山區高速公路邊坡生態防護技術的分析與應用

秦鳳艷，楊富蓮，葛清蘊

（皖西學院 建筑與土木工程學院，安徽 六安 237012）

我國有三分之二的國土地處山區或丘陵地區，隨著我國高速公路事業的快速發展，在山區修建了很多高速公路.在山區修建公路，由于受到地形、地質條件的限制，路線起伏高差大，高填深挖較多，邊坡加固和防護措施如果不得力，極易引發各種邊坡病害，破壞公路使用效果，甚至影響行車安全，因而公路的邊坡防護問題就顯得很重要.此外，在高速公路在建設過程中，大量的挖填方使得原有的良好地表植被遭到破壞，水土流失加劇；同時在坡度較大或構造不良的地方，還可能造成崩塌、滑坡等，給工農業生產和人民生活帶來嚴重危害.在建成的公路初期，路基邊坡由于雨水的侵蝕和沖刷，水土流失明顯，局部造成沖溝，加上裸露的邊坡含水量低，土質松散，易風化，造成邊坡不穩，給正在營運的高速公路帶來安全隱患，尤其是在汛期，帶來許多次生災害.此外，由于破壞了的植被短時間內難以恢復，砂塵加重，飛起的灰塵直接影響高速行使車輛的視線，給車輛的行使帶來不安全的因素.所以在高速公路程建設中，邊坡防護首先是護坡,其次是注重生態,即在保證邊坡的穩定的同時,注意防止水土流失，注重環境保護,盡量避免破壞原生植被.

邊坡生態防護是指單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合的固坡措施.隨著我國高速公路建設快速發展以及人類環境保護意識的不斷增強，邊坡生態防護技術越來越受到重視，在高速公路建設中被廣泛應用[1].

1 邊坡生態防護技術的優勢

邊坡生態防護技術將邊坡保護和邊坡綠化有機地結合在一起，不僅能起到保護邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止延緩軟弱巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變進程,保護邊坡的整體穩定性，而且在一定程度上還可以兼顧美化、恢復生態環境和協調自然環境的作用.在裸露邊坡上種植草灌花形成的綠色植被還可以美化路容，改善沿線環境，凈化空氣，緩解駕駛員視覺疲勞，保證行車安全[2]，并具有良好的經濟效益、社會效益和生態效益，在我國越來越重視環境保護和人們生存質量的今天，生態防護已成了邊坡防護的一種必然趨勢，是公路建設工程中可持續發展的重要對策之一，大力發展和研究新型的邊坡生態防護技術是今后發展的趨向.高速公路工程邊坡生態防護的核心是保持生態平衡，因此具有工程防護以及其他防護類型不可取代的作用和地位.

1.1 減少雨水沖刷、穩固路基

公路工程中邊坡在開挖后，大部分坡面巖體裸露在外，雨水對坡面的長期沖刷極易造成邊坡坍塌、滑坡等事故的發生.對邊坡進行生態防護后，坡面植被能夠實現臺階消能原理，降低水流速度，減少水流對坡面的沖刷[3].

1.2 邊坡生態防護的三維錨固作用

對節理發育、破碎較嚴重的邊坡進行生態防護時，一般采用三維土工網.除了三維網中錨桿和鋼筋網對巖體的加固作用外，坡面植被根系也可以增加破碎巖塊的整體性，起到固坡的作用.

1.3 維護生態平衡

高速公路沿線邊坡的開挖，造成大量植被的毀滅、水土的流失，所有這些均給自然生態環境造成了極大的破壞.生態防護通過種植植物，人為修復遭到破壞的環境，通過其自身內部的自我調節功能，恢復自然的生態平衡，起到真正的生態防護效果[4].

1.4 美化環境,減輕視覺疲勞

道路的使用過程中，生態防護可以把多種形式的植物景觀合理的搭配起來，給司機創造了一個良好的綠色視覺空間，減輕了司機因長時間駕車造成的視覺疲勞，降低發生交通事故的幾率.

2 邊坡生態防護技術機理

邊坡生態防護技術是基于生態工程學、工程力學、植物學、水力學等學科的基本原理,利用活性植被材料，結合其他工程材料在邊坡上構建具生態功能的護坡系統.通過生態工程自支撐、自組織、與自我修復等功能來實現邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態恢復，以達到減少水土流失、維持生態多樣性和生態平衡及美化環境等目的.一般認為生態防護的主要作用機理是植物根系對邊坡土體的三維錨固作用.植物的垂直根系穿過坡體淺表的松散風化層，錨固到穩定層,起到錨桿作用.在土壤表層及下覆風化殘積層中盤根錯節的根系，可視為三維加筋材料，可增加土體的凝聚力值[5].另外，植被的蒸騰作用對地下水系的影響，以及微生物對土體的自我調節功能也對邊坡防護起著不可忽視的作用.概括的說,邊坡生態防護是指用活的植物或用植物和非生命的材料相結合的方式,代替純工程防護的方式,通過種植植物,靠植物根莖與土壤間的附著力及根莖間的互相纏繞來達到加固邊坡、提高邊坡表面抗沖刷的能力,起到穩定坡面和防止侵蝕的作用,同時又能恢復破壞的自然生態環境,是一種有效的護坡、固坡手段.

