工程邊坡生態防護技術研究綜述

黃河

（岳陽市公路橋梁基建總公司，湖南 岳陽 414000）

0 引言

隨著我國基礎設施建設的快速增長，在市政道路、房建等工程建設過程中難以避免會形成大量裸露邊坡，對于沒有支護的人工邊坡，如不進行妥善處理，會嚴重破壞自然生態環境。因此對裸露邊坡實施生態防護具有重要的社會及工程意義。

1 邊坡生態防護研究概況

1.1 國外研究進展

在國外，歐美國家很早就意識到在工程建設過程中注重邊坡生態防護。1953年，美國最先發明了噴播植草機，1965年，美國制定了公路綠化標準，上世紀八十年代，美國發明了三維植草護坡技術，從此液壓噴播技術在美國廣泛使用[1]。1960年日本引進液壓噴播技術，通過幾十年發展，取得了較為理想的效果。且目前的技術盡量采用純植物方式對邊坡進行生態防護，從而減少對環境的污染，材料也易于降解。

1.2 國內研究進展

我國邊坡生態防護技術發展起步較晚。上世紀90年代前多采用鋪草皮、移植苗木或撒草種等傳統方法進行護坡，這些方式簡單，效果差。隨后，我國從國外引入了客土噴播技術，首先在華南地區進行試驗；2000年我國學者提出了厚層基材噴播技術，該技術達到了國際先進水平；2002年我國學者發明了植被混凝土生態護坡技術[2]；2004年朗煜華從日本引進土壤菌綠化法并將其運用在江珠高速上[3]；2019年葉建軍團隊提出濕噴植被混凝土生態防護技術，并取得理想的效果[4]。目前，邊坡生態防護在我國越來越受到重視，新成果也不斷涌現。

2 邊坡生態防護機理

2.1 防止侵蝕

降雨時，雨滴直接擊打坡面產生的分裂力會使坡面土體顆粒分離飛濺，而雨滴匯集又會產生坡面徑流對坡面產生沖蝕，兩者共同作用會造成邊坡土體顆粒大量流失。當坡面被植物覆蓋時，植物能吸收雨滴大量的沖擊能并發揮緩沖作用；當坡面存在落葉等腐殖質時，未被莖葉攔截的雨滴直接擊打在落葉上，避免雨滴與坡面直接沖擊，且落葉還可以減緩坡面徑流速度，截留土體顆粒，防止雨水侵蝕坡面。

2.2 加固邊坡

穩定邊坡主要靠植物根系力學效應，植物根系的力學效應由淺根的加筋作用以及深根的錨固作用組成。植被淺層根系在邊坡坡面表層土中錯綜盤結，從而形成具有加筋效應的加筋土坡面，能有效提升坡面穩定性。而深根嵌入邊坡內部巖土層，形成類似錨桿（索）加固的錨固體系，進一步提升了坡面表層與坡體間的聯系，提升坡體整體穩定性。同時根系還可吸收土體內的水分，從而有效降低坡體土壤孔隙水壓力，提高土體抗剪強度[5]。

3 邊坡生態防護種類

3.1 客土噴播植草

客土噴播是指將種子、肥料、木纖維等與較稀種植土拌和制成黏土狀混合物，再將混合物噴射至坡面，客土噴播技術能夠適應各類邊坡。隨后，在噴播植草技術的基礎上，又衍生出CF纖維網噴播、掛網噴播等技術[6]。客土噴播技術適用范圍廣、基材性質統一、復綠效果好、施工方便。

3.2 植被混凝土

植被混凝土邊坡生態防護最早由三峽大學提出[6]，采用水泥、種植土、植物種子、肥料及添加劑按照相關配比混合制成植被混凝土基材，然后再用噴射機將基材噴射到坡面。植被混凝土能適應巖體堅固、坡度大、客土噴播難以堆存、植物難以定植的邊坡，能夠使植物在嚴重缺乏土壤和水分的裸巖邊坡中生存。而后，為增強植被混凝土的穩定性，又提出了纖維植被混凝土技術。

3.3 框格梁防護

框格梁生態防護技術是在坡面上用混凝土、漿砌片石等材料砌筑形成框格骨架，將邊坡分成格網，然后在格網內填土或者噴播植草。主要用于高邊坡以及地質條件不好的邊坡。對于地質條件復雜的邊坡類型，采用框格梁-錨桿錨固防護體系保證邊坡穩定，再輔以生態修復技術保護邊坡生態環境保護，兩者共同作用，能夠實現高邊坡等地質條件不好的邊坡生態防護。

3.4 土工格室植草

土工格室植草邊坡生態防護技術是一種在整平的坡面上安裝土工格室，通過往格室內填充種植土的技術方案。土工格室植草可解決坡面土體顆粒在雨水沖蝕下淺層坡面不穩定問題。施工簡單、操作方便，在特殊坡段可配合噴錨灌注混凝土加固邊坡。

3.5 土壤菌綠化法

土壤菌綠化法[3]的核心技術是利用有效土壤菌對巖質邊坡進行土壤再造，恢復巖石、土壤、微生物、植物四者之間的自然循環及生態平衡。有效土壤菌能將巖石風化、土壤化過程加速幾萬倍，同時從空氣和巖土中吸收養分，土壤菌能促進巖石邊坡永久綠化。

4 存在的問題和發展趨勢

4.1 注重鄉土植物的合理利用

對于處于不同地區、不同環境氣候的邊坡，并不是所有的植物都能很好地適配。鄉土植物是長時間自然選擇的結果，是最適合邊坡生態防護的植被種類。現在已有部分學者對邊坡生態防護時引入鄉土植物有一定研究，將鄉土植物引入生態邊坡防護，需要因地制宜，如果每一項工程都需進行調查選種然后再施工，這需投入很大的精力和資金。

4.2 減小非植物、難降解材料的應用

隨著時間的推移、邊坡植被的發育，鍍鋅鐵絲網[7]在土壤中生銹腐蝕造成土壤酸化并失效退出工作；三維網、土工布在土壤中難以降解、占用植被根系發育空間，這些材料在短期內對邊坡穩定性和植被發育起促進作用，但從長期效果而言，并不是最佳的生態防護選擇。在邊坡生態防護中如何降低難降解、對土壤有污染的材料的使用，選擇植物或植物成分制成的環保綠色材料應重點進行關注。

4.3 豐富及完善相關標準

技術標準具有指導性、規范性，能夠更快、更有效推廣技術應用。美國、日本等國家相繼建立了邊坡生態防護標準，而國內還只有部分地方推出相關規范。湖北省《邊坡生態防護技術章程》（DB42/T 1355—2018）是目前最新的地方性邊坡生態防護標準，但該標準僅列出了鋪草皮、撒種、三維植被網、客土噴播、植被混凝土、植生袋等幾種邊坡生態防護技術，并不全面。

5 結語

“人與自然和諧相處”是當今時代的發展主題，邊坡生態防護是實現工程建設與環境保護和諧統一的重要手段。在提高工程建設速度的同時，更應注重與周邊環境的協調發展。目前邊坡生態防護技術類型眾多，但仍有很大發展空間，隨著科學技術的進步，邊坡生態防護技術將會朝著技術更環保、與自然相處更協調的方向發展。