公路邊坡生態(tài)防護(hù)的探討

單振國

生態(tài)化發(fā)展模式也常被人們稱為“綠色模式”，是在工業(yè)化發(fā)展模式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它揚(yáng)棄了只注重經(jīng)濟(jì)效益不顧人類福利和生態(tài)后果的唯經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化發(fā)展模式，轉(zhuǎn)向兼顧人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和資源可持續(xù)發(fā)展的、注重復(fù)合生態(tài)整體效益的發(fā)展模式。強(qiáng)調(diào)人對(duì)自然的依賴性和兩者的統(tǒng)一性，主張人應(yīng)同自然和諧相處。公路建設(shè)與自然環(huán)境密切相關(guān)，其工程規(guī)模大、項(xiàng)目多、涉及面廣，土石填挖工程形成的大量土石裸露邊坡，破壞了原有植被，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響較大。以往通常采用單純的工程防護(hù)，如漿砌片石、噴錨防護(hù)等，這些工程防護(hù)措施會(huì)導(dǎo)致原有植被破壞、水土流失等一系列生態(tài)環(huán)境問題。

1 公路邊坡生態(tài)防護(hù)現(xiàn)狀分析

1)土工三維網(wǎng)植草護(hù)坡，是國外近十多年新開發(fā)的一項(xiàng)集坡面加固和植物防護(hù)于一體的復(fù)合型邊坡生態(tài)防護(hù)措施。該技術(shù)所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護(hù)新材料，是通過非凡工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng)，不僅具有加固邊坡的功能，在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發(fā)芽、生長的作用。隨著植物生長、成熟，坡面逐漸被植物覆蓋，這樣植物與土工網(wǎng)就共同對(duì)邊坡起到了長期防護(hù)和綠化作用。據(jù)資料表明:土工網(wǎng)植草護(hù)坡能承受4 m/s以上流速的水流沖刷，在一定條件下可替代漿砌片石護(hù)坡。目前，國內(nèi)土工網(wǎng)植草護(hù)坡在坡率低于1∶0.75公路邊坡使用較多。

2)客土植生袋護(hù)坡，是在邊坡坡面做好框架梁后在框格內(nèi)逐層堆砌生態(tài)袋，并在袋內(nèi)裝入適宜植物生長的土壤或基質(zhì)和種子的生態(tài)護(hù)坡模式。該技術(shù)的特點(diǎn)是可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件進(jìn)行基質(zhì)和種子配方，從而具有廣泛的適應(yīng)性，多用于普通條件下無法防護(hù)或防護(hù)效果差的邊坡。由于客土可以由機(jī)械拌和，因此施工的機(jī)械化程度高、速度快，無論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網(wǎng)噴混凝土防護(hù)要優(yōu)越，而且植被防護(hù)效果良好，基本不需要養(yǎng)護(hù)即可維持植物的正常生長。該技術(shù)在公路生態(tài)護(hù)坡中已有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。

3)蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡，是一項(xiàng)類似于干砌片石護(hù)坡的邊坡防護(hù)技術(shù)，是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格后，在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土，再在磚框內(nèi)栽草或種草的一項(xiàng)邊坡防護(hù)措施。該技術(shù)所用框磚可在預(yù)制場批量生產(chǎn)，其受力結(jié)構(gòu)合理，平鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流，減緩水流速度，防止坡面沖刷，保護(hù)草皮生長。這種護(hù)坡模式施工簡單，外觀齊整，造型美觀大方，具有邊坡防護(hù)、綠化雙重效果，工程造價(jià)適中，略高于漿砌片石骨架護(hù)坡，該技術(shù)多用于公路填方邊坡坡率低于1∶1.0的坡面防護(hù)。

4)噴混植生植物護(hù)坡，是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后，采用專用噴射機(jī)，將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上，植物依靠“基材”生長發(fā)育，形成植物護(hù)坡的施工技術(shù)，具有防護(hù)邊坡、恢復(fù)植被雙重作用。該技術(shù)使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機(jī)質(zhì)、肥料、團(tuán)粒劑、保水劑、穩(wěn)定劑、pH緩解劑和水等組成，其種植基材的配方是成功的關(guān)鍵，良好的配方能夠達(dá)到在緩于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上既具備一定的強(qiáng)度保護(hù)坡面和反抗雨水沖刷，又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。

