷星.植被護坡加固機理試驗研究[D].湖南大學,2006:1.
[2]高民歡,李輝.高等級公路邊坡沖刷理論與植被防護技術 [M].北京:人民交通出版社,2005:230-232.
[3]Ministry of works and transport.Use of bio-engineering in the road sector[J].Geo-environmental unit,1999,20(2):5-10.
[4]韓煒,王曉東.植被護坡設計概述[J].交通標準化,2007(1):113.