淺談高速公路邊坡生態防護的主要形式和機理

蔣 元

(四川路橋建設集團交通工程有限公司 四川 成都 610000)

一、前言

生態是首要品質，引領著“綠色”高速公路邊坡的建設，景觀是直觀外在體現，而邊坡防護更是必備功能。目前“綠水青山就是金山銀山”的智慧，無疑是實現景觀和諧、生態優先、低碳集約最重要的手段。由此，高速公路生態邊坡建設將堅持“生態引領”、“低碳集約”、“智慧創新”、“景觀和諧”、“服務共享”的理念[1]。高速公路邊坡生態防護是內在修為和外在表現的完美結合，其中前者主要體現在工程布局符合生態空間等管控要求，工程建設運營最大限度地節約資源能源、降低污染排放、維系生態系統功能；后者則要求做好路域景觀營造和提升，使公路邊坡建設與景觀相融合，體現人與自然的和諧共生，服務群眾。

二、高速公路邊坡生態防護的主要形式

(一)植被護坡

包括直接播種草植被保護，鋪草皮和種樹木[2]，根據項目位置，在斜坡上，利用植物根的支撐和固定作用，與相應的植被保護，避免大氣降水后形成的地表徑流沖刷。

(1)鋪設草皮。護坡系統優點為見效快，在一定程度上可減弱雨水的沖刷及坡面徑流，降低水土資源流失。適用于各類土質邊坡，常用于路堤邊坡防護。一般不超過坡率1的斜坡。

(2)植樹護坡適用于坡率小于1-1.5的斜坡。通常選擇多年生禾草，耐寒冷干旱的草，黑麥草和熟禾屬耐寒抗旱植物，聯合種植更適合寒冷干燥的天氣條件[3]。樹木選易成活根深枝密的低矮喬灌木類，例如成渝高速公路等都采用可以栽種夾竹桃的防護技術措施，既防護了邊坡又美化了中國公路。

圖1 植草護坡

1.客土噴播

適用于山地開挖后形成的除了極其堅硬(硬度指數大于30mm)和坡度陡于1∶0.5的石質邊坡以外的各種路塹石質邊坡及碎石邊坡[4]。在高速公路兩側，一般由泥質頁巖和礫巖等構成，用客土噴播方式可以進行邊坡防護。

2.三維植被網防護

三維植被網是以熱塑性樹脂為原料，經多道工序形成并在接觸點上融合而成的三維結構網墊，底部為高模量基礎層[5]。三維植被網的基層和與網格之間的經緯線錯開連接，形成一個三維凸起結構，該結構松散靈活，能充填土壤和沙子，具有抗水侵蝕、固土蓄水、擋風擋水等特殊功能。這種類型適用于降雨豐富的南部地區的，各種切割土坡斜率可應用，通常不超過超過1.25。優點有三：固土性能、消能作用和保溫功能。

3.植生帶防護

植生帶指將土與種子及有關藥劑和肥料裝入麻質或可降解塑料袋中，在坡體表面和坡面壘筑成表面覆蓋。因有外裝的袋子，所以土的流失被有效避免，垂直面的綠化也成為可能，但其橫向需通過鋼釬或其他手法固定壘住部分。

(二)骨架植草類護坡

1.拱形骨架植草護坡

砂漿(塊)石或植草防護的水泥混凝土組成的拱形骨架，這是公路邊坡綜合運用的形式，它能夠起到美化環境效果，但在瘠薄的土壤和高路堤，其抗腐敗效果不出眾，需要利用其余保護較強的防護形式。

2.網格植草防護

方格網保護的模式往往是在國內高速公路利用，漿砌片石或預制混凝土組成一個網狀骨架，而后滿草皮。預制方格網護坡，在中間不設小網格，便于在網格中鋪設采用草皮或播種，效果更美觀漂亮，且方格網防護工程造價成本較低，混凝土結構預制塊設計增加了骨架的強度。

3.掛鐵絲網噴播基材綠化護坡

在工程中路塹邊坡掛鐵絲網噴播有機基材使用最多。原因是以鐵絲網有機基材作為護坡兼有經濟實惠和美觀方便，適用于整體穩定的石質邊坡綠化防護。整掛網噴播混生植物護坡錨桿長度按邊坡條件不同分成多種型式，穩定性良好的硬質(堅石、次堅石)巖邊坡，主錨桿體穩定性尚好，但邊坡局部巖石塊體存在楔形滑動危險或土石混合的路段。

