黃土丘陵溝壑區(qū)土地整治工程的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

劉 哲，雷 娜

(1.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710075； 3.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075； 4.陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710075)

黃土丘陵溝壑區(qū)是我國(guó)生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)區(qū)域，隨著黃河流域生態(tài)保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的需要，有時(shí)需開挖一定量的坡體，坡體的開挖一定程度上會(huì)破壞原有的植被覆蓋層，導(dǎo)致坡體的穩(wěn)定性變差，進(jìn)而出現(xiàn)大量的次生裸地、嚴(yán)重的滑坡崩塌和水土流失等自然災(zāi)害，加劇了生態(tài)系統(tǒng)的退化。尤其是在黃土丘陵溝壑生態(tài)脆弱區(qū)，存在植被系統(tǒng)失穩(wěn)、邊坡滑塌、溝道填方沉降、壩系連鎖潰壩等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患問題，給土地整治工程的實(shí)施帶來一定阻礙[1]。因此，溝道坡體綜合防護(hù)與設(shè)計(jì)成為土地整治工程和生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施的重要內(nèi)容之一，需根據(jù)地質(zhì)、地形、氣候、降雨強(qiáng)度、地下水、土質(zhì)、材料來源及坡體的穩(wěn)定性等情況進(jìn)行綜合考慮，因地制宜地選擇實(shí)用、合理、經(jīng)濟(jì)、美觀的防護(hù)措施，既要達(dá)到工程安全的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也要達(dá)到與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，保持生態(tài)環(huán)境相對(duì)平衡[2]。生態(tài)護(hù)坡綜合了工程力學(xué)、生態(tài)學(xué)、景觀學(xué)、土壤學(xué)以及植物學(xué)等眾多學(xué)科于一體，在黃土丘陵溝壑區(qū)溝道等生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)治理中具有重要地位。生態(tài)護(hù)坡是指對(duì)溝道、河道等的邊坡或者斜坡進(jìn)行支撐保護(hù)，從而形成由植被或工程組成的一種綜合護(hù)坡技術(shù)。不同的生態(tài)護(hù)坡類型有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，需要在溝道邊坡生態(tài)治理中選取適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境和施工環(huán)境的生態(tài)護(hù)坡類型實(shí)施整治。溝道等在生態(tài)綜合整治過程中，加強(qiáng)了植被的生態(tài)防護(hù)，在管護(hù)好植被淺根的加筋、植被深根錨固的基礎(chǔ)上，能夠降低截留降雨造成的水土流失、滑坡崩塌等自然災(zāi)害，在一定程度上控制土壤顆粒的遷移和流失，對(duì)于保持邊坡土體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和防治土壤侵蝕具有重要作用。概述該地區(qū)土地整治工程中提升坡體結(jié)構(gòu)施工穩(wěn)定性的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，以期為該流域生態(tài)環(huán)境綜合治理工程項(xiàng)目的實(shí)施及生態(tài)災(zāi)害防控計(jì)劃的開展提供科學(xué)的技術(shù)支撐。

1 生態(tài)災(zāi)害阻控

坡體防護(hù)技術(shù)主要體現(xiàn)在固坡和護(hù)坡兩方面。固坡主要內(nèi)容體是在坡體開挖過程中，發(fā)現(xiàn)不良或不穩(wěn)定地質(zhì)體后，采取錨固、抗滑、組合框架支護(hù)等加固方法確保坡體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[3]。護(hù)坡的主要內(nèi)容則是在已經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定的坡體面上，采用噴灑防護(hù)劑、砌石片、建造植被等一系列生態(tài)防護(hù)措施，保護(hù)長(zhǎng)期裸露的坡面不被雨水浸泡沖刷而破壞。對(duì)不穩(wěn)定的邊坡區(qū)段進(jìn)行針對(duì)性加固，保持其穩(wěn)定性非常重要。對(duì)于已經(jīng)破壞或松散的損毀區(qū)無法直接加固，需首先采用削坡等工程方法進(jìn)行清理，對(duì)存在危險(xiǎn)的滑動(dòng)面、經(jīng)分析監(jiān)測(cè)存在潛在滑動(dòng)面的坡體采用錨桿和錨索等方法進(jìn)行坡體加固[4]，通過采用掛設(shè)防護(hù)網(wǎng)、掛網(wǎng)噴漿、增設(shè)抗滑樁和擋土墻等措施來固結(jié)邊坡、防止邊坡滑塊的下滑等潛在危險(xiǎn)[5]。生態(tài)護(hù)坡的歷史悠久，現(xiàn)常用的土壤生物工程在生態(tài)邊坡防護(hù)中扮演重要角色，其主要利用植物對(duì)水文、土壤、環(huán)境等的調(diào)節(jié)作用，來保持邊坡坡體的穩(wěn)定，土壤、地表、生物工程綜合保持與利用技術(shù)是常用的土壤生物工程護(hù)坡技術(shù)[6]。

