3S—OER生態防護技術的應用

田國彬

摘 要：3S-OER生態防護技術是國家環境保護創面生態修復工程技術中心研創的高邊坡生態防護施工技術，通過修復三個生態系統，形成三維防護體系，維護邊坡穩定性，減弱受雨水侵蝕、降低風化速度，起到恢復生態、綠化、美化坡面的作用。

關鍵詞：3S-OER；生態系統；防護體系；恢復生態

1.引言

3S-OER生態防護技術是通過修復三個生態系統，即土壤生境系統、植被群落系統和物質循環系統來重建生態防護系統。邊坡表面錨掛鍍鋅三維網，依次噴射基質層、微生物層、種子層至鍍鋅三維網表面，漿狀基質與骨架網材噴附在一起，形成一定厚度和強度的網材“基質植生層”，模擬于當地自然土壤層，養分充足，保水性強，植物種子在溫度和水分條件合適時發芽生長，其根系與鍍鋅三維網、土體交接在一起，形成三維的防護體系，維護邊坡穩定性，保護坡面不受雨水侵蝕、降低風化速度，并起到恢復生態、綠化、美化坡面的作用。

2.工程概況

廣東省龍川至懷集公路采用雙向四車道高速公路標準，設計速度100km/h。TJ9合同段路線全長13.85km。K76+080-K76+185右側邊坡坡面面積6785.6㎡，總長105m，開挖形成四級邊坡，最高40m、坡度1：1.25；該邊坡地層主要為粉質黏土、碎石、全風化泥質砂巖、強風化泥質砂巖、中風化泥質砂巖。

該區域氣候屬南亞熱帶季風氣候，具有常年氣候溫和，陽光充足，雨量充沛，無霜期長，植被豐富，水域發達的特點。年平均氣溫為19℃-20℃。雨量豐富，年降雨量大于蒸發量，全年降雨量為1410.4-2126.6毫米，陰雨天較多。

項目所在區域地表水發育，沿線常年流水溪溝較多，沿溝系坡腳，在不同的侵蝕基準面常有基巖裂隙水以泉水形勢排出。多以雨水補給為主的雨源型河流，內河流徑流豐富，比降大，落差集中，蘊藏著豐富的水能資源。

3. 3S-OER生態防護技術工程實施設計

3.1選用適宜基質恢復植生層

現有邊坡表層土石體硬度高、養分低，不易恢復植被。為此，充分考慮植生基質的適地性，不僅從土壤結構、養分、酸堿度上保持一致，根據當地原始土壤特點和植物所需進行調配植生基質進行植物根系生長發育層的恢復與重建，以滿足坡面生態修復所需。這種人工合成的“植生基質”由耕層土、植物纖維、有機質、高效肥、粘結劑、微生物菌劑等構成，可以有效保證持久的肥效、透氣透水、適中粘性（不脫落），又易于機械噴射和保護坡面。

3.2選用適宜基質恢復植生層

植物群落考慮七方面因素：①能在當地良好地生長，有一定的耐貧瘠性和抗極端久雨的能力。②生長迅速，易形成覆蓋層，且根系較為發達。③各物種之間有一定的共生關系。④形成的群落比較穩定，養護工作量小。⑤種子容易獲取，具有工程可操作性。⑥合理配置物種，充分考慮群落演替。⑦考慮陰陽坡差異，采取不同物種配比。

3.3施工工藝及流程

工程實施流程：邊坡穩定性判斷→生態環境取樣分析→坡面防護系統設計→坡面平整、清理→錨固系統構建→土壤生境系統構建→物質循環系統構建→鄉土植被數據庫選取物種并確定物種配比方案→植被群落建指→群落結構調整→工程效果標準化檢驗。

4. 3S-OER生態防護施工技術

3.1 邊坡坡面清理

確定邊坡作業范圍，測量放樣，在作業邊界做出拉線，邊坡必須保證基本平整，坡頂與自然邊坡圓滑過渡，采取防水蝕、沖蝕措施。坡面溝槽需特殊處理，在溝槽及沖溝底部做臺狀處理，用降解袋裝土壓實，從下至上、依次疊放，用錨桿加固，噴附前割破包裝袋表面，袋內土散出，以利植物生根。

3.2錨掛鍍鋅三維網

嚴格使用質量合格的鍍鋅三維網，應符合下列規定：①邊坡頂部安全包裹寬度不得少于60cm，根據坡體質地的穩定性和安全性可適當加大坡頭包裹寬度。②坡腳鋪網的下邊緣應與護腳上沿吻合，無滲水空間。③鍍鋅三維網橫向連接時，兩網重疊寬度≥8cm。覆在上面鍍鋅三維網邊緣須全部打結，不得遺漏。④鍍鋅三維網縱向連接時，連接上下鍍鋅三維網的金屬絲，須環環纏繞串連，不得遺漏一環。⑤鍍鋅三維網出現破損處時，須對破損處先行修補，再進行兩網連接。⑥結網工序完成后的邊坡，鍍鋅三維網連接處應平整，邊緣無突起的網絲。

鍍鋅三維網錨固，①錨桿前端呈切割斜面，彎頭處呈“「”或“∩”型，彎頭長度≥30mm。

②使用“「”型錨桿固定鍍鋅三維網時，錨桿應沿網孔最上緣垂直釘入邊坡，彎頭向上釘入邊坡。③使用“∩”型錨桿固定鍍鋅三維網時，錨桿開口向下沿網孔最上緣垂直釘入邊坡。

④當同時固定兩塊鍍鋅三維網時，應將兩鍍鋅三維網的金屬絲同時固定在錨桿的彎頭內。在兩鍍鋅三維網搭接處，錨網須將兩幅網的鐵絲同時壓住。⑤在坡頭包裹處固定鍍鋅三維網，錨桿應以70°-80°角斜向釘入地面，傾角背向邊坡。⑥邊坡錨固后的鍍鋅三維網須滿足：在錨桿固定的中間拉起時，鍍鋅三維網可拉起5cm-20cm距離。