圖2 掛鐵絲網噴播有機基材護坡

4.六角形預制混凝土空心塊植物護坡

用空心的混凝土預制大六角塊和植草皮防護形式也是一種值得推廣應用的防護形式，大的六邊形花紋塊中空區域0.15平方米以上，可以種植幾個完整的草皮，這樣不僅滿足了早期的路堤邊坡保護和美化效果，并且隨著草坪草的生長，青草將覆蓋六邊形花紋塊，達到自然美觀的效果。此法較好的彌補了拱圈防護的不足，適用于土質情況較好的填方路段。

圖3 六角形植草護坡

(三)土工格室植被護坡

土工格室作為一種新型的建筑材料，以其良好的性能、經濟性和穩定性在公路邊坡防護中得到了廣泛的應用。在鋪設土工格室前，路基邊坡應按設計削坡。土工格室應該布置在斜坡的肩部到腳部之間。每個縱向連接不得超過5塊，兩塊土工格室通過一個專用連接器連接。土工格室高度20cm，壁厚1.2mm，焊縫抗拉強度10.6kN/m。人工拍實填充的粘性土，避免降雨造成的沉降。

圖4 土工格室護坡

三、高速公路邊坡生態防護的主要機理——三聯生態綠色防護技術

“三聯”生態綠色防護技術，以生態學理論為指導，利用生態技術重建土壤生長環境、植被群落、物質循環系統等，恢復工程創面的植被生態系統。“三聯”生態綠色防護包括物理防護、抗蝕防護和植被生態修復防護三重措施聯合(簡稱“三聯”)。第一聯物理防護是錨桿加鍍鋅機編網組成；第二聯抗蝕防護是專用纖維和粘結材料合理配比后構成；第三聯植被生態修復防護是具備生境再造和生態循環條件的喬灌草根系與莖葉結合。“三聯”生態綠色防護技術對高陡邊坡中的粉質和碎石邊坡具有固定和多重防護的功能。

四、高速公路邊坡生態防護的作用

生態綠色防護技術具有生態協調和環境減排的作用，可解決公路運營中產生的對人和環境有危害的粉塵、廢氣、廢水、噪聲、振動和照明等環境問題；同時也能夠提升公路主體工程耐久性與交通出行安全性[6]。這對于解決公路建設中的山體地表裸露，防止水土流失，保護生物多樣性等具有積極的意義，工程應用實施后將帶來明顯的社會效益、經濟效益和生態效益。

(一)社會效益

加強綠色生態公路建設水平，在公路綠色環保建設示范高速公路建設項目上，開展生態選線理論與技術方法創新研究，對于進一步梳理完善現有選線方法體系、構建生態選線關鍵指標體系、開展高速公路生態適宜性評價技術實踐，具有不可估量的社會效益。此舉不僅可以提升高速公路項目綠色公路建設水平，還可以從設計源頭上規避生態風險。未來將推進綠色公路建設，減少后期公路投資，遠期經濟效益巨大。

(二)環境效益

提升路域景觀規劃水平，實現公路建設與環境最大程度的融合，結合高速公路景觀色彩設計量化要求、高速公路使用人群環境認知規律、高速公路周邊重要視點以及高速公路環境敏感區常見植物群落數據模型，提出不同景觀分段高速公路生態修復區域的精確技術措施，在最經濟合理的條件下實現高速公路建設運營。

(三)生態效益

降低公路建設水環境風險事故概率，促進公路建設與環境保護的可持續發展，保障公路沿線生態與水環境安全的作用，降低維護成本，其間接經濟效益明顯。環境風險的降低，保護公路沿線居民的生命和財產安全。同時建立的綠色生態植被系統，有利于保護生物多樣性，維持生態系統的可持續發展。

五、結語

綜上所述，高速公路邊坡綠色生態防護需要和工程防護結合起來，在保障邊坡穩定的基礎上，注重生態環境。本文研究公路邊坡的生態保護形式，并探討了“三聯”生態綠色防護技術這個機理，論述了其社會效益和環境效益，為進一步推進綠色生態高速公路邊坡的建立提供參考。