西藏地區草皮移植技術在鐵路、公路施工中的應用研究

馮亞飛 董海濤 扎 拉

（中交路橋北方工程有限公司，北京100020）

1 研究地點

研究地點在國道109 線那曲至拉薩公路改建工程（那曲至羊八井段）第二標段二分部那曲與當雄交界處，參考類似地區的公路有新建國道109 線那曲至羊八井段，平均海拔在4500m以上，地處高原草甸地區，草皮質量良好，草皮分布厚度在30cm～80cm 之間。

2 高海拔寒區植被條件及移植機理分析

由于有機質土壤包含當地植被最大的種子庫，植物在有機質土壤上較礦物質土壤上生長更為迅速且成活率高，原有草皮回植是該地區植被恢復比較快捷的方法之一，高寒草甸和沼澤草甸由于具有特殊的草氈層結構，草皮移植方法簡單，效果更加明顯。

3 草皮移植技術可行性分析

項目在草皮移植的前期進行專項調查和研究，提出在以下幾個方面實現草皮移植的可行性，（1）在草皮成活的季節進行草皮移植，其優點表現在：草皮根系發達，在草皮分割過程中有效的降低草皮的損耗；（2）改進草皮的切割工藝，合理確定草皮切割的大小尺寸，優化人工與機械配合，降低分割過程草皮的損耗并提升后期存放的成活率；（3）對草皮存放進行要求，比如草皮的碼放層數、寬度、長度及存放時間，并且對不同存放時間的草皮有根據的選擇存放方案。此外，對草皮的覆蓋方式進行選取，減少在草皮在存放過程中的損壞；（4）對草皮的生物特性進行調查和研究，確定草皮養生周期。

4 草皮移植施工技術

4.1 施工概述

草皮移植是指將天然草皮或者人工草皮塊鋪設到已經平整好的土地上，草皮取出后，將其鋪設到平整的土地上，然后碼放覆蓋澆水，利用草皮本身的厚度和其完整的根植體系讓草皮表面的植被繼續保持存活，后期使草皮和土壤充分接觸，受損植物根系就會再次萌發新根，真正使得草皮與工程實體融合一體。

4.2 施工工藝流程（圖1）

4.3 草皮移植關鍵技術

4.3.1 草皮揭取時間選取

揭取草皮要求選在草地植物的分蘗期及結實期。即5～8 月之間，其中該時期也是西藏地區的雨季，可以為草皮根系積累水分，降低草皮的死亡率。

4.3.2 草皮分割技術

a.揭取草皮前，明確草皮的類別，掌握其生長特性。

b.揭取草皮要求選在草地植物的分蘗期及結實期，即5～8月之間，該時期也是西藏地區的雨季，可以為草皮根系積累水分，降低草皮植物的死亡率。

c.草皮分割采用機械進行，主要由裝載機完成。施工前對裝載機的鏟斗進行改造，即在裝載機鏟斗下焊接分割刀片。刀片采用鋼板制作，鋼板厚度為1～2cm，端部打磨鋒利，鋼板長15～25cm，寬度根據草皮的厚度確定，刀片安裝方向與裝載機行駛方向平行，相鄰刀片的距離根據草皮切割寬度確定，同時結合揭取草皮的機械寬度確定，其間距在0.4～0.6m 之間較為合適。

d.在草皮分割設備安裝完成后即進行草皮分割，分割時裝載機將鏟斗底平面與地面平行放置，采用逆向行駛進行草皮切割，行駛盡量保持直線，避免擺動破壞草皮。

4.3.3 草皮揭取

在草皮分割完成后即進行草皮揭取及碼放。施工時挖斗鏟刀放置在草皮根系底部，緩慢揭取，直至該塊草皮揭取完整。草皮揭取后，條件允許則就近移植；如作業面不具備，則需將草皮在合適位置堆碼養生。

