高速公路巖石邊坡綠化坡面處理方法的研究

1 國內外現狀和發展趨勢

以噴播發為代表的我國工業化綠化開展了近十年，綠化理念只是比傳統的挖坑種樹進步了少許，而社會的進步和技術的提高需要有新理念的支持。自然邊坡是最穩定最漂亮的邊坡，邊坡綠化的最終目標應該是邊坡森林化，也就是通過綠化將工程邊坡恢復為自然邊坡。大自然中富含土壤菌的活性土壤和植被是統一的整體，綠化必先造土，巖石的土壤化是綠化成功的關鍵。要創建和諧社會，和諧工程也是重要組成部分。和諧工程就是人與自然地和諧，具體到邊坡工程就是邊坡與自然地和諧，而邊坡森林化就是最好的和諧。

地球上存在著經過漫長的歲月形成的表土，表土是由巖石化來的砂土，稱為“有機物”的動植生物遺體，加上無數的“土壤微生物”的三要素所構成。這三要素牢固地結合在一起，互相幫助，平靜而又激烈的生存者，這也是一種自然循環。將這三要素匯總歸還給地球的正是巖石邊坡綠化的核心內容，即土壤菌綠化法。以土壤菌綠化法帶動起來的巖石邊坡綠化將是對巖石邊坡綠化工程的一次徹底的變革。

2 項目研究開發的目的和意義

高速公路巖石邊坡綠化必須在巖石邊坡上實際種植真正地草木。一般的巖石綠化是巖石表面的綠化，只是將巖石表面的砂漿噴覆蓋換成草皮覆蓋而已，根系沒有達到巖石內部，因此經過數年將枯死剝落。綠化必先造土，沒有生物活性的泥巴加草籽沒法維持植物的可持續增長，不可能達到恢復自然的目的。所謂“噴草”只能是“一年綠，二年黃，三年全死光”。土壤菌綠化法解決了以上的問題。它能有效地解決邊坡噴播層肥力不足的難題并且扎入巖層的喬木根系還能夠起到護坡的作用。

土壤菌綠化法不僅適用于巖石，對以前被視為綠化困難的土質砂質邊坡及貧瘠地也有效，使永遠不會枯死的真正綠化成為可能，這是因為土壤菌綠化法的基本理念就是地球表土的再生。土壤菌綠化法創造的自然循環將自然條件還給地球，使大地恢復綠裝。

3 項目的市場應用前景

土壤菌綠化法創造自然循環生物系統，將自然條件歸還給地球，活化各類性質的土壤以及提供植物正常生長所需要的營養物質，從而促使草灌喬混合生長，再造自然的土壤和植物循環體系，使大地回歸到真正意義上的本色上來，達到人與自然、人與環境的和諧統一發展。土壤菌綠化法還有以下四個優點：

節能：由于本技術不需要水泥框架梁，在施工階段可以節省材料本身所消耗的能源和運輸環節的能源；由于是免維護的綠化技術，完全依靠植物自身能力從巖土和大氣中吸收能量，后期維護階段的化肥及電力等等的能源損耗為零

節水：本技術無需水泥，因此可以節約大量的攪拌用水。后期無需養護，可以免除灌溉，節約大量水資源。

節材：與鋼筋水泥格構梁相比，本技術直接在巖石邊坡上噴播，可以節省大量的鋼筋水泥等建筑材料。例如住房和城鄉建設部科技示范工程項目紅豐小區施工面積5889.79m2，如果廢除鋼筋水泥格構梁則可以節約鋼材180t，節約混凝土560m3，節約造價294萬元。

節地：本技術可以在任何巖性任何坡度的邊坡上實施，使得大規模切坡造地成為可能，間接的節約了大量土地資源。

4 研發內容和目標

4.1 項目主要內容及關鍵技術

主要內容：

高速公路巖石邊坡森林化采用土壤菌永久綠化法技術，該技術是噴播法的一種，就是在巖石或土壤表面噴播有效土壤菌，使巖石的風化、土壤化以及土壤活性化的過程加速并持續進展，將含草、灌、喬樹種的營養層均勻地噴播到巖石邊坡上，最終在巖盤上生長出植物，并且植物深深的扎根于巖石里層。施工二個月后全面見綠，二年后可以成林。該技術是日本開發的以綠化巖石邊坡為目的的施工方法，可迅速恢復綠色植被，防止水土流失，保護生態環境。它集工程技術和生態綠化技術于一體，綜合治理斜坡，實現立體綠化，造價低、效率高、綠化效果好；能在土建施工完成后迅速恢復自然地貌與施建工程接合部的生態環境，使施建工程溶于自然的生態環境。

