山區(qū)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)方案及評(píng)價(jià)指標(biāo)研究

劉霽+鄒品增+姜安民

摘 要：山區(qū)高速公路深挖高填，對(duì)公路沿線生態(tài)環(huán)境保護(hù)造成嚴(yán)重的威脅，工程建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾亟需加以解決。本文詳細(xì)歸納了目前廣泛應(yīng)用的六種邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比總結(jié)其適用范圍，根據(jù)影響邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)方案選擇的5個(gè)因素將邊坡分為：可直接綠化邊坡、可綠化邊坡、有選擇的可綠化邊坡、不宜綠化邊坡4類(lèi)，并給出推薦的邊坡生態(tài)防護(hù)方案。參考國(guó)內(nèi)外邊坡生態(tài)防護(hù)研究成果，從固土護(hù)坡、生態(tài)環(huán)保、景觀功能三個(gè)方面出發(fā)，提出了邊坡生態(tài)防護(hù)效果評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)體系，以作為公路生態(tài)防護(hù)研究的參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路；邊坡；生態(tài)防護(hù)；評(píng)價(jià)指標(biāo)

Research on mountain highway slope ecological protection scheme and evaluation indexes

Liu Ji， Zou Pinzeng，Jiang Anmin

（Hunan Urban Construstion College）

Abstract： The deep digging and high filling work in mountain highway projects poses a serious threat to ecological environment protection along the road. The contradiction between the ecological environment protection and project construction desperately needs to be addressed. This paper summarized in detail the advantages and disadvantages and the application scope of the current widely used six kinds of ecological slope protection technology. According to the five factors that influence plan selection of slope ecological protection technology， the slope was divided into four classes， respectively directly-greening slope， favorable-greening slope， selective-greening slope， unfavorable-greening slope. The recommended slope ecological protection scheme was also given. By referencing to the research results at home and abroad about slop ecological protection the ecological slope protection effect evaluation index system of technology was put forward from the aspects of solid soil slope protection， ecological and environmental protection， landscape function， which aims to provide reference for doing research in highway ecological protection.

Keyword： mountain highway； slope； ecological protection； evaluation indexes

引 言：

隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及人們對(duì)環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的重視，對(duì)高速公路的要求越來(lái)越高，高速公路不但需承擔(dān)快速交通通道的功能，同時(shí)還要求生態(tài)環(huán)保、環(huán)境優(yōu)美。山區(qū)高速公路是以破壞生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的一項(xiàng)現(xiàn)代化建設(shè)工程。在修建過(guò)程中形成大的挖填方，引起巖土體移動(dòng)、變形和破壞，容易誘發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。山區(qū)地形、地貌復(fù)雜，山區(qū)高速公路建設(shè)中開(kāi)挖路塹、鎮(zhèn)筑路堤，會(huì)導(dǎo)致原生植被和動(dòng)物棲息地破壞，水土流失，以及局部環(huán)境惡化等系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。以往由于對(duì)邊坡防護(hù)方案的認(rèn)識(shí)不足，邊坡防護(hù)方案設(shè)計(jì)不合理，致使山區(qū)高速公路邊坡在施工后出現(xiàn)失穩(wěn)破壞、與周?chē)坝^不協(xié)調(diào)、嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。因此如何因地制宜地選取路塹邊坡防護(hù)方案，使其即能滿(mǎn)足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又能保護(hù)生態(tài)環(huán)境、豐富高速公路景觀，就顯得尤為重要。