5)土工格室生態(tài)護(hù)坡，土工格室內(nèi)充填土體用于坡面防護(hù)工作原理與土工網(wǎng)格相似，主要區(qū)別是立體高度大一些(一般為10 cm～20 cm)，這一特點(diǎn)也使得土工格室的用途更加廣泛。土工格室生態(tài)護(hù)坡是在展開后固定于坡面上的土工格室內(nèi)填充種植土，然后在其上均勻噴播草種灌木進(jìn)行綠化防護(hù)。利用土工格室可為植物生長提供穩(wěn)定、良好的生存環(huán)境。土工格室植草護(hù)坡用于自身穩(wěn)定的邊坡，當(dāng)邊坡坡率陡于1∶0.75時(shí)，則應(yīng)加密土釘或改用錨桿與土釘混合使用并按一定間距布置來固定土工格室。

6)植被板生態(tài)護(hù)坡，植被板是一種由高密度聚乙烯寬帶經(jīng)超聲波焊接而成的具有蜂窩狀框格結(jié)構(gòu)的立體材料。植被板為多個(gè)三角形的小片材通過插銷固定在一條長方形的片材上組成的一個(gè)三棱柱框格結(jié)構(gòu)體。植被板生態(tài)護(hù)坡方式是通過展開植被板材形成框格、保持三角形板材互相平行、長方形板材呈豎立狀，然后用土釘按設(shè)計(jì)要求把植被板固定于坡面上，再在植被板框格內(nèi)填充種植土，充填土體立體高度一般為10 cm～20 cm，然后在其上人工或機(jī)械均勻噴播草種和灌木。植被板能夠同框格內(nèi)填土、植被形成一個(gè)牢固的復(fù)合整體，具有控制坡面徑流、消減水流能量，固土防沖刷，快速恢復(fù)公路沿線生態(tài)，綠化邊坡、美化環(huán)境的功能，另外這種生態(tài)護(hù)坡施工簡便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工速度快。植被板適用于坡度不陡于1∶0.5且易風(fēng)化并存在有植物生長的礦物元素的泥巖、頁巖等穩(wěn)定邊坡的防護(hù)。

2 公路生態(tài)護(hù)坡中的難題

1)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢，設(shè)計(jì)滯后，跟不上形勢要求;

2)植物品種單調(diào)，配置形式單一。隨著時(shí)間的增長，在養(yǎng)分水分供給較差的邊坡上都會(huì)呈現(xiàn)不同程度的草坡退化現(xiàn)象，這是一個(gè)十分突出和嚴(yán)重的問題，若草被退化得不到解決，不僅造成重復(fù)建設(shè)，而且起不到邊坡生態(tài)防護(hù)效果，最終可能會(huì)引起水土流失、坡面坍塌等許多地質(zhì)災(zāi)害;

3)綠化用地和生態(tài)防護(hù)經(jīng)費(fèi)少、綠化質(zhì)量和效益較差。某些開挖后的巖石邊坡，巖石層厚、整體性好，坡體高陡，對(duì)邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)后，隨著時(shí)間的增長，秋冬季干旱、夏伏季炎熱，土體養(yǎng)分逐漸流失，土壤肥力降低，如何解決邊坡呈現(xiàn)的無土、缺水、缺肥及邊坡植被面臨的干旱威脅，這將影響到邊坡最終的景觀效益和生態(tài)效益;

4)施工規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)規(guī)范相對(duì)滯后，還有待進(jìn)一步的系統(tǒng)性開發(fā)和規(guī)范化管理。

3 公路生態(tài)護(hù)坡可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策

1)積極引進(jìn)開發(fā)邊坡生態(tài)防護(hù)新技術(shù)。邊坡生態(tài)防護(hù)工程中的難點(diǎn)問題，是對(duì)邊坡生態(tài)防護(hù)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)，邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)涉及到工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科，必須不斷在這些理論領(lǐng)域有所突破，積極引進(jìn)開發(fā)新材料、新工藝及配套施工機(jī)械設(shè)備，充分吸收新的科研成果、先進(jìn)技術(shù)和工程施工經(jīng)驗(yàn)，注重國際和行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。

