客土噴播技術在川藏公路生態防護中的應用——西藏林芝段

錢晶晶，方江平

(1.西藏農牧學院高原生態研究所;2.西藏自治區公路局林芝公路分局)

既然要修路，就或多或少對周邊生態環境產生影響，特別是對于西藏這種極端脆弱的生態環境而言，復雜多樣的地形地貌和獨特的高原氣候，常發生不可預見或不易預防的地震、泥石流等地質災害以及冰凍雨雪等氣象災害，不僅對公路交通產生了極大的影響，同時也直接關系到公路邊坡的保護與修復。隨著西藏公路里程的增加，西藏公路邊坡破壞現象隨之增多，每年在邊坡防護養護投入的資金也越來越多，收到人們的重視。為保證西藏公路邊坡及周邊環境的穩定，研究邊坡防護技術、尋找更加經濟合理的形式和方法尤為重要，而生態防護技術是使生態和工程結合的最佳途徑。

川藏公路修建于20 世紀50年代，局限于當時思想意識，在建設過程中沒有充分考慮公路對生態環境影響，導致部分公路沿線原生植被破壞，從而造成了公路邊坡普遍存在沖刷侵蝕、水土流失和局部滑坡現象等生態環境問題，給公路交通和當地村民以及過往行人車輛生命、財產帶來嚴重的安全隱患，因此邊坡防護工作越來越得到人們的重視。一般公路路塹邊坡多為貧瘠的風化巖和松散土壤，邊坡植被在3 ～5年甚至更長的時間內都難以恢復，由此20 世紀80年代日本研發了客土噴播技術，它是在邊坡上借助外來客土材料，為植物提供生長基質，能夠在短期內形成植物群落，是一種有效的生態防護手段，2000年在廣東省惠河高速公路巖石邊坡防護中引進了該項技術，隨后在湖南省臨長高速公路、云南省大保高速公路、江蘇省寧杭高速公路、廣東省惠河(二期)高速公路、廣東省渝湛高速公路進行了客土噴播技術的研究。

1 客土噴播生態防護技術

客土噴播技術是一種融合土壤學、植物學、生態學理論的生態防護技術，它用經處理加工的樹皮、養生材料、植物種子與少量當地優質土混合，添加營養劑，粘結劑和土壤穩定劑按一定比例混合制成客土，充分攪拌均勻后，通過專用噴播機噴射在固定有鍍鋅鐵絲網的坡面上，鍍鋅鐵絲網在巖石坡面形成一個骨架，從而形成類似鋼筋混凝土的結構，增強抗雨水沖刷的能力和形成適宜植物生長的客土層。待植被成坪后，可以對邊坡的穩定起到有效的保護，從而達到快速修復生態系統和穩坡的目的。

客土噴播工程設計除了常規的工程設計之外，還必須考慮生態學和土壤學內容。在生態學方面，要根據區域環境，調查周邊植物、地形地質等，以確定坡面目標植物群落選型及混合植物種子設計;在土壤學方面，要根據植被生長情況，調查降水等氣候資料、坡度及土壤肥力等，以確定客土材料選擇和配比，保證土壤的化學性質和團粒化結構有利于植被生長，同時也具有很好的保水性和保肥性。最后根據邊坡類型確定錨桿及掛網設計，保證邊坡深層穩定之后再按穩定邊坡的步驟進行客土噴射植被護坡結構設計，具體的施工順序為清理坡面，鉆孔打錨桿，掛網，噴射客土，養護。

2 項目區簡介

川藏公路(南線)東起四川省成都市，西至西藏自治區拉薩市，全長2 155 km，其中西藏境內長1 286 km。川藏公路是我國五條進出藏公路通道之一，是西藏自治區溝通我國中部、東部、南方省區，進而通江達海的最為短捷的陸上通道，被藏族同胞譽為“金橋”和“生命線”，在國道網和區域公路網中的主干線地位十分顯著。

