淺析生態護坡技術在高速公路邊坡防護中的水土保持效果

王澤林

（四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院，610017）

淺析生態護坡技術在高速公路邊坡防護中的水土保持效果

王澤林

（四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院，610017）

通過對達陜高速公路生態護坡工程進行試驗觀測，來研究其在水土保持中的應用效果。結果顯示，因地制宜地在高速公路的建設中應用生態防護技術，能夠增強邊坡穩定性，進而有效抑制水土流失，營造出良好的生態景觀，并確保高速公路的安全運行。

生態護坡技術；高速公路；水土保持效果

在高速公路的建設中，生態護坡技術占有重要地位。高速公路建設會產生邊坡，邊坡的地表裸露，地質很不穩定，生態系統不易自然恢復，是水土流失的潛在隱患。而當前我國在生態護坡技術方面的研究較滯后，護坡工程存在很大隨意性，還未形成標準的技術體系，所以，加大對生態護坡技術的應用效果研究有重要意義。

一、項目概況

達陜高速公路位于四川省東北部的達州市，起至陜西境大巴山隧道北口，止于達州徐家壩，路線呈南北向，線路總長139.5公里。達陜高速公路所處地區屬于亞熱帶濕潤季風氣候區，冬無嚴寒，夏無酷熱，雨量充沛，四季分明，立體氣候特征明顯，氣候差異性大。雨季集中在6至9月份，容易造成滑坡、泥石流等災害。項目位于大巴山南麓坡前地帶，屬低山-低中山向大巴山山麓過渡區，地形、地貌主要受地質構造的控制，地表切割較強烈，山高谷深。

二、研究方法

（一）現場考察

現場考察分為3階段進行。第1階段主要對達陜高速公路沿線的地質特征和土壤類型、氣候、邊坡土壤侵蝕特點等進行考察；第2階段考察沿線邊坡特性、護坡植物類型、邊坡防護類型等；第3階段考察沿線有代表性的植物群落點位生態學特征和邊坡防護效果，考察的指標有植被蓋度、植物成活率、植物種類等。并采用侵蝕溝法調查邊坡水土流失情況。

（二）植被覆蓋測定法

植被覆蓋度調查運用點測法。選取一具有代表性植物的樣方，草本植物群落的樣方面積是1m×1m，而灌木群落樣方的面積是4m×4m；接著把樣方等分為100個小方格，并對每個網格結點是否于點向地面垂線方向有植物物體的分布進行登記，之后將有植物體分布的總結點數和全部網格的結點數比值統計出來，并將此作為覆蓋度的指標，百分數表示[1]。

三、生態護坡技術的水土保持機理

（一)植被護坡機理

生態護坡主要通過坡面植物地下根系與地上莖葉的作用進行護坡，其作用主要包括兩個方面：根系力學效應、植物水文效應。

植物龐大的根系能穿過邊坡表層疏松的土層，相當于預應力錨桿。經研究表明，植物的根系于地下0.75～1.50m深處具有明顯土壤加固的作用，對于塊狀、碎裂、散體結構的巖體，也能起到錨固作用[2]。植物根系對土壤能起到網結和樁固的作用，增大土壤抗拉強度及抗剪強度，進而提高土壤抗沖力。

降雨是造成邊坡滑動重要的因素，邊坡失穩和坡體水壓力大小有密切的聯系，植物利用吸收和蒸騰坡體內的水分，來降低土體孔隙的水壓力，并增加土體吸力和抗剪強度；部分降雨在落到土壤表面前就已被植物的冠層截流，之后再被蒸發到大氣中或者到達地表。

(二）植被和工程措施結合

植被和混凝土框架等工程措施結合的生態護坡有著長久的防護效益，能夠促進生態環境恢復。生態防護不僅僅是邊坡綠化措施，還是恢復和重建自然生態系的一種方式，與其他防護類型相比，有著不可取代的地位與作用。生態護坡把植物措施和工程措施進行結合，給植被生長、恢復提供有利條件，不僅可防治邊坡土壤的侵蝕，還能恢復因高速公路建設而對生態環境所造成的破壞，進而維護公路沿線生態平衡及重建邊坡景觀。

