公路邊坡生態防護技術及其應用研究

1.李巧珍 2.李宏斌

1、登封市地方道路管理所 2、登封市公路局

公路邊坡生態防護技術及其應用研究

1.李巧珍 2.李宏斌

1、登封市地方道路管理所 2、登封市公路局

生態防護技術是隨著世界范圍內公路建設而興起的一門工程技術。不同于傳統的工程防護技術，生態防護技術充分利用植物自身特點并結合必要的工程防護起到工程建設與環境保護兼顧的目的。在越來越重視環境保護和生活質量的今天，生態防護已成了公路邊坡防護的一種趨勢，代表著邊坡防護的發展方向。為此，本文在充分了解生態防護功能的同時，對其施工技術應用進行了分析與探究。

生態防護；功能；公路邊坡；應用

一、生態防護的功能

邊坡生態防護主要是用植物或者植物和非生命的材料相結合的方式，代替純工程防護方式，起到穩定邊坡和防止侵蝕的作用。邊坡生態防護的功能體現在以下幾個方面：

1、邊坡防護。邊坡防護是生態防護最基本的功能。合理的邊坡生態防護能防治邊坡水土流失、坡面失穩、塌陷或者滑坡等常見的病害。生態防護一方面是通過工程防護作為受力或施力框架來維持邊坡的穩定性，另一方面是通過植被恢復來利用植物護坡功能來進一步穩固土體，同時植物根系起到加筋作用，防治坡面的破壞。

2、改善行車狀況。生態植被可以提高公路交通的安全狀況，如通過視線誘導種植可預示或預告線型的變化；通過遮光種植可防止車輛夜間行駛對向燈光的炫目；通過明暗適應種植，當汽車進入隧道時，可幫助駕駛員縮短對明暗急劇變化的適應時間；通過緩沖種植，當車體與路外物發生沖擊時，可降低車輛和駕駛員的損害程度。栽植的樹木花草增加了地表植被覆蓋度，攔截、抬升部分氣流，消除風的動能，可起到降低風速、防止風沙危害的作用；覆蓋的植物能減緩坡面溫差及溫度變化的影響，從而降低路表的溫度，延緩瀝青的老化，維持路面良好的使用質量。

3、景觀功能。公路邊坡的開挖，使原來的自然景觀遭到破壞。采用植被護坡技術可以較大程度地恢復被破壞的生態環境，生態防護使裸露的地表重新披上新裝，生態防護和純工程防護相比，由于植物婀娜多姿、豐富多彩的形態，使生硬的公路構造物景觀充滿生氣，極大地豐富公路的景觀環境。

4、生態功能。生態防護可以作為公路構造物向周圍環境過渡的緩沖帶；植物群落可以成為生物的棲息地，也能逐漸恢復因坡體開挖而遭到破壞的生物鏈，使已破壞的生態環境得到最大程度恢復；從而有效降低公路建設對生物多樣性的影響。植物對顆粒污染物具有吸滯和阻擋作用，能使空氣中的部分顆粒物沉降下來。據稱草坪的滯留塵埃的能力比裸露的土地大70倍。并且已知植物能吸收多種交通污染物質如CO、CO、NH、HS、SO等及大氣中的金屬和非金屬粉塵；植物的吸聲作用會有效減弱交通噪聲，據北京園林科學研究所研究測定，20m寬的草坪，可減少噪聲2dB。特別對于覆蓋植被的路塹邊坡，相當于隔斷視線的聲屏障，平均聲障衰減量達到5～7dB；高速公路兩旁的人工邊坡用綠色的喬木、灌木、草合理搭配覆蓋，加上公路兩側天然生長的喬木、灌木、花草及棲息的生物，形成一條人工與自然相結合的迷人的風景線。

二、公路邊坡生態防護技術的應用

在邊坡生態防護工程中，要根據工程所處地區的地形地貌及生態特點，遵循生態效益最大化、生境可容性、工程可實施性的原則，努力克服不利因素，力求提供一個高效和諧的邊坡生態防護技術系統。常用的公路邊坡生態防護技術有：

1、直接植草、植樹。最簡單的邊坡生態防護方式。主要適用于較為平緩的土質邊坡以及取土場、棄土場和排水溝內外側的平臺。施工簡單，造價也較低。

2、植生帶防護技術。植生帶是采用一定的加工工藝將草種、肥料、保水劑等按一定的密度定植在可降解的無紡布上，形成一定規格的產品。其施工程序為：平整坡面→開挖溝槽→鋪植生帶→覆土、灑水→養護。主要特點：工藝簡單，造價不高，適應性強，平原地區應用較多。

3、三維植被網防護技術。在邊坡表面覆蓋一層土工合成材料并按一定的組合和間距種植多種植物，形成三維立體結構網墊。三維植被網護坡技術綜合土工網和植被護坡的優點，應用實例表明，三維植被網護坡的防護效果非常好，對邊坡的穩定極為有效，很好地解決了巖質邊坡、高陡邊坡防護問題，顯著提高了邊坡的整體和局部穩定性。其施工程序為： 鋪種植土→播種植物→覆蓋三維植被網。施工工藝簡單，造價低，土工網材料的吸熱保溫作用可促進種子發芽，有利于植物的生長，顯著提高邊坡穩定性，常用于高速公路高路塹防護。

