山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)的探究

白彬 歐志霖

【摘要】由于公路的不斷建設(shè)，對生態(tài)環(huán)境的破壞越來越嚴(yán)重。本文根據(jù)山區(qū)地形的復(fù)雜性，對山區(qū)邊坡的特殊性進(jìn)行研究，分析了山區(qū)邊坡對生態(tài)的影響及生態(tài)防護(hù)的原理，針對邊坡設(shè)計的原則，提出了山區(qū)邊坡生態(tài)防護(hù)的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵字】山區(qū)公路 邊坡生態(tài)防護(hù) 生態(tài)環(huán)境 技術(shù)措施

0 前言

邊坡防護(hù)從以往單一的工程防護(hù)演變?yōu)楝F(xiàn)在的生態(tài)防護(hù)，兼顧了生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，以生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，運(yùn)用生態(tài)學(xué)的科學(xué)原理指導(dǎo)公路工程實踐[1]。可持續(xù)發(fā)展的公路建設(shè)生態(tài)觀邊坡生態(tài)防護(hù)主要是以植物護(hù)坡，其定義為：“用活的植物，單獨(dú)用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結(jié)合， 以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕”[2]。

1 山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)的特點(diǎn)

1.1山區(qū)公路邊坡特點(diǎn)

山區(qū)公路邊坡帶狀分布具有明顯的地域性。其特點(diǎn)可以歸結(jié)為填挖量大、坡度大，對環(huán)境的影響大，植被的自然恢復(fù)力低，公路線性水平低。

山區(qū)地形起伏較大，為了滿足公路線性的要求，邊坡工程大多進(jìn)行大量的填挖方，形成了坡度較大的高邊坡。且山區(qū)公路邊坡大多是表層含土少的石質(zhì)邊坡，主要是路塹邊坡和土石混合邊坡。由于邊坡的開挖，原來的山體受到擾動，破壞了坡體原始的穩(wěn)定狀態(tài)，同時還破換了原來完美的植被覆蓋，醞釀著或大或小的災(zāi)害。

山石阻隔使得行車視野受到限制，碎石下墜還易傷人，行車?yán)щy。山區(qū)地形氣候復(fù)雜、變化大，霧濃、濕氣大，存在著暴風(fēng)雨等極端天氣，這些對生態(tài)及植物生長影響很大。

1.2 山區(qū)公路邊坡對生態(tài)環(huán)境的影響

邊坡的開挖及廢棄土石方，使得植被覆蓋率降低，表層原生植被遭到徹底剝離，植被賴以生存和恢復(fù)的土壤條件遭到破壞，加劇水土流失。土質(zhì)邊坡強(qiáng)度降低，特別是飽和后的土體強(qiáng)度急劇降低，巖性差的巖體，在水溫條件下，加劇風(fēng)化，邊坡表面在溫差和濕差作用下形成脹、縮循環(huán)干、縮循環(huán)，導(dǎo)致巖土強(qiáng)度衰減和邊坡剝蝕地表水流沖刷、地下水源滲出，使巖土表層失穩(wěn)，易造成并加劇邊坡的水毀病害。

2 山區(qū)公路生態(tài)防護(hù)的原則

2.1生態(tài)防護(hù)的原理

公路生態(tài)防護(hù)原理包含植被的力學(xué)效應(yīng)原理、植被的水文效應(yīng)原理和與工程防護(hù)相結(jié)合的原理[2]。

2.1.1植被的力學(xué)原理

植物的根系延伸到土體中，垂直根系可以錨固到較深處的巖土，起到預(yù)應(yīng)力錨桿作用；而錯中盤結(jié)的根系使邊坡土體在其延伸范圍內(nèi)形成土與根系的復(fù)合體，淺層草根可以看做是帶預(yù)應(yīng)力的三維加筋材料，是土體強(qiáng)度提高。

2.1.2 植被的水文效應(yīng)原理

1）降低坡體孔隙水壓力

植物根系對邊坡有吸水排水作用，從而減小土體的孔隙水壓力和巖體的裂隙水壓力，可提高邊坡的穩(wěn)定性。

2）削弱濺蝕，減少土粒流失

雨滴下落撞擊邊坡時，土體獲得動量產(chǎn)生分裂力，土體顆粒分離飛濺，雨滴動量越大， 撞擊分裂力越大，被濺出的土粒數(shù)量就越多，雨水沖刷帶走了分散的土顆粒，引起坡面的片蝕、溝蝕。

2.1.3 與工程防護(hù)相結(jié)合的原理[4]

將邊坡生態(tài)防護(hù)與工程防護(hù)相結(jié)合，隨著植物的生長與繁殖，固定土壤的作用越來越突出，彌補(bǔ)了工程防護(hù)的受時間影響的缺陷。但植物的根系錨固作用不能達(dá)到邊坡更深層次的作用，單獨(dú)的植物防護(hù)不能起到由于山區(qū)大量開挖帶來的不穩(wěn)定性。