我國(guó)在高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)方面的研究起步較晚，但近年來(lái)生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到人們的重視，大量的高速公路邊坡開(kāi)始采用生態(tài)防護(hù)技術(shù)，相關(guān)的科研成果也不斷涌現(xiàn)。李志清等[1]提出了要將工程護(hù)坡和植被護(hù)坡相結(jié)合的思想。呂大偉[2]研究了客土噴播技術(shù)在山區(qū)高速公路邊坡防護(hù)綠化中的應(yīng)用。馮玉濤等[3]提出了一種植生袋聯(lián)合土工格柵的柔性生態(tài)護(hù)坡新技術(shù)。胡勇[4]對(duì)藤蔓植物在恢復(fù)公路工程石質(zhì)邊坡生態(tài)景觀中的應(yīng)用開(kāi)展了相關(guān)試驗(yàn)研究，王云[5]對(duì)高挖邊坡穩(wěn)定性與生態(tài)防護(hù)技術(shù)開(kāi)展了相關(guān)研究。不同的生態(tài)防護(hù)技術(shù)特點(diǎn)各異，適用性也大不相同，本文在歸納總結(jié)國(guó)內(nèi)常用的生態(tài)防護(hù)方案特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合作者多年的高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)常見(jiàn)的生態(tài)防護(hù)技術(shù)方案進(jìn)行了探討。同時(shí)，迄今為止，生態(tài)邊坡防護(hù)效果評(píng)價(jià)方面仍然沒(méi)有形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系，不利于邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的發(fā)展。本文根據(jù)調(diào)查咨詢(xún)，提出生態(tài)防護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以期為科學(xué)合理進(jìn)行生態(tài)防護(hù)評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持。

1.生態(tài)護(hù)坡技術(shù)特點(diǎn)和適用性分析：

與傳統(tǒng)的圬工防護(hù)及單純的植物防護(hù)相比，綜合防護(hù)型邊坡，將工程防護(hù)和生物防護(hù)很好地結(jié)合起來(lái)，既可以美化路容，又能起到環(huán)境保護(hù)和穩(wěn)定邊坡的作用，是目前應(yīng)用最為廣泛的邊坡防護(hù)型式。其主要具有固土護(hù)坡、生態(tài)環(huán)保、豐富景觀三方面的功能。

歸納總結(jié)目前工程上應(yīng)用廣泛的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)主要有以下六種：直接噴播植草護(hù)坡、椰纖維網(wǎng)植草護(hù)坡、客土噴播綠化護(hù)坡、植生袋綠化護(hù)坡、土袋綠化護(hù)坡及藤蔓植物綠化護(hù)坡等。

1.1 直接噴播植草護(hù)坡

直接噴播植草綠化護(hù)坡技術(shù)是采用液態(tài)播種的原理，將粘結(jié)劑、保水劑、土壤改良劑、粘著劑、肥料、植物種子等按照一定的比例均勻攪拌，然后通過(guò)液壓噴播機(jī)械設(shè)備將混合物加壓噴射到防護(hù)坡面，從而完成植草護(hù)坡的一種簡(jiǎn)單的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。

1.1.1 直接噴播植草護(hù)坡優(yōu)缺點(diǎn)

直接噴播植草護(hù)坡技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)單，優(yōu)缺點(diǎn)均較為明顯：施工速度快，施工工藝簡(jiǎn)單；工程造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益好；基材分布均勻，種子發(fā)芽快，植被覆蓋時(shí)間短。但是，直接噴播植草綠化基材直接曝露在空氣中，抗雨水沖刷能力較弱。而且，直接噴播植草綠化由于沒(méi)有客土的存在，基材中缺乏植物生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)。因此，直接噴播植草綠化護(hù)坡技術(shù)對(duì)邊坡土質(zhì)要求較高，限制了它的推廣使用。

1.1.2 適用條件

通常適用于填土邊坡以及坡高不超過(guò)4米、坡比較?。ㄆ卤取?：1.0）的全風(fēng)化巖石（泥巖、風(fēng)化頁(yè)巖）邊坡或穩(wěn)定土質(zhì)邊坡。