本區域位于青藏高原南緣及其由西北向東南傾斜下降地帶，地勢總體上是西北高東南低。東喜馬拉雅山和念青唐古拉山東段橫亙于本地區南北兩側，南來的印度洋暖濕汽流沿雅魯藏布江河谷北上，受念青唐古拉山脈的阻擋，在本區域內形成了豐富的降水，由此導致了強烈的水土流失作用，加上河流的劇烈侵蝕和風化切割風作用，使得該區域內高峰聳立，山體下部形成深邃的峽谷，地勢高差懸殊，山脊與谷底海拔相對高差1 500 ～3 800 m，構成區域內高山峽谷的地貌特征。

本區域屬于高原溫帶半濕潤季風氣候區，降水主要來自印度洋方面的西南季風，降水量在水平方向和垂直方向差異較小，最大降水帶分布在森林帶上限或雪線附近。氣候比較溫暖，年平均溫度在7 ℃以上，≧0 ℃的積溫約2 300 ～3 200 ℃，年平均降水量500 ～700 mm，年平均蒸發量1 300 ～1 700 mm，年平均相對濕度50% ～75%，濕潤系數0.9 ～1.1。

本區域內土壤從低海拔到高海拔呈現明顯的垂直規律變化，主要有高山寒漠土、高山草甸土、亞高山草甸土、灰褐土、暗棕壤、棕壤、褐土等土壤類型，在河谷地帶主要受到高山河谷地貌、溫暖濕潤的氣候及豐富植被類型的影響，棕壤和暗棕壤分布面積最大，為區域內地帶性的土壤。從植被類型來看，海拔3 000 m 以下地區主要是亞熱帶山地灌叢(包含多種灌木雜生灌叢、干熱河谷刺灌叢)，3 000 ～3 500 m 為亞熱帶常綠、落葉闊葉灌叢和亞熱帶落葉闊葉林，3 500 ～4 200 m 為亞高山針葉林帶，4 200 ～4 600 m 為高山草甸灌叢，4 600 m 以上為高山草甸。

3 客土噴播技術應用

3.1 公路邊坡情況

項目區域全長約50 km，其公路邊坡可分為四種類型。

(1)土質較緩邊坡:沿線土質邊坡具有一定的共性，邊坡相對較緩，坡面較穩定，具有一定的自然恢復能力，但由于雨水的侵蝕，導致植物覆蓋率不高，一般只能達到20% ～30%左右，因此，此類土質邊坡需要前期人工干擾，創建一定的植物生長條件，穩定邊坡土壤，逐漸形成邊坡壤土層，為后期植物的自然演替營造良好的條件。該類型邊坡生態修復工程采用掛網薄層客土噴播工藝，噴播厚度為8 cm，根據周邊自然植被的分布，在邊坡坡腳位置栽植植物幼苗。

(2)土加石邊坡:該類型邊坡坡面較破碎，而且邊坡相對較陡，現有植被覆蓋率較低只有10%左右，在雨季易有碎石滑落，局部形成沖溝，一般邊坡下端已有矮墻護住坡腳。該類型邊坡生態修復工程采用掛網中層客土噴播，噴播前對坡面進行整理，去掉大塊碎石，削除反坡，以使客土層與邊坡表面完全接觸整合，為植被生長提供良好的立地條件。

(3)土質極差或強風化巖石邊坡:該類型邊坡一般較陡，土質情況無法使植物在其上扎根生長，無養分、不保水，邊坡上幾無植物生長，因此，此類型邊坡生態修復，應該采用人工辦法創造一個植物生長的立地條件，采用客土噴播工藝，客土厚度要求達到12 cm，以保障植物后期生長所需要的水肥條件。

(4)粉砂土加碎石邊坡:坡度較陡且穩定性差，噴播工藝難以附著，為保證邊坡穩定且實現生態恢復，根據邊坡的穩定程度及坡度不同，采用框架梁結合植生袋或菱形骨架結合覆土液壓噴播的形式，在穩定邊坡的前提下，為植物人工創造生存條件。

3.2 客土噴播操作

(1)邊坡清理:清除巖面雜物碎石、松散層，盡可能達到施工前坡面的凹凸度平均為±15 cm，最大不超過30 cm，有利于客土噴播施工，增加坡面綠化效果。同時對于光滑巖面需要通過挖掘橫溝等措施進行加糙處理，以避免客土下滑。

