山區高速公路邊坡生態防護技術探討

楊國恒

(廣西交通投資集團有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

生態系統的穩定運行是社會經濟發展的基礎，而山區高速公路建設對區域內生態平衡及物種多樣性具有一定的沖擊，且由于高速公路建設為線性工程，其往往需對已有生態區域進行切斷措施才可以保證工程的順利進行，從而導致環境維護與工程進行之間的沖突不斷惡化，進而導致泥石流、邊坡滑體等自然災害的頻繁發生。因此，結合山區高速公路邊坡生態防護影響因素，對其生態防護技術的應用進行分析非常重要。

1 山區高速公路邊坡生態防護指標

1.1 覆蓋率

邊坡植被覆蓋率主要是指植物莖葉在邊坡表面所形成的垂直投影的大小，在實際測量中可通過隨機測量點的重復設置，利用其平均數值及整體植被面積的乘積計算表示實際邊坡植被覆蓋率。在一定區域內，邊坡生態植物覆蓋率越高，其抗雨水截流能力越大，即邊坡生態植物覆蓋率與坡面抗沖刷能力成正比[1]。《公路環境維護設計規范》的相關內容規定，公路用地范圍內應保證填方邊坡面積達到50%以上，而由于邊坡地質、坡率、氣候等因素對植物生長造成一定影響，實際施工過程中應維持邊坡生態植物覆蓋率在整體面積的61%以上。

1.2 抗沖刷及抗剪強度增加率

邊坡表面若遭受長時間的雨水沖刷，則會對邊坡完整性造成不利的影響。常見的邊坡損害形式主要有裂縫、溝蝕、剝離等，其不僅對植物生長情況造成了不利影響，而且對邊坡表面生態系統的穩定運行造成了阻礙。在實施相應的生態邊坡防護措施時需對邊坡抗沖刷能力進行檢測分析，特別是當客土噴播等厚層基質噴涂技術應用于巖質邊坡時，邊坡抗沖刷能力主要依據坡面沖刷指數的計算確定，其主要為所測得的邊坡坡面被沖刷面積與整體邊坡面積的比。而抗剪強度增加率主要是邊坡結構中含有植物根系土壤的面積大小，在實際計算中可利用含有植物根系土壤抗剪強度除以不含植物根系土壤抗剪強度，隨后結合土工抗剪實驗可確定具體的土壤抗剪強度。

1.3 生態性能

邊坡生態性能主要考慮植物多樣性、土壤重金屬含量、土壤pH值、植物空間層次、植物種數、植物抗逆性等因素。

2 山區高速公路邊坡生態防護技術實施

2.1 邊坡生態防護技術實施原理

邊坡生態防護技術主要是將工程力學、水力學、生態工程學等相關學科進行有機結合，然后在活性植被材料及其他工程材料的應用下，進行生態護坡系統的構建。生態護坡系統自身具有優良的支撐、組織、修復能力，從而有效避免邊坡滑動、水土流失等風險，對于周邊生態多樣性具有非常重要的意義[2]。生態邊坡防護主要依據植物根系與邊坡土體之間的三維錨固聯系，植物根系的垂直特性可以將邊坡表層較松軟的區域進行穩固，而其在邊坡土壤風化殘積層的根系蔓延，可以促使整體邊坡土質凝聚能力有效提升。此外，植物自身的生物調節能力也可以促使邊坡整體抗沖刷能力得到有效的提升，從而降低外部因素對邊坡穩定運行的不利影響。

2.2 常見的邊坡植被生態防護技術

在實際邊坡生態防護技術實施過程中，需根據實際邊坡地質特點選擇合理的生態防護措施，本文以三維植物網、液壓噴播、掛網噴播、植被毯等幾種代表性的生態防護技術為例進行了分析，具體如下：

三維植物網主要是利用鋼釘、U型釘等設置將三維植被網固定在邊坡表面上。三維植被網主要為熱塑性樹脂材料，同時為了保證邊坡防護效果的有效實施，可首先將邊坡表面進行適當處理，然后再將三維植被網固定在相應的位置，隨后依次進行涂層覆蓋、草種播種、植被管理等過程。在實際施工過程中，三維植物網生態邊坡防護技術操作較簡便，其對于邊坡土質的固定作用優良，具有良好的應用效益，但是由于三維植物網系統特點，其僅適用于坡率在1∶1.45左右性質較平穩的邊坡。

植被毯主要是將植物纖維層與草種等其他混合物進行拌合后形成的三維復合草毯。常用的輔助材質主要有保水劑、水漿紙層、養土混合物等，植被毯可提高邊坡土壤自身的防侵蝕能力，然后結合植物生長機制等成分的輸送，為內部植被生長提供充足的養分。植被毯生態邊坡防護技術主要適用于坡行較陡、地質較惡劣的情況，如巖石、陡坡等，其實際投入成本較低、且操作便捷，具有極其優良的效用。