表1 常用的生態防護措施

3 國內常用的邊坡生態防護技術

植物生態護坡已經在公路、鐵路、河道等邊坡工程中廣泛使用，這種防護措施既能起到良好邊坡防護作用，又能改善工程環境，體現了公路建設中“安全、環保、舒適、和諧”的設計理念.生態防護與傳統的工程防護措施共同形成了邊坡工程植物防護體系.目前常用的生態防護措施及其特點見表1.

4 邊坡生態防護技術在六潛高速公路中的應用

4.1 工程環境

六潛高速公路起于六安市裕安區城南鎮二天門，終至潛山縣王河鎮新聯村，途經六安、安慶兩市所轄的裕安區、霍山縣、岳西縣、潛山縣4個縣區，由北向南貫穿大別山區，全長150公里.六潛高速公路為典型的山區高速公路，全線穿越大別山革命老區，有三分之二路線處在山嶺重丘區，大別山區地質條件復雜；常年雨水充沛，冬季低溫持久.大別山屬北亞熱帶溫暖濕潤季風氣候區，具有典型的山地氣候特征，氣候溫和，雨量充沛.溫光同季，雨熱同季，具有優越的山地氣候和森林小氣候特征，具備森林的氣候優勢.六潛高速公路與青山綠水和諧相融穿越磨子潭水庫路段，依山傍水，橋隧相連；途徑國家4A級天柱山風景區保護區，7跨潛河，橋與自然景區和諧相融.

4.2 生態防護應用

六潛高速公路在建設中應用多項邊坡生態防護技術，將生態高速理念完美地應用工程的每一個細節.項目從一開始，就明確了美觀舒適、環保和諧的建設目標.在工程建設中，采用“客土噴播”、“植被毯”草灌結合等方式，超前綠化路堤和路塹邊坡，保持與自然環境相協調.對取棄土場、棄碴場，采用護墻、護坡、截水溝、排水溝等多種方式，減少水土流失，并因地制宜進行整理綠化，以最大限度地恢復原來的自然環境.實施隧道洞門綜合綠化設計，采用隧道周邊自然草木進行恢復綠化，以保持與自然同色同調和有效融為一體.工程建設中為了保護古樹，項目移植了一棵六百年柏樹，留存了一棵百年古楓樹.為了方便觀賞沿線美景，獨具匠心的建設者們還設置觀瀾、聽風、望山3處觀景臺，觀景臺內還設置了廣場、停車場、觀景亭，布設精巧、特色鮮明，周圍環境優美，為過往司乘人員休息、欣賞景點提供了便利.如今驅車行駛在這條快速綠色通道上，一路盡情地欣賞青山綠水，路景交融的美景，仿佛使人置身于“車在路上行，人在畫中游”的意境.綠化防護效果見圖1和圖2.邊坡通過生態防護后，有效的減少了水土流失，改善了高速公路的行車環境.人為制造了無數個小階梯帶增加了適合植物生長的面積，逐步地恢復自然植被，在綠化中同時起到了美化的作用[6]，有效地緩解了防護和環保以及公路景觀建設之間的矛盾，實現了生態高速的理念.

圖1 路塹邊坡格構綠化防護

圖2 隧道口邊坡客土噴播

6 結束語

邊坡生態防護是公路工程的重要組成部分，采用合理的邊坡防護技術，可以達到節省工程費用、美化環境和保護生態環境的效果.在人們越來越重視環境保護和生存質量的時代，生態防護儼然已經成為邊坡防護的一種必然防護趨勢[7].

〔1〕譚少華,汪益敏.高速公路邊坡生態防護技術研究進展與思考[J].水土保持研究,2004,11(3):81-84.

〔2〕何青,王亞平,彭忠明,等.一種高效的高速公路石質邊坡生物防護技術[J].交通科技,2004,(3):31-33.

〔3〕王代軍,胡貴馨,高潔.公路邊坡侵蝕及坡面生態工程的應用現狀[J].草原與草坪,2000,(3):22-24.

〔4〕譚煒，賈致榮，道路與鐵道工程中的邊坡生態防護技術[J].甘肅科技,2007,23(2):164-166.

〔5〕交通部公路司.新理念公路設計指南[M].北京:人民交通出版社,2005.路,2004(8):179-182.

〔6〕周穎,曹映泓等,噴混植生技術在高速公路巖石邊坡防護和綠化中的應用[J].巖土力學,2001(9).

〔7〕楊曉華,王文生.土工格室生態護坡在黃土地區公路邊坡防護中的應用[J].公路,2004(8):179-182.