(2)截、排水溝施工:對于陡長的邊坡、坡頂、坡腳以及平臺均需根據坡面水流量的大小考慮設置排水溝，直接關系到坡面植被的生長環境。

(3)固定錨桿和掛網施工:在修整好的坡面上，打入錨桿并以水泥固定，錨桿的抗拔力、錨桿深度應滿足工程規定或監理工程師的要求。同時，自上而下相臨兩卷鍍鋅網網應有5 ～10 cm 重疊搭接并用鐵絲連接，至少每隔1 m 間距須用錨桿或錨釘與巖面固定。

(4)客土噴播:依次將客土材料中肥料、保水劑、木纖維、粘和劑、泥炭、腐殖土、草纖維、緩釋營養肥料等通過客土噴播機攪拌后方可噴播，以保證均勻度。由于基質水分喪失會造成基質厚度不夠，加之作業的噴播面多為高陡邊坡，客土噴播每次噴混的厚度很小，一般需要噴5 ～8 次，才能保證客土厚度達8 ～12 cm。

其中巖石綠化料:有機成分含量大于80%;N、P、K 含量:不小于5%;pH 值:4.5 ～6.0。特制綠化劑:主要由保水劑(100 倍以上)、高分子凝結劑、植物生長劑等組成。長效復合綠化專用肥:肥力效力一般可長達2 ～3年。當地土料:使用當地粘土。客土噴播主要用料量見表1。

表1 客土噴播主要用料量 (單位:每100 m2)

(5)噴播植物種子:基材噴射完成后，待其自然風干4 ～12 h，才可進行噴播草種工作。草本植物種子在噴播前浸種1 ～2 h，使種子吸水濕潤即可。將處理好的種子與纖維、粘合劑、保水劑、復合肥、緩釋肥、微生物菌肥等經過噴播機攪拌混勻成噴播泥漿，在噴播泵的作用下，均勻噴灑在工作作業面上。坡面較陡，不利種子著床時，可適當增加播種量。

為了達到邊坡穩固和綠化的雙重效果，在植被選擇上要選擇不同海拔、不同季節的草本植物。分別是:老芒麥、披堿草、芨芨草、冷地早熟禾、紫羊茅、黑麥草、白三葉、刺槐、紫穗槐。

選用不同的海拔高度下的噴播種子配比見表2。

表2 不同植草配比表 (單位:g/m2)

(6)覆蓋無紡布:噴播施工之后，及時覆蓋無紡布，并用U 形釘固定無紡布，既保持濕度，又防止雨水沖刷，提高出苗率和均勻度。

4 結論與探討

本試驗根據高原氣候與生態環境特征，結合區域植被分布類型與生長狀況，引進客土噴播邊坡防護技術，并且定量設計了基質配比和草種配方，進行人為干預，改變了公路沿線裸露邊坡，其主要體會是:(1)客土噴播為植物生長提供了良好的基質，適用范圍廣，特別適用于石質坡面，能迅速形成灌、花、草結合的植物群落，滿足生態環保的要求，是一種值得推廣的施工工藝;(2)應根據坡面硬度情況和當地的氣候條件確定客土厚度和物種配比;(3)掛網客土層抗沖刷能力強，一般情況下應選擇掛網噴播，但在坡率較緩時可采用覆蓋無紡布代替掛鍍鋅網以節省造價;(4)通過客土噴播防護技術顯著縮短了自然演替的時間，最大程度的實現生態恢復效果，在高原公路上具有較高的應用推廣價值。

在高原公路上要實現客土噴播技術，應該特別注重。(1)基質配比問題。基質基材的配比是客土中最基礎又最關鍵的一步，也是整個施工工序中的重點和難點之一。在選擇土壤時，受高原地區就地取料限制，使用的基質主體是粘土，土壤通透性較差。后期出現基質板結(1 ～2年后)導致植物生長困難，覆蓋率降低。雖然添加了雞糞、牛糞等有機質以增加基材混合物的持水性與透氣性，但固土能力較差。這就要求如何選擇適應高原地區基質的配合比，來解決基質的穩定性和通透性問題，在眾多的施工技術方案之中，這個問題在今后的施工中還值得進一步的探討與研究。(2)植被的選擇和配比問題。為了達到邊坡穩固和綠化的雙重效果，一方面要選擇不同季節的草本植物;另一方面要植入一定數量的喬、灌木。

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