1.2 椰纖維網(wǎng)植草護(hù)坡

椰纖維植物護(hù)坡技術(shù)是利用椰纖維網(wǎng)（CF網(wǎng)）特殊的纖維層狀結(jié)構(gòu)（具有固土保水的功能）與噴播技術(shù)相結(jié)合，形成一定厚度的有利于植物生長(zhǎng)的土層，在邊坡坡面建立一個(gè)具有一定自身生長(zhǎng)能力的生態(tài)固土護(hù)坡系統(tǒng)，以達(dá)到永久護(hù)坡的目的。

1.2.1 椰纖維網(wǎng)植草護(hù)坡優(yōu)缺點(diǎn)

椰纖維網(wǎng)在邊坡上的應(yīng)用，增加了坡面的粗糙程度，降低了水流速度，呈現(xiàn)網(wǎng)格狀的椰纖維網(wǎng)可以將坡面徑流緩變?yōu)槠旅媛鳎軌蛴行p弱雨水對(duì)護(hù)坡面的沖刷；而且椰子纖維可以截留和吸收一部分水分，增強(qiáng)坡面保水的能力，為植物健康生長(zhǎng)提供足夠的水分；椰纖維網(wǎng)能夠降解，分解之后的有機(jī)質(zhì)能夠?yàn)橹参锾峁┥L(zhǎng)所需的養(yǎng)分。但是椰纖維網(wǎng)的鋪設(shè)對(duì)邊坡坡面的平整性有較高要求；提供植物生長(zhǎng)環(huán)境的基材一般厚度在4cm左右，不適宜在巖石及土夾石邊坡上應(yīng)用。

1.2.2 適用條件

適用于坡比≤1：0.75且高度不超過(guò)8米的土質(zhì)路塹邊坡。

1.3 客土噴播綠化護(hù)坡

客土噴播綠化護(hù)坡是將復(fù)合肥、植物種子、種植土、水、粘結(jié)劑和保水劑等按照一定比例混合并攪拌均勻的有機(jī)基材，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的噴播機(jī)械噴播在掛有鐵絲網(wǎng)的坡面上，形成有利于植物生長(zhǎng)的一定厚度的有機(jī)基材層。植物生長(zhǎng)到后期，發(fā)達(dá)的植物根系能夠穿透基材深入到邊坡巖體的節(jié)理及裂隙之中，從而達(dá)到永久護(hù)坡和美化路域環(huán)境的雙重目的。

1.3.1 客土噴播綠化護(hù)坡優(yōu)缺點(diǎn)

客土噴播綠化護(hù)坡噴播的基材厚度較大，非常有利于草灌植物的生長(zhǎng)，可以形成較好的邊坡生態(tài)環(huán)境；能夠用于風(fēng)化巖石邊坡的生態(tài)防護(hù)，并且能夠與框架類(lèi)、骨架類(lèi)?ài)毓し雷o(hù)相結(jié)合，適用范圍相當(dāng)廣泛；保肥、保水效果好，具有良好的抗雨水沖刷能力?？屯羾姴ゾG化施工技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，工程造價(jià)較高，并且客土噴播綠化不適用于坡比過(guò)于陡峭及完全巖質(zhì)邊坡。

3.2 適用條件

客土噴播綠化護(hù)坡適用于坡比≤1：0.5的弱風(fēng)化、軟質(zhì)巖質(zhì)邊坡面，或者坡比≤1：0.5的菱形網(wǎng)格、拱型骨架、框架梁邊坡、人字型骨架邊坡?？屯羾姴ゾG化護(hù)坡施工分為濕法噴播和干法噴播兩種，濕法噴播施工速度較快，但是濕法噴播在邊坡面形成植被護(hù)坡之前，耐雨水沖刷能力比較弱，與濕法噴播相比干法噴播較耐沖刷。在應(yīng)用客土噴播綠化技術(shù)進(jìn)行邊坡生態(tài)防護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)降雨條件、邊坡情況以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件合理地選擇相應(yīng)施工方案。