四、結果分析

（一）生態護坡技術的應用分析

當前，生態護坡技術已經成為高速公路進行邊坡防護的一大趨勢，其代表了邊坡防護發展的方向。根據下表可知：

達陜高速公路生態護坡統計表

達陜高速公路在坡度較平緩、立地條件好的土質或軟質巖質邊坡使用直接噴播，占護坡21.4%，低緩的坡面也利于噴播客土附著，利于植被快速地成活，達到抑制水土流失的效果。對邊坡穩定，坡比不陡于1：1，每級邊坡低于8m（土質路塹邊坡）或12m（軟質巖質路塹邊坡），應用了掛網噴播的技術，占到了21.6%，在錨固三維網后，不僅能提高邊坡穩定性，還利于客土附著與植物根系纏繞。在穩定的坡比不陡于1：0.75的邊坡上，網格骨架給客土回填提供了較充足的空間，運用拱形、菱形等不同的造型，營造出了豐富視覺的效果，運用骨架防護和種草防護結合的方法，不僅提高了防護的效果，也美化了環境。該路段部分坡面橫坡較為陡峭，在坡面上，分布著大面積由于自然地質作用而形成的陡崖、懸崖與斜坡，可能出現崩塌和落石，使用主、被動柔性的防護網技術防護該邊坡坡面，占了1.0%；主、被動柔性防護網覆蓋或者包裹著邊坡坡面，阻礙了坡面松散、崩塌，或把落石控制于一定的范圍之內運動，不使巖石跌落；它的開放性能保護植被生長與其生長的條件，并提供較好視覺效果，給人工綠化提供了一定條件，把工程治理與環境保護合為一體。

（二）達陜高速公路生態護坡的水土保持效果

達陜高速公路的沿線地形較復雜，在四川省的高速公路網中，其是施工難度較大、施工環境較復雜的工程項目，所處地區基巖裸露、新構造運動活躍、山體覆蓋層少且薄、降雨較集中，雨量大；高速公路的建設能改變原有地貌、破壞地表的植被和高挖深填，進而出現大量裸露的坡面，易形成水土流失。公路邊坡的生態防護目的為抑制徑流、避免邊坡沖刷、穩定坡面、美化景觀及保護環境。根據邊坡地質的特性和立地條件，該高速公路運用了植被護坡、掛網噴播、骨架護坡與植被結合、柔性網防護等生態護坡技術，取得較好的效果[3]。生態護坡的施工工期較短，并且造價低，其成本不到工程措施的1/10，但生態防護作用隨著植物的生長繁茂而逐漸增強，其減輕坡面的不穩定性和侵蝕作用也越來越大，故能節約大量養護的經費。

通過現場調查，隨著邊坡生態防護措施實施的進程，邊坡植被覆蓋度逐漸增大，土壤流失量逐漸減少，根據通用土壤流失方程（USLE）：A＝R*K*L*S*C*P，在其他因子相同的情況下，土壤流失量與地表植物覆蓋因子（C）成反比例關系。因此，生態護坡技術的高速公路邊坡防護中不僅能穩定邊坡，且具有較好的水土保持效果，美化了路容，減少了因實體護坡對司乘人員視覺造成的疲勞感，具有較好的生態和社會效益。

結語：

綜上所述，在高速公路的高陡邊坡上采用生態護坡技術,可在短期內完全覆蓋坡面，并且在水土保持中發揮顯著作用,抑制邊坡的侵蝕發育。采用生態護坡的邊坡的土壤流失量比未噴植處理過的邊坡要小很多,就算路基邊坡受到了降雨和路面匯流綜合作用,而生態護坡建植的草本植被對于減少土壤流失的效果也十分顯著。

[1]楊陽,楊建英,趙平等.兩種框格梁生態護坡技術及其應用效果——以安徽岳武高速公路為例[J].中國水土保持科學,2015,(5):118-124.

[2]王皓.高速公路邊坡生態防護技術分析[J].交通建設與管理,2014,(5):30-32. [3]郭滕.淺談高速公路邊坡的生態護坡技術[J].赤子,2014,(6):356.

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1007-6344（2016）02-0112-02

王澤林，四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院成都 610017