3.2噴射生態層

生態系統分為土壤生境系統（Soil Habitat System）、植被群落系統（Plant Community System）和物質循環系統（Substance Cycle System）。生態系統基質層、微生物層、種子層依次使用噴射機噴在鍍鋅三維網表面。

噴射前，進行噴射設備和附屬設備的例行安全運行檢查，嚴控噴射基質層、微生物層、種子層質量和數量，根據邊坡起伏特征確定均勻噴射技術方法，確定坡頂安全固定桿和固定釬移動方式，空壓機帶負荷作業壓力應保持在6.5Pa -7.3Pa，噴射管噴射作業角度為：75°-90°，單管噴附時，最大噴附距離不得超過250m；雙管噴附時，其中1支噴附管的最大噴附距離不得超過140m，噴射管口壓力和管口出料量進行測試。

5. 3S-OER生態防護技術控制要點

5.1土質邊坡和土石邊坡清理

邊坡平整均勻，上下坡度基本一致，坡頂過渡圓滑無棱角，坡底與臺面界限清晰，呈幾何角度過渡，邊坡和臺面上虛土和浮渣清理干凈。

5.2生態系統養生

5.2.1 防水處理

坡頭簡易防水處理在邊坡驗收后立即進行，擋水處理（適用于坡頭后面山體較平整，無明顯匯水形成處），以土沿噴附邊緣疊擋水墻，墻高10cm，引水處理（適用于山體下坡處，噴附面略高于坡頭背面處），以土背向噴附面疊引水墻10cm，其間隔為10m，挖排水渠（適用于山體下坡處，噴附面略低于坡頭背面處），渠離噴附邊緣1m為宜，隔水處理（適用于坡頭后面山體高于噴附面，并設有截水溝），除坡頭做擋水墻外，在截水溝與噴附面之間相隔1m處以土做隔水墻，墻高10cm，在擋水墻、引水墻、隔水墻上應撒播草籽，并在其上覆土1cm。

5.2.2掛遮陽網和無紡布

噴附后掛防曬網及無紡布須在每次噴附后立即進行，陰坡可只掛單層遮陽網，陽坡為防止遮陽網灼傷幼苗現象，遮陽網可懸于邊坡之上，鋪設時應順著施工地常刮風向，以上風向邊幅壓下風向邊幅，相搭接處以金屬絲相連接，相搭接幅寬5cm-10cm為宜，遮陽網不宜橫向鋪設，重復利用的遮陽網短于邊坡時，連接過程必須在邊坡以外完成，遮陽網應完全覆蓋邊坡，噴附面不得裸露。

5.2.3初期澆水養護

噴附后第一次澆水宜在12小時內完成。最長不宜超過24小時，初次澆水須澆足，但不得在邊坡上形成沖蝕，澆水時，以澆水人員為中心，在水柱所及的范圍內左右輪換澆灌，澆足后澆水人員再移動位置進行澆灌，確保每處均澆灌兩次，以每幅遮陽網為單元進行澆灌，逐漸推進，澆水時水管噴頭不得離坡面過近，如邊坡較長，養護隊長應及時檢查水柱遠端，是否有漏澆或澆水不足情況，及時提醒澆水人員進行補澆，要求邊坡受水均勻，利于邊坡發芽整齊。澆水原則：邊坡上部澆水量宜大于邊坡下部，上部澆水時間應適當加長。在無自然降水補給時，在噴附后至植物發全苗前必須確保邊坡水分供給。澆水時間，宜控制在上午10：00點前，下午03：00以后。

5.2.4摘網補救

摘網時間應符合下列規定：禾草3cm-5cm，豆科2cm-4cm。陽坡如掛無紡布加遮陽網，去除時間宜適當加長（時間以20天為宜）。鋪設無紡布如有與邊坡相粘接現象須及時處理，坡面未成活或出苗率偏低部位，應及時分析原因、補救。

5.2.5 中期澆水養護

在摘網后3天內，苗尚幼小，澆水量應保持不變，待苗適應無防護后再酌情減少用水量，陰坡用水可改為3天一次，但這一時期要求技術員和養護隊長對苗進行觀察。如有豆科出現葉片卷蔫，葉背翻轉時，應及時對其進行補水。補水時，每次澆水量須充足。在邊坡無水匯流條件下盡量多澆，陽坡用水量可改為2天一次，宜在上午10點前灑水降溫，豆科3-4真葉，禾草7cm-10cm時可作停水處理，合理斷水利于苗的生根，起到蹲苗作用，控制草叢高度，加強其抗逆性，當邊坡出苗完全后（20天左右），會出現一定死苗，視為正常（淺層0.5cm以上種子發芽后生根不好，表層干旱剝落導致植被失水枯死），一般不會影響覆蓋度。

6. 結論與建議

3S-OER生態防護技術的實施，通過對土壤生境系統重建、植被群落系統重建、物質循環系統重建，提高邊坡防護保水、保土、保肥、抗沖刷能力，綜合運用植物生態學、景感生態學實現生態效益與經濟效益，達到了理想的防護和綠化效果。對高邊坡防護工程質量、施工安全、縮短工期、降低成本具有重要意義，值得借鑒推廣。

參考文獻：

[1]黃正昌，謝卓宏.高挖方邊坡防護工程的設計與施工[J].南方金屬，2011（5）：60-61