關鍵技術：

（1）地表土壤的再生。“土壤菌綠化法”用有效土壤菌將巖石的風化、土壤化加速幾萬倍，以及能夠富集營養的根瘤菌等復合菌種，恢復并提高表層的生物活性，即模擬產生“生土熟土化”，“熟土腐植化”過程。以往的施肥方法是給土壤“輸血”，而土壤菌綠化法是讓土壤造血。

（2）土壤菌綠化法的土壤化持續進展，根系扎入巖石層，纏繞的根系成為一體，有土樁的作用，防止崩落。而普通噴播法沒有土壤化發生。根系只能懸在巖石上面，施工覆蓋層將隨著養分的消失而逐漸枯死，剝落。并且草籽播的越多，密度越大，吸收有限營養的速度越快，也就枯死的越快。

（3）“土壤菌綠化法”利用有效土壤菌在巖石上再造土壤層，恢復巖石、土壤、微生物、植物間的自然循環及平衡。植物護坡隨山坡的變形而變形，透水透氣透光，和山坡渾然一體。

（4）巖石邊坡綠化使用的噴播基材用的是污泥、樹皮、樹枝等粉碎后易發酵形成腐殖質土壤的固體廢棄物。形成的土壤不但肥力好而且實現了生態循環在利用。

（5）巖石森林邊坡噴播基材的種子采用草本、灌木、喬木的種子按一定比例混合在一起再均勻地噴播在巖石邊坡上，最終在巖盤上生長出植物，并且植物深深的扎根于巖石層，數年后由于草灌喬的比例配置會形成森林的模式，從而形成巖石邊坡森林化。

4.2 技術創新點

（1）再生（土壤）而非替代（砂漿噴覆、漿砌塊石、框架植草“噴草”），造血（再造植物從風化巖石和空氣中自動汲取營養的天然機制）而非輸血（不需施肥灌溉）；

（2）草灌喬本土森林化，因為經過若干萬年物競天擇、本土化的草灌喬最適應當地土壤氣候，最具生命力，國內目前采用的技術，草籽加營養層，“一年綠，二年黃，三年全死光”。

（3）土壤菌綠化法再生土壤層，草灌喬根系迅速扎入基巖，與周邊完全融為一體，實現植物與巖土、大氣和水的自然循環，無需養護。

（4）經土壤菌綠化法改造的邊坡恢復了植被，具有防凍融、防侵蝕、防風化作用，自然邊坡具有了免維修、不施肥、不再追加投入的良好功效。同時綠化施工中使用的網格、錨釘等又起到護坡作用，所以本綠化法實現了邊坡防護和綠化兩大功能的有機結合，可以完全取代以往的水泥框架梁、漿砌塊石、砂漿噴覆等邊坡工程，一次投資，永久受益。

5 研究開發方法

5.1 總體安排

（1）通過對所要研究的內容和技術的確定來確定實驗的方案

（2）材料料、設備和場地的準備，開始進行小范圍的實驗

（3）技術的指標和預期結果的標準確定。

（4）研究出符合該研究的方法。

（5）對符合技術指標要求的方法進行實質性的實驗，并對其作用進行評價。

（6）把所確定的方法進行大范圍的實驗和適用性的投產。

5.2 設計開發方案

（1）對各種實驗方法進行篩選，確定最佳試驗方法。

（2）對所要使用的實驗材料和實驗地點進行合理的選擇。

（3）對各種實驗植物配合比進行合理的選擇。

（4）試驗并篩選確定后最佳的實驗方法。。

（5）經試驗確定最佳的實驗條件和試驗方法。

（6）優化工藝條件，使材料料和生產成本降到最低。

參考文獻

[1]郎煜華，白義如，王景春，周建軍.用土壤菌綠化法綠化漿砌塊石擋墻[A].中國水土保持學會工程綠化專業委員會、交通部公路科學研究院、北京林業大學.全國公路生態綠化理論與技術研討會論文集[C].中國水土保持學會工程綠化專業委員會、交通部公路科學研究院、北京林業大學：2009：5.

作者簡介：李保鋒，研究方向為地質工程 邊坡綠化。