4.3.4 草皮碼放

4.3.4.1 草皮存放場地的選取

⑴選取的原則

①草皮存放場地應就近，減少中間轉運環節，降低草皮的損耗。

②草皮存放場地應就近存放，減少運距，降低施工成本。

③草皮存放地點附近水資源豐富，利于后期養護，同時選擇的存放地原地表盡可能的為荒地，以避免存放時破壞原來的植被。

⑵一般存放的場地

根據施工經驗，第一，草皮存放的場地可選擇在主線路線兩側，不影響主體施工，同時不占用紅線以外用地；第二，草皮存放在取土場或者棄土場，在取土、棄土與草皮存放施工實施動態調整策略，避免施工交叉影響工程主體進度的同時，實現草皮移植。

⑶場地及施工便道保護措施

草皮存放場地實施封育管理，草皮存放后相當長一段時間不允許在其范圍內放牧或其它活動，可采用刺鐵絲柵欄隔離禁牧，使其恢復生長和自然演替。

施工便道在使用完后及時進行恢復，首先清除施工便道內的路基路面填料，預留出生態恢復必要的厚度，松散下承層并鋪設腐殖土，使用草皮移植覆蓋并填縫撒播草籽，養護草皮直至與原地貌一致。

4.3.4.2 草皮存放方式的選取

草皮碼放由機械與人工配合完成，草皮存放方式與存放時間的關系，可按照如下表所示進行存放方式的選擇：

表1 草皮存放方式與存放時間的關系一覽表

圖1 草皮移植施工工藝流程圖

⑴平鋪法

平鋪存放即將剝離的草皮單層平鋪在指定位置上，將每塊草皮邊緊貼在一起，減少空隙，防止陽光直射導致植被蒸騰加速以及大風等氣候因素影響下風干枯死，經試驗檢測，草皮的枯死往往是從草皮塊的邊緣開始，因此草皮之間填縫十分重要。平鋪法的場地要求為草地或者荒地，如果為草地存放時間在30 天內（圖2）。

⑵堆疊法

①堆疊存放- 重疊法

與平鋪法施工一致，一般為2～4層草皮為宜，草皮與草皮之間、層與層之間基本無空隙，碼放草皮堆放按照寬×長=3m×5m。由于草皮之間空隙小，下層草皮表面的植被在長時間存放時容易壞死，因此同平鋪法類似，該種草皮存放時間應控制在30d 內，該種方案適用于短期內草皮移植，對場地的要求較低，存放草皮量較大，場地往往設在路基兩側（圖3）。

②堆疊存放- 鏤空法

該方法是將草皮隔空堆疊存放，避免上層草皮覆蓋在下層草皮之上，利用草皮自身的剛度保證上下層草皮之間鏤空，為下層草皮提供生長空間，并能接收到后期養生，極大的提高了草皮的存放成活率。鏤空法存放一般為2～4 層草皮為宜，個別草皮在存放時出現折斷或者其他不能支撐情況時，應采取有效的措施來保證上下層草皮之間有效的空間（圖4）。

⑶支架法

支架法即采用鋼材焊接制成，支架一般設置2～4 層，層間間距大于草皮厚度的1.2-1.5 倍，每層采用竹板或者其他材料鋪設，滿足能承載草皮的重量。支架法存放的草皮上下層之間相互不影響，為草皮生長提供足夠的生存空間，同時每層支架設置有底板，草皮存放時一定程度上減少了草皮暴露面，降低水分蒸發，提升了草皮的存放成活率（圖5）。

圖2 草皮平鋪法示意圖

圖3 草皮重疊存放示意圖

4.3.5 草皮覆蓋養護

草皮在完成碼放后即進行養護，養護分為草皮覆蓋包裹、定期養生及有機土保存三方面：⑴草皮的覆蓋采用密目式遮陽網，主要作用為遮陽、保濕、抗風、冬期保溫，根據草皮的生長特性，生長比較耐旱，并且儲存水分的能力強，在選取覆蓋網時應選取遮陽率在50%～80%的網，能夠起到養護的作用。⑵根據對草皮的生長環境調查，需要在草皮儲存階段進行灑水養生，由于草皮被分割揭取，水分散失快，養生周期根據草皮的干濕情況確定。⑶有機土保存：現有草皮下的有機土對移植草皮的再生能力十分重要，草皮取走后，應將草皮下的有機土清除堆放，以便回鋪植草皮時使用。