掛網噴播主要適用于坡度在61°以上的石質邊坡，掛網噴播在實際應用中可利用鋼筋、錨桿、鋼絲網等設施在邊坡的適當位置進行合理配置，隨后將適當比例的土壤穩定劑、植物種子、土壤穩定劑、水等物質進行均勻拌合，最后利用泥漿噴施的方式進行生態防護。掛網噴播方式應用過程中邊坡內部植被生長效果較優良，其具有均衡的長勢，對于邊坡泥土流失具有良好的控制作用。與掛網噴播類似的是，客土噴播主要是將適當比例的水、植物種子、土壤穩定劑、覆蓋料、肥料、添加劑等物質進行均勻拌合，然后利用噴槍等設施將其均勻噴灑到邊坡表面。客土噴播的方式具有較為廣泛的應用性，其不僅適用于巖質邊坡，而且在土質邊坡中也可以發揮良好的效用[3]。需要注意的是當客土噴播區域為土質邊坡時，應控制邊坡坡率在1∶1.22以下，且邊坡高度低于5.8 m。客土噴播的方式工程造價較低，一經播種可以在極短的時間內形成覆蓋率較大的草坪。

2.3 常見的邊坡土壤設計生態防護技術

常見的邊坡土壤設計生態防護技術主要為連續纖維加固噴涂技術、基質保護技術等。

連續纖維加固噴涂技術主要是利用專門的機械設備將連續纖維、沙質土進行噴施處理，兩種物質交叉噴施的方式可以促使邊坡表面形成一定厚度的混合物質，而這種物質就有一定的抗變形及粘附能力，然后結合植被毯、掛網噴播等厚層基質噴涂技術，對于巖質邊坡具有較優良的生態防護性能。依照生態系統運行規律，單一植物防護具有極其優良的植物生長效率及水土保持率，但是由于整體生態系統并不完善，其后期運行效果較差，如易枯萎、耐寒性差、抗病能力差等，而連續纖維加固噴涂技術避免了以往單一植物防護措施的缺點，其根據邊坡地質特點有效地采用了草、灌木、喬木相結合的防護措施，并結合當地植物生長特點對植物在邊坡上的分布情況進行了合理配置，如植物高低、明暗、疏密等。通過不同生活類型植物的引入，促使邊坡生態空間內資源得到了有效的應用，在維持邊坡穩定運行的同時也提高了整體高速公路線路的美觀性。

基質保護技術主要是利用無紡面料自身的抗沖刷能力對邊坡整體進行有效維護，其在邊坡表層的覆蓋可有效降低邊坡土壤流失概率，且無紡面料自身纖維絨材質在增加雨水滲入效率的同時，也可以為植物根系穿過提供有力的條件，便于邊坡植被層的有效管理。目前邊坡基礎植被保護技術主要有基質表面單層、地表單層、基質表面與基質中多層、基質底面與基質表面雙層等結構，在實際應用中可依據邊坡地質情況進行合理選擇，一般隨著邊坡地質硬度的增加需適當增加邊坡無紡面料層數，如巖質邊坡大多采用基質底面與基質表面雙層無紡面料維護措施。現階段邊坡基質保護技術逐漸完善，目前已出現了聚乙烯與無紡面料結合的基質維護措施，取得了良好的成效。

3 生態邊坡防護注意事項

在土壤設計生態防護技術實施過程中，相關工程實施人員應注意對生態學原理及社會效益等因素進行綜合分析，建立長遠的利益目標，為生態工程實施提供充足的資金支持。如在河北某地高速公路邊坡生態防護過程中就將整體工程造價的4%以上的資金用于邊坡防護工作。同時應在工程設計階段綜合考慮工期、運行穩定性、施工質量等做方面因素進行環保生態目標的建立，合理的生態施工技術應用也非常重要，施工設計人員可依據區域經濟發展特點建立邊坡生態防護專項技術檔案，在遵循基礎施工規范的同時，優先選擇當地植被，本土植被不僅在邊坡工程區域內具有良好的土壤、氣候適應能力，而且與高速公路周邊建筑設施協調性較高，從而保證施工工程與自然環境的協調共存。

4 結語

綜上所述，現階段山區高速公路建設過程中，生態邊坡防護技術得到了有效的應用，其可以利用生物多樣性有效提高整體邊坡運行的穩定性，在實際應用中可根據邊坡地質及周邊生態因素合理選擇相應的生態邊坡技術，結合土壤設計防護及多物種生態搭建的模式，最大限度地提高邊坡綠化效率，并為后期生態系統的可持續發展提供保障。

[1]張烈寧，吳 鋒.高速公路邊坡生態防護技術研究進展與思考[J].商品與質量，2016，11(12)：81-84.

[2]黃星高.公路邊坡生態防護的植物選擇[J].工程技術：全文版，2016(50)：169-170.

[3]李 雄，郭 鑫，張 勇.高速公路邊坡生態防護施工技術[J].黑龍江科技信息，2017(5)：238-238.