2)注重邊坡生態(tài)防護(hù)的設(shè)計(jì)與加大資金投入。在公路設(shè)計(jì)與建設(shè)中，人們常將設(shè)計(jì)重點(diǎn)和大量資金放在它的主體工程上，而生態(tài)功能的設(shè)計(jì)與投資力度不足，生態(tài)防護(hù)工程往往采取低價(jià)中標(biāo)的方式，這種低投入、低質(zhì)量的惡性循環(huán)，使邊坡生態(tài)環(huán)境發(fā)展不夠好，抗災(zāi)能力較弱等。應(yīng)建立和加大公路邊坡建設(shè)、養(yǎng)護(hù)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的專項(xiàng)資金，在設(shè)計(jì)上要深入細(xì)化，根據(jù)不同氣候條件、不同環(huán)境、不同區(qū)域結(jié)合具體情況單獨(dú)設(shè)計(jì)，注重落實(shí)邊坡的生態(tài)環(huán)境保護(hù)方案。

3)邊坡植草退化的防治技術(shù)。防治邊坡植被退化的重要措施就是喬灌草相結(jié)合，盡量模擬出當(dāng)?shù)氐闹参锶郝浣Y(jié)構(gòu)，走向本土化。實(shí)際上國外已經(jīng)開始流行以喬灌木為主的防護(hù)方式。天然植被一般都是草木混生的，在較高的貧瘠土質(zhì)或石質(zhì)邊坡上，采用草灌結(jié)合的客土噴播或噴混植生技術(shù)施工，可以將草種和灌木樹種進(jìn)行混播，早期以草坪防護(hù)為主，后期以灌木防護(hù)為主，構(gòu)建喬灌草立體防護(hù)生態(tài)體系，達(dá)到恢復(fù)自然植被的目的。貫徹因地制宜，以本土植物為主、外來為輔的原則。環(huán)境因子(如氣候和土壤)的地域性決定了植被類型的特殊性，在進(jìn)行邊坡生態(tài)護(hù)坡植物選擇時(shí)，應(yīng)以當(dāng)?shù)氐恼w植被景觀為基本實(shí)物參照。一方面要貫徹“以鄉(xiāng)土樹(草)種為主”，依靠充足的種源種苗，降低成本和節(jié)約資金的方針，選擇地帶性植物物種或頂級(jí)群落植物物種;另一方面也適當(dāng)選擇一些其生態(tài)適宜性符合要求的經(jīng)多年引種馴化獲得成功的外來植物物種。植物兼有冷暖季型、多年生，綠期長，具有較好的觀賞價(jià)值或美學(xué)價(jià)值。

4 結(jié)語

目前在邊坡生態(tài)防護(hù)工程中，三維網(wǎng)防護(hù)、客土植生袋防護(hù)、土工格室和植被板生態(tài)防護(hù)是具有典型生態(tài)防護(hù)施工技術(shù);在邊坡養(yǎng)護(hù)工程中，滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節(jié)約水資源、提高成活率、促進(jìn)草灌木植物生長的澆灌技術(shù);在土壤肥力方面，ABT生根粉、菌根菌、農(nóng)菌及各種微生物肥料的應(yīng)用，具有促進(jìn)植物生根、生長和發(fā)育，提高植物的生理機(jī)能和抗逆性。在這些新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用過程中，還有許多具體的工藝需要改進(jìn)，才能使其成本更低、操作更為簡便、綜合效果更好。隨著邊坡生態(tài)防護(hù)各項(xiàng)科研技術(shù)的不斷深入，其各項(xiàng)新技術(shù)新工藝的應(yīng)用將日趨完善和成熟。

[1] 張光明.公路工程建設(shè)中生態(tài)環(huán)境保護(hù)的探討[J].基建優(yōu)化，2005，26(1):95-97.

[2] 張俊云，周德培.巖石邊坡生態(tài)種植基材試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2001，20(2):239-242.

[3] 楊曉華.土工格室生態(tài)護(hù)坡在黃土地區(qū)公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].公路，2004(8):180.

[4] 張光明.墊鄰高速公路破碎巖體高邊坡生態(tài)防護(hù)研究[D].西安:長安大學(xué)碩士論文，2010.

[5] 楊曉華.土工格室工程性狀及應(yīng)用技術(shù)研究[D].西安:長安大學(xué)博士論文，2005.

[6] 許海雁.小議公路邊坡防護(hù)技術(shù)[J].山西建筑，2008，34(2):293-294.