4、鋼筋混凝土框架與植被結合防護技術。在邊坡上現澆鋼筋混凝土框架或者將預制件鋪設在坡面形成框架，在框架內回填客土并采取措施使客土固定在框架內，然后在框架內植草。造價高但穩定性好，僅適用于穩定性差且難于綠化的高陡巖質邊坡和貧瘠土坡。

5、客土噴播技術。先清理邊坡，然后掛網和打設錨桿，最后選用客土噴播機將配制好的高營養有機土噴射到巖石表面，自上而下分兩次噴播。改良土壤結構，能在高大邊坡上為植物生長創造條件，可有效減少因水土流失造成的災害，資金投入較大，但可以長久地保護環境，用于石質邊坡防護。具體施工流程如下：

（1）整修邊坡。整修邊坡主要任務是清除邊坡上不穩定的石塊。把凹凸不平的地方大致整平，以便讓種植材厚薄均勻，對于松散的巖石用水泥砂漿抹縫粘結，若巖石邊坡本身不穩定，應該進行加固處理，方法是采用預應力錨桿錨索固定。

（2）錨桿、掛網。先在坡面上鋪鍍鋅鐵絲網或高強塑料加強網、網孔規格為5cm×5 cm。然后用風鉆或電鉆按1×1m間距梅花形布置錨桿和錨釘。錨桿長90-100 cm。錨釘長約50-60 cm。應特別注意網與巖石之間的距離約為種植基材厚度的一半。掛網的目的是讓種植基材在巖石表石形成一個持久的整體板塊。

（3）種植基材噴播。種植基材按比例混合后呈干粉狀。用專用的客土噴播機在大馬力空氣壓縮機的風壓下，將種植基材均勻地噴上巖石表石，在噴口處用另外的設備同時加水，這樣種植基材落在巖石上就是潮濕的。噴射設計厚度為10±3 cm。噴射厚度是今后植物生長的關鍵所在。此環節應隨時檢查厚度以保證施工質量。

（4）噴播植物種子。將先配好的種子和紙漿等混合材料用液壓噴播植草機直接噴射在種植基材表面上，這施工環節和液壓噴播植草相同。應注意的是：1、噴播草籽經拌均勻把粘附在紙漿或木桿等附著物上。2、在南方由于夏季氣候氣溫高、蒸發量大，陽坡的種子發芽率多有降低，陽坡應適當加大種子的用量。

（5）覆蓋。南方雨水較多，可用無紡布（16g-18g/m2）覆蓋以防止雨水沖刷，北方可用草簾覆蓋，覆蓋的目的，一是防止雨水沖刷，二是防止水分蒸發過快，三是保溫利于種子發芽。

（6）養護。草坪植物雖然適應性強，但仍然是“三分種、七分養”因此應特別重視草坪的養護。噴播后如未下雨則每天澆水以保持土壤濕潤，狗牙根一般7天左右發芽，百喜草一般15-20天發芽，畫眉草一般4-5天發芽，45天左右可以成坪。2個月覆蓋率可達90%以上，成坪后可逐漸減少澆水的次數。在養護期間應隨時觀察草坪的水肥情況。水分主要是看根系土壤的濕潤程度。在草坪成坪后由于其自身形成了一層草毯，對土壤中的水分散失有一定的保護性。一年以后，草坪基本上形成了其自身的生態，不需要特別的養護。

6、濕式噴播技術。以水為載體，通過專門的噴播機械將調配好的水、草種、肥料、土壤穩定劑等由噴射泵噴在土壤面。噴射功能大，效率高，省工省時，建植的植物均勻整齊，綠化效果顯著，用于高陡邊坡強制綠化。

7、土工格室植草防護技術。土工格室主要由PE、PP材料經過加工形成的立體格室。其施工工藝為：土工格室→填充種植土→播種植物。土工格室能夠為植物生長提供穩定、良好的生存環境，且工藝操作方便，施工速度快。

8、混噴植草技術。全稱“階梯式植生帶綠化方法”，其核心是在巖質坡面上營造一個既能讓植物生長發育而種植基質又不被沖刷的多孔穩定結構。它利用特制噴混機械將土壤、肥料、有機質、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水后噴射到巖石面上，由于水泥的粘結作用，上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續空隙的硬化體。由于噴混層敷設成網格狀，植生帶直接提供植物所需的水分和養分，所以經過一定時間的養護后，從有機質混凝土中長出的草就將覆蓋整個坡面，很快達到植生綠化的目的，主要用于較陡邊坡。

9、植被混凝土坡面綠化技術。用錨桿固定巖體上的鐵絲或塑料網，然后由噴錨設備把植被混凝土原料噴射到巖石坡面，最后鋪蓋無紡布防曬保濕。水泥使植被混凝土形成具有一定強度的防護層，可以解決巖質邊坡防護與綠化問題，適用于高陡巖石邊坡。

三、結束語

綜上所述，近年來，由于高等級公路的大規模建設，經常需要開挖大量邊坡。邊坡的開挖破壞了原有的植被覆蓋層，導致出現大量的次生裸地以及嚴重的水土流失現象，加劇了生態系統的退化。這種現象在我國干旱地區尤為明顯。公路工程建設者受到來自生態環境保護方面的壓力越來越大，如何快速恢復開挖邊坡的生態環境并實現坡面的植被保護是一個亟需研究和解決的問題。為此，必須根據施工現場的具體情況，合理選取邊坡防護技術，重視生態保護。

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