黃土丘陵溝壑區土地整治工程的生態護坡技術

劉 哲，雷 娜

(1.陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安 710075； 2.自然資源部 退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安 710075； 3.陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司，陜西 西安 710075； 4.陜西省土地整治工程技術研究中心，陜西 西安 710075)

黃土丘陵溝壑區是我國生態建設的重點和難點區域，隨著黃河流域生態保護和生態建設的需要，有時需開挖一定量的坡體，坡體的開挖一定程度上會破壞原有的植被覆蓋層，導致坡體的穩定性變差，進而出現大量的次生裸地、嚴重的滑坡崩塌和水土流失等自然災害，加劇了生態系統的退化。尤其是在黃土丘陵溝壑生態脆弱區，存在植被系統失穩、邊坡滑塌、溝道填方沉降、壩系連鎖潰壩等生態風險和安全隱患問題，給土地整治工程的實施帶來一定阻礙[1]。因此，溝道坡體綜合防護與設計成為土地整治工程和生態建設項目實施的重要內容之一，需根據地質、地形、氣候、降雨強度、地下水、土質、材料來源及坡體的穩定性等情況進行綜合考慮，因地制宜地選擇實用、合理、經濟、美觀的防護措施，既要達到工程安全的標準要求，同時也要達到與周圍環境相協調，保持生態環境相對平衡[2]。生態護坡綜合了工程力學、生態學、景觀學、土壤學以及植物學等眾多學科于一體，在黃土丘陵溝壑區溝道等生態脆弱區生態治理中具有重要地位。生態護坡是指對溝道、河道等的邊坡或者斜坡進行支撐保護，從而形成由植被或工程組成的一種綜合護坡技術。不同的生態護坡類型有各自的優點和缺點，需要在溝道邊坡生態治理中選取適宜當地環境和施工環境的生態護坡類型實施整治。溝道等在生態綜合整治過程中，加強了植被的生態防護，在管護好植被淺根的加筋、植被深根錨固的基礎上，能夠降低截留降雨造成的水土流失、滑坡崩塌等自然災害，在一定程度上控制土壤顆粒的遷移和流失，對于保持邊坡土體的結構穩定性和防治土壤侵蝕具有重要作用。概述該地區土地整治工程中提升坡體結構施工穩定性的生態護坡技術，以期為該流域生態環境綜合治理工程項目的實施及生態災害防控計劃的開展提供科學的技術支撐。

1 生態災害阻控

坡體防護技術主要體現在固坡和護坡兩方面。固坡主要內容體是在坡體開挖過程中，發現不良或不穩定地質體后，采取錨固、抗滑、組合框架支護等加固方法確保坡體的結構穩定性[3]。護坡的主要內容則是在已經相對穩定的坡體面上，采用噴灑防護劑、砌石片、建造植被等一系列生態防護措施，保護長期裸露的坡面不被雨水浸泡沖刷而破壞。對不穩定的邊坡區段進行針對性加固，保持其穩定性非常重要。對于已經破壞或松散的損毀區無法直接加固，需首先采用削坡等工程方法進行清理，對存在危險的滑動面、經分析監測存在潛在滑動面的坡體采用錨桿和錨索等方法進行坡體加固[4]，通過采用掛設防護網、掛網噴漿、增設抗滑樁和擋土墻等措施來固結邊坡、防止邊坡滑塊的下滑等潛在危險[5]。生態護坡的歷史悠久，現常用的土壤生物工程在生態邊坡防護中扮演重要角色，其主要利用植物對水文、土壤、環境等的調節作用，來保持邊坡坡體的穩定，土壤、地表、生物工程綜合保持與利用技術是常用的土壤生物工程護坡技術[6]。

生態災害阻控的另一重要方式是植物護坡。其通過植被根系的力學錨固效應、水文減蝕效應來固土保土、防止水土流失與滑坡崩塌，在滿足邊坡安全穩定的基礎上，同時進行邊坡景觀的美化與生態環境的改善[7]。按照不同的施工工藝，常用的植物護坡分為人工植草護坡、草毯護坡和液壓噴播植草護坡等。在植物護坡的基礎上發展的植物工程復合護坡(圖1)，在黃土丘陵溝壑生態脆弱區也發揮著重要作用。利用工程措施，構建一個適宜于植物生長的保水保肥的邊坡防護系統，修建蓄水池與截水溝，將雨水蓄集，并將多余坡面徑流匯入截水溝排出坡體，再利用植物根系加筋錨固和莖葉防沖蝕的作用，從而抑制雨水徑流對溝道邊坡的侵蝕損毀，減小坡體的滑動壓力，增加土體的抗剪強度，從而提高邊坡的穩定性和抗侵蝕能力。

圖 1 生態袋植草護坡

2 邊坡防護

不穩定坡體的防治措施大體可分為三類：一是通過對地下水和地表水治理工程的實踐過程以及在施工現場的踏勘調查結果，針對部分由于受地下水流動變化及地表水大量滲透的影響而產生不穩定現象的坡體，采用疏干的方法達到較好的治理效果。二是采取減小土體下滑力和增大抗滑力措施，包括有緩坡清理法與減重壓腳法。三是采用增強坡體巖體強度和人工加固露天坡體工程技術，一般采用擋土墻、抗滑樁、金屬錨桿、漿砌石(圖2)以及壓力灌漿、噴射混凝土護坡和注漿防滲加固等方法。

圖 2 漿砌石護坡

3 植被防護阻控

將溝道邊坡植被生長所需的人工配制的活性土(以泥炭土、腐殖土、黏結劑、保水劑和長效復合肥為材料)與鄉土草種混合，在已設置包裹PVC樹脂的鐵絲網或鋼筋網巖坡上，營造溝道邊坡坡面植被生長的良好基礎[8]。待活性土配制完成后，將其通過轉化成干料的形態使用空壓機和混凝土噴射泵進行輸送；噴射粘稠度大、厚度較大的活性土到坡面。

4 結語

黃土丘陵溝壑區先后通過壩系建設、小流域綜合整治、退耕還林還草和治溝造地等一系列重大生態工程建設，生態環境質量得到一定改善。但由于黃土丘陵溝壑區地質條件復雜、地形地貌多變、水土資源分布不均等原因，水土流失、滑坡崩塌等生態災害的威脅依然存在。在土地整治工程中提高土體結構穩定性，在創新思想的指導下深入探究集成溝道以及坡面治理工程項目中生態安全強化措施及其相關保障技術，對于實現黃土高原生態環境建設與經濟社會的協同發展，助力黃土高原鄉村振興與脫貧攻堅具有重要的理論和實踐意義。十四五期間亟需結合黃河流域生態保護和高質量發展，開展全域土地綜合整治與生態修復、土壤侵蝕與水土保持、土地利用與保護等關鍵技術的攻關。