4.3.6 路基邊坡修整及人工二次整平

施工方案與一般路基邊坡整修相同。

4.3.7 放樣掛線

根據路基頂面測量的高程對邊坡進行放樣。在直線上每10m 進行加樁，在曲線處每5m 進行放樣并釘木樁，再根據測量的高程對邊坡進行放樣，坡度控制在設計范圍內，并在坡腳處定樁，在己釘好的坡頂和坡腳木樁上掛好施工橫線，兩個橫線間再掛可移動縱線。上下移動縱線，檢查縱線與坡面的距離，使該距離控制在30cm。襯砌拱護坡施工完成后，對拱架內不平整坡面由人工進行修整。

4.3.8 鋪設有機土

邊坡鋪設草皮之前，根據所鋪設草皮厚度，用挖掘機在邊坡上鋪設層厚5～10cm 的有機土，局部不均勻位置由人工補充調整，控制有機土加草皮總體鋪設厚度為30cm。

4.3.9 草皮回鋪、有機土填縫、清理廢料

在進行人工有機土的鋪設保持均勻一致，采取人工搬運草皮到坡面上，由低到高分段碼砌草皮，將草皮塊與塊之間相互擠緊，上下塊之間要錯縫，嚴禁出現通縫現象，鋪筑好的草皮拼接縫處用人工用腐殖土進行填實、不留縫隙，局部嵌合不密實的使用有機土填筑密實。當草皮厚度不一致時，應人工整修草皮或者鋪墊有機土，確保草皮表面平整。鋪筑完成一段后及時清除坡頂路基上剩余腐殖土和坡腳處剩余草皮和腐殖土使鋪筑好的坡面與自然環境協調一致。

4.3.10 草皮移植養生

針對該地區蒸發量大的特點，草皮移植鋪設后，在第一周內需要定期灑水養生，提高草皮移植成活率。后期可根據自然降水情況適時灑水，直至完全成活。

5 草皮移植過程的保證措施

5.1 草皮存放期間成活率保證措施

草皮在存放時死亡主要表現為：①草皮被覆蓋，草皮表面的植被表現為枯死；②草皮因為養護不到位，草皮內水分損失，草皮干燥，植被根系死亡導致表面植被死亡。針對這兩種情況采取的措施，首先根據草皮的存放時間合理確定草皮的存放方案，盡可能的避免草皮多層封閉堆放，為草皮表面的植被流出空間進行呼吸和光合作用，增加草皮的成活率，對于草皮之間的空隙應用腐殖土填塞并撒播草籽，使得存放的草皮生長為一體，增加其時應外界環境的能力；其次要定期為草皮灑水養生，為其生存提供保障，最后應做好草皮的覆蓋保護，降低其蒸發量。植被恢復初期，先鋒群落的組成與結構都極為簡單，抵御干擾的能力差，采用適當澆水，灌溉水源可使用隧道中水或引水灌溉，適宜施肥和添加腐殖土等方法來增加土壤營養物質，進一步改善立地條件，促進更多的植物定居。

圖4 草皮鏤空存放示意圖

圖5 草皮支架法存放示意圖

5.2 草皮移植后的成活率保證措施

草皮移植到路基邊坡后由于底面為傾斜面，容易形成地下水徑流，不利于保持水分，再加上養護不及時，容易造成草皮移植后死亡，針對該情況，首先要在草皮底面鋪設一定厚度的腐殖土，厚度不宜小于10cm，并且根據草皮的厚度做適當調整，草皮移植碼砌時不宜做成通縫，草皮與底面腐殖土應貼實，草皮之間的空隙使用腐殖土填滿并種植草籽，避免鏤空；其次在移植后的第一年應嚴格做好草皮的灑水、覆蓋養護，在進入冬期后（溫度低于0℃時）嚴禁灑水，否則容易將草皮根系凍死。

6 經濟效益分析

經過與傳統的噴播植草對比，高原草甸移植每平米成本降低約9.7 元，項目防護總面積約63 萬m2，成本降低約610 萬元，經濟效益顯著，此外本項目地處海拔較高，播撒草籽存活率極低，往往需要二次、三次補種，預算增加且耗時費力，從經濟方面講，草皮移植技術也更適應西藏高海拔嚴寒的環境。

表2 高原草皮移植與保護與傳統噴播植草防護經濟分析對比 單位元/m2