1.4 土袋綠化護(hù)坡

通過(guò)在編制袋或麻袋中，裝填種植土，然后堆砌在框架、骨架類(lèi)工程防護(hù)坡面，然后在其表面整體噴射具有一定厚度的有機(jī)基材，從而達(dá)到綠化整個(gè)路塹邊坡的目的。

1.4.1 土袋綠化護(hù)坡優(yōu)缺點(diǎn)

土袋綠化護(hù)坡與植生袋綠化的特點(diǎn)相似，主要的區(qū)別是施工技術(shù)的不同。土袋綠化護(hù)坡施工技術(shù)簡(jiǎn)單、綠化效果較好。但是土袋綠化施工費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本相對(duì)較高。

1.4.2 適用條件

土袋綠化護(hù)坡適用于低矮的弱風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，或者與框架梁、骨架類(lèi)工程防護(hù)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行綜合防護(hù)，邊坡等級(jí)不超過(guò)三級(jí)，邊坡坡比一般≤1：0.5。

1.5 植生袋植草護(hù)坡

植生袋植草護(hù)坡是在植生袋中裝填專(zhuān)門(mén)配置的有機(jī)基材，然后碼砌在框架梁坡面上，利用在植生袋夾層中的植物種子發(fā)芽生長(zhǎng)，從而覆蓋整個(gè)坡面的綠化防護(hù)技術(shù)，與該法相似的還有生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)。在植生袋內(nèi)填裝按照一定比例配制的有機(jī)肥、種植土、保水劑等混合而成的有機(jī)基材，之后用植生袋在邊坡面外側(cè)直接堆砌形成植生袋面層，通過(guò)該植生袋內(nèi)長(zhǎng)出的植物對(duì)邊坡進(jìn)行綠化，并利用巖石風(fēng)化層、植生袋綠化基材以及植生袋固定設(shè)施（一般采用F 、U型鋼筋錨固）等共同構(gòu)建坡面生態(tài)防護(hù)系統(tǒng)，以便達(dá)到永久固坡的目的。

1.5.1 植生袋植草護(hù)坡特點(diǎn)

植生袋內(nèi)填裝的土層較厚，有利于植物的生長(zhǎng)；植生袋對(duì)減少水分蒸發(fā)有利，保水和保溫效果良好，同時(shí)能有效防止基材被雨水沖刷而流失，邊坡養(yǎng)護(hù)成本較低；植生袋綠化護(hù)坡植物的綠化效果好，植物成活率高。植生袋綠化護(hù)坡一般與骨架類(lèi)、框架梁類(lèi)工程防護(hù)措施結(jié)合使用。但是，在沒(méi)有適宜的圬工防護(hù)的邊坡面上，植生袋不易錨固與碼砌，容易垮塌；當(dāng)邊坡較高、較陡時(shí)，由于植生袋自重較大，容易造成框架梁或骨架類(lèi)工程防護(hù)受損破壞，從而導(dǎo)致植生袋防護(hù)的失效。植生袋植草護(hù)坡施工過(guò)程中需要大量的人力、財(cái)力、物力，施工進(jìn)度慢，工期較長(zhǎng)，造價(jià)較高。 1.5.2 適用條件

適宜于低矮的弱風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，或者與框架梁、骨架類(lèi)工程防護(hù)相結(jié)合進(jìn)行綜合防護(hù)，邊坡坡比一般≤1：0.5。

1.6 藤蔓植物護(hù)坡

藤蔓植物護(hù)坡是利用攀緣類(lèi)植物或者垂吊類(lèi)植物，對(duì)護(hù)面墻、擋土墻、錨釘板墻、巖石邊坡等難以滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)的公路邊坡進(jìn)行綠化遮擋的一種綠化護(hù)坡方式。利用碎落臺(tái)或坡腳，提供植物生長(zhǎng)所必須的生長(zhǎng)條件，必要時(shí)換填種植土。在邊坡上架設(shè)綠色罩面網(wǎng)或鐵絲網(wǎng)，作為藤蔓植物向上攀爬的載體，覆蓋遮擋坡面或圬工防護(hù)坡面，美化公路景觀。植物選擇一般選取生長(zhǎng)速度快、抗逆性強(qiáng)、適合粗放式管理、且具有一定觀賞性的藤蔓植物，多用油麻騰、迎春、爬山虎、常青藤等。