生態(tài)災(zāi)害阻控的另一重要方式是植物護(hù)坡。其通過植被根系的力學(xué)錨固效應(yīng)、水文減蝕效應(yīng)來固土保土、防止水土流失與滑坡崩塌，在滿足邊坡安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，同時(shí)進(jìn)行邊坡景觀的美化與生態(tài)環(huán)境的改善[7]。按照不同的施工工藝，常用的植物護(hù)坡分為人工植草護(hù)坡、草毯護(hù)坡和液壓噴播植草護(hù)坡等。在植物護(hù)坡的基礎(chǔ)上發(fā)展的植物工程復(fù)合護(hù)坡(圖1)，在黃土丘陵溝壑生態(tài)脆弱區(qū)也發(fā)揮著重要作用。利用工程措施，構(gòu)建一個(gè)適宜于植物生長(zhǎng)的保水保肥的邊坡防護(hù)系統(tǒng)，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(duì)溝道邊坡的侵蝕損毀，減小坡體的滑動(dòng)壓力，增加土體的抗剪強(qiáng)度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性和抗侵蝕能力。

圖 1 生態(tài)袋植草護(hù)坡

2 邊坡防護(hù)

不穩(wěn)定坡體的防治措施大體可分為三類：一是通過對(duì)地下水和地表水治理工程的實(shí)踐過程以及在施工現(xiàn)場(chǎng)的踏勘調(diào)查結(jié)果，針對(duì)部分由于受地下水流動(dòng)變化及地表水大量滲透的影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象的坡體，采用疏干的方法達(dá)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(qiáng)坡體巖體強(qiáng)度和人工加固露天坡體工程技術(shù)，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(hù)坡和注漿防滲加固等方法。

圖 2 漿砌石護(hù)坡

3 植被防護(hù)阻控

將溝道邊坡植被生長(zhǎng)所需的人工配制的活性土(以泥炭土、腐殖土、黏結(jié)劑、保水劑和長(zhǎng)效復(fù)合肥為材料)與鄉(xiāng)土草種混合，在已設(shè)置包裹PVC樹脂的鐵絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)巖坡上，營(yíng)造溝道邊坡坡面植被生長(zhǎng)的良好基礎(chǔ)[8]。待活性土配制完成后，將其通過轉(zhuǎn)化成干料的形態(tài)使用空壓機(jī)和混凝土噴射泵進(jìn)行輸送；噴射粘稠度大、厚度較大的活性土到坡面。

4 結(jié)語

黃土丘陵溝壑區(qū)先后通過壩系建設(shè)、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(tài)工程建設(shè)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到一定改善。但由于黃土丘陵溝壑區(qū)地質(zhì)條件復(fù)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(tài)災(zāi)害的威脅依然存在。在土地整治工程中提高土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在創(chuàng)新思想的指導(dǎo)下深入探究集成溝道以及坡面治理工程項(xiàng)目中生態(tài)安全強(qiáng)化措施及其相關(guān)保障技術(shù)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)黃土高原生態(tài)環(huán)境建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)同發(fā)展，助力黃土高原鄉(xiāng)村振興與脫貧攻堅(jiān)具有重要的理論和實(shí)踐意義。十四五期間亟需結(jié)合黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，開展全域土地綜合整治與生態(tài)修復(fù)、土壤侵蝕與水土保持、土地利用與保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。