2.2 山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)的原則

由于山區(qū)邊坡的特殊性，其生態(tài)防護(hù)的原則既要滿足山區(qū)邊坡設(shè)計的原則，又要滿足公路生態(tài)設(shè)計的原則。

2.2.1 功能性和安全性原則

公路時供車輛行駛的，所以在邊坡生態(tài)設(shè)計中應(yīng)將公路的功能原則放在首位。同時，邊坡應(yīng)起到固定巖土，防止巖土滑落的作用。邊坡在建設(shè)與使用過程中，都應(yīng)滿足安全性原則。

2.2.2 可持續(xù)發(fā)展原則

在公路建設(shè)中，要從長遠(yuǎn)考慮邊坡對環(huán)境的影響，綜合考慮人與自然的和諧相處。同時在進(jìn)行邊坡生態(tài)防護(hù)的過程中，應(yīng)注意該防護(hù)措施不會造成其他的破壞，不會對以后的生態(tài)造成影響。

2.2.3 動態(tài)性原則

在行車過程中，人的視覺環(huán)境屬于一個高速前進(jìn)的過程。所以，在進(jìn)行景觀設(shè)計是，應(yīng)考慮人的視覺效果，滿足人在高速行駛下對周圍景觀的需求。且任何事物都是在不斷的更新改變， 任何事物的介入與改變都會形成新的公路景觀。

2.2.4 地域性原則

我國地域?qū)拸V，不同的地區(qū)有著不同的地理氣候特征和不同的人文環(huán)境。山區(qū)地區(qū)地貌特殊，在進(jìn)行邊坡生態(tài)防護(hù)時，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐匦魏彤?dāng)?shù)氐奈幕L(fēng)俗，要想形成獨(dú)特的公路景觀，就必須考慮山區(qū)公路的邊坡生態(tài)防護(hù)的地域性。

2.2.5 整體性原則

公路建設(shè)是一個工整體性項目，山區(qū)公路的邊坡生態(tài)防護(hù)必須遵循邊坡與平縱橫線性、交叉口、周邊構(gòu)造物、沿線設(shè)施、周圍地形和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性結(jié)合。

2.2.6經(jīng)濟(jì)性原則

在邊坡生態(tài)防護(hù)中，經(jīng)濟(jì)性原則也是一個不得考慮的因素。影響公路景觀的因素復(fù)雜多樣，我們應(yīng)把重點(diǎn)放在邊坡的功能作用和對原有植被的保護(hù)以及恢復(fù)自然景觀上，采取必要和先進(jìn)的措施減少防護(hù)過程的浪費(fèi)。

3 山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)的措施

3.1 直接種植

直接種植包括種草，鋪草皮，種植香根草、象草，干根網(wǎng)狀護(hù)坡，藤蔓植物等。其中種草、鋪草皮和香根草、象草適用于坡度較平緩的坡面，其經(jīng)濟(jì)性低，香根草和象草的根系抗拉強(qiáng)度高，可達(dá)鋼筋的1/6倍；根網(wǎng)狀護(hù)坡是在坡面挖網(wǎng)格或菱形網(wǎng)，可提高植物的成活率；藤蔓植物主要用于坡度較陡的巖石邊坡。

3.3 掛網(wǎng)噴播

3.3.1 濕法噴播[5]

濕法噴播是以水為載體的植被建植技術(shù)，將配制好的種子、肥料、覆蓋料、土壤穩(wěn)定劑等與水充分混合后，用高壓噴槍均勻地噴射到土壤表面。

3.3.2 三維網(wǎng)植草[2]

三維植被網(wǎng)植草技術(shù)將帶有突出網(wǎng)包的多層聚合物網(wǎng)固定在邊坡上，在網(wǎng)包中敷土植草對邊坡進(jìn)行綠化，應(yīng)用于土質(zhì)邊坡和砂石混合邊坡。

3.3.3 客土噴播[6]

客土噴播經(jīng)處理加工的樹皮、養(yǎng)生材料、植物種子與少量當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)土混合，添加營養(yǎng)劑，粘結(jié)劑和土壤穩(wěn)定劑制成客土，借助噴播機(jī)用掛網(wǎng)噴射的方式均勻噴灑于坡面上，從而實現(xiàn)坡面防護(hù)作用。

3.3.5 植被混凝土[3]

植被混凝土是根據(jù)邊坡的地理位置、角度、巖石性質(zhì)、綠化要求等來確定水泥、土、腐植質(zhì)、保水劑、長效肥、混凝土添加劑及混合植被種子的組成比例，混合后制成植被混凝土，用專用噴植設(shè)備噴射到掛網(wǎng)的邊坡上。技術(shù)核心中最關(guān)鍵的技術(shù)是混凝土綠化添加劑，即可增強(qiáng)混凝土的護(hù)坡強(qiáng)度又可改變混凝土的化學(xué)特性，有力于植物的生長。

4 總結(jié)

與傳統(tǒng)的工程防護(hù)相比，山區(qū)公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)有助于保護(hù)、恢復(fù)山區(qū)公路邊坡植被，并從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有助于改善景觀環(huán)境和公路沿線的自然環(huán)境狀況。從生態(tài)觀的角度出發(fā)，將生態(tài)防護(hù)應(yīng)用到山區(qū)邊坡防護(hù)中，走可持續(xù)發(fā)展的道路，利用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，創(chuàng)造一個人與自然、路與自然和諧共處的美好環(huán)境。

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