1.6.1 藤蔓植物護(hù)坡優(yōu)缺點(diǎn)

藤蔓植物護(hù)坡施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工程成本低。但是藤蔓植物綠化周期長(zhǎng)，前期綠化效果很差，并且藤蔓植物爬坡高度有限，對(duì)于較高邊坡的綠化效果不好。

1.6.2 適用條件

坡比≤1：0.3，微風(fēng)化或完全巖石邊坡，以及擋土墻、護(hù)面墻、錨釘板墻、掛網(wǎng)噴砼、抗滑樁、漿砌片石等完全圬工防護(hù)邊坡。

2.邊坡防護(hù)方案選擇的影響因素分析及邊坡分類(lèi)

總結(jié)六種常用的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，影響邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)方案選擇的主要因素有邊坡坡高、坡比、坡面平整度、巖土性質(zhì)及風(fēng)化程度、邊坡圬工防護(hù)技術(shù)等。

根據(jù)對(duì)影響邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)選擇因素的分析，結(jié)合山區(qū)高速公路邊坡特點(diǎn)，本文將邊坡分為可直接綠化邊坡、可綠化邊坡、有選擇的可綠化邊坡、不宜綠化邊坡4類(lèi)，各類(lèi)邊坡特點(diǎn)及推薦的生態(tài)防護(hù)技術(shù)如表1。

3.邊坡生態(tài)防護(hù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

邊坡生態(tài)防護(hù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是邊坡生態(tài)防護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，指標(biāo)體系設(shè)計(jì)是否科學(xué)、合理，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果。因此，為了使所建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系能夠客觀地評(píng)價(jià)山區(qū)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)真實(shí)效果，建立一套系統(tǒng)的、科學(xué)的、綜合的指標(biāo)體系尤為重要。

本文在大量參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究成果及評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，從邊坡生態(tài)防護(hù)方案及防護(hù)效果評(píng)價(jià)的內(nèi)容出發(fā)，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷及走訪的形式對(duì)生態(tài)、公路、景觀等方面的相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家及行業(yè)工作者進(jìn)行調(diào)查咨詢(xún)，通過(guò)綜合對(duì)比篩選，從固土護(hù)坡、生態(tài)環(huán)保、景觀功能三個(gè)方面，選取了植被覆蓋率、根系發(fā)育情況、鄉(xiāng)土植物種數(shù)、植物多樣性指數(shù)、水土保持、固碳釋氧、凈化空氣、植物空間層次、協(xié)調(diào)性、綠期等10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了適用于基于層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)3級(jí)指標(biāo)體系，如下圖1所示。

4.結(jié)論

山區(qū)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)是一個(gè)涉及多學(xué)科、綜合性、系統(tǒng)性的復(fù)雜問(wèn)題，在邊坡生態(tài)防護(hù)工程建設(shè)中，應(yīng)樹(shù)立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念，根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，機(jī)械化施工程度、適用性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量效果對(duì)比選擇適宜的防護(hù)方案。將喬、灌、草有機(jī)結(jié)合、合理配置，恢復(fù)其生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)人工強(qiáng)制綠化向自然植被的自我繁衍。本文歸納總結(jié)了常用的六種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行了適用性分析，結(jié)合影響方案選擇的主要因素對(duì)生態(tài)邊坡進(jìn)行了分類(lèi)，并給出其推薦使用范圍。本文提出的常用邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)和邊坡生態(tài)防護(hù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，有利于邊坡生態(tài)防護(hù)規(guī)范化發(fā)展，可為山區(qū)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)建設(shè)提供參考與指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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