公路邊坡工程生態防護技術的探究

楊碧宇

（云南省公路科研院，昆明650200）

1 引言

現階段，公路的建設避免不了對道路生態環境的影響，主要體現在對原來地形地貌的改變，對植物群落的破壞，降低生物的多樣性等。開挖邊坡容易導致地表遭到破壞，水土流失加劇，如果坡度比較大或者地質不平的地方，會導致崩塌和滑坡，不僅造成經濟損失，還會危及農業生產和生活。因此，要對公路的邊坡實施保護措施，保證公路自身的安全和行車安全，提高農業生產生活質量，從而促進公路邊坡和生態環境能夠健康發展。

2 公路邊坡工程生態防護的重要作用

2.1 提高行車安全

生態植被能夠提高行車的安全性，通過視線誘導重視能夠預示或者預告線路的變化，在邊坡種植植被，能夠加固土護坡，提高路基的穩定性，同時還能夠防雪、防風和防水，從而保護道路。覆蓋的植物能減緩坡面溫度變化的影響，從而降低路表的溫度，延緩瀝青的老化，維持路面的良好使用質量。

2.2 保護環境

實施綠化能夠快速地恢復公路建設中的植被破壞，不僅平衡生態系統，還能固土護坡，防治水土流失，植物還可以降低噪聲污染，對空氣起到凈化的作用，并且成本不高。

3 公路邊坡滑坡的主要原因

3.1 滑坡的認識

斜坡上的部分巖體和土體是在自然或者是人為因素下形成的。滑坡多發生在山地、丘陵地區的斜坡、岸邊、路堤或基坑等地帶。滑坡對工程建設的危害很大，輕則影響施工，重則破壞建筑。滑坡常使交通中斷，影響公路的正常運輸；大規模的滑坡，可以堵塞河道，摧毀公路，破壞廠礦，掩埋村莊，對山區建設和交通設施危害很大。因此，研究滑坡的成因及行為特點，有助于采取有效的工程措施來避免滑坡的發生或者減少滑坡發生后的損失。本文從滑坡的形態特征、滑坡的成因及滑坡的防治措施幾個方面進行簡單介紹。

3.2 主要因素

影響公路邊坡滑坡的外在因素，主要包括邊坡的邊界條件，地表水和地震的影響，同時人類活動還會對邊坡造成一定的影響。首先，對邊坡來說，發生滑坡主要是滑動土體的下方或前方要有滑動的空間。在公路建設的過程中，開挖導致道路不平，很容易導致滑坡的條件。其次，地表水和地下水的影響。地表水的下滲，導致邊坡土體處于飽和狀態，邊坡下部的隔水層有積水，增加了滑體的重量，從而降低了邊坡巖土體的抗剪強度，最后導致滑坡。地下水的存在，減小了邊坡土體抗剪的強度，同時，地下水還能夠溶解土石中的溶解物，并使巖石和巖體結構遭到破壞，出現泥化的現象。最后，地震。地震對滑坡的影響非常大，地震的強烈作用能夠導致邊坡土體的內部結構發生破壞和變化，使結構面松弛，地表水出現較大的變化。一次強烈的地震，通常伴有余震，在地震力的反復振動下，斜坡的土體更容易發生變化，最后形成滑坡[1]。

4 邊坡生態防護功能及機理

要想邊坡生態環境擁有更好的防護效果，就應該采用植物與工程材料相結合，從而實現穩定和防護邊坡的目的。與常規工程護坡相比，邊坡生態防護技術除了邊坡防護功能之外，還具有生態功能和景觀工程。

公路邊坡生態防護最基本和主要功能在于對邊坡的防護，主要目的就是防治邊坡水土流失和失穩，滑坡和坡面塌陷等公路病害，從而達到邊坡防護的目的。在邊坡生態防護中，由于植被的水文效應和植物根系的力學效應，從而能提高邊坡的防護作用（見圖1）。邊坡植被的水文效應通常是指植被的存在能夠有效地截留降水，極大程度上提高邊坡的穩定性。公路邊坡生態防護在邊坡中發揮的作用主要包括加筋和支撐，對草本植物，主要位于淺表層，植物的水平根系在邊坡土體中延伸生長，形成具有一定強度的根網，極好地固定與支撐根基土體，這樣能夠很好地加固深處較穩定的巖土層，通過水平根系與垂直根系的牢固連接，從而提高邊坡淺層土地的穩定性，總而言之，植物根系具有良好的固體性，不僅能夠提高邊坡土體的抗剪強度，還能夠改善邊坡的穩定性。

圖1 邊坡生態防護機理

5 公路邊坡工程生態防護技術

隨著公路的建設，對公路邊坡植被保護及修復的需求不斷提升，工程邊坡生態防護技術也在不斷地研究和創新，國內常用的公路邊坡生態防護技術主要有以下幾種。

5.1 濕法噴播

液壓噴播植草技術的主要特點在于機械化程度高、技術含量高，施工效率高等。在噴灑后的混合物在土壤表面形成一層膜狀結構，能夠有效地防治沖刷，在最短時間內促進植物的生長，從而達到穩固邊坡和綠化美化邊坡的目的。但是在操作的過程中，也有很多缺點，例如，坡體肥力不足，土地營養成分不夠，坡面防護的措施不正確，植物品種無選擇，主要以草木為主，選取耐貧瘠和干旱的灌木為主要物種。這樣的物種適用于普通的土質邊坡[2]。在操作的過程中，前期的養護是非常重要的。因此，相關人員應該對液壓噴播技術進行改進和完善。

5.2 地表水和地下水的治理

首先，在施工的過程中，應該選擇好的天氣，最好選用在旱季，避免雨季。在治理地表水主要是在滑坡體周圍做出截水溝，在滑坡的范圍內修建各種排水溝，不能讓地表水流進滑坡體范圍內，同時要修建好溝渠，做好防滲措施。在治理滑坡體中的地下水過程中，針對出露的泉水和濕地，做好排水溝和滲溝等建設，將水引出滑坡體外。如果把水引出滑坡體外，要做好排水溝或滲溝。如果滑動帶上的水是由下向上承壓補給過程中，通常采用的是盲溝，把地下水排走或者降低地下水位到滑動畫以下。要是排除深層地下水，應該采用長水平鉆孔，在土層和巖層進行實施。在滑坡區域內，地下水最集中的區域，設置水井，用于集中匯集基巖面上及其附近的地下水。

5.3 植樹護坡

種植樹木適合各種土質邊坡，在邊坡上種樹應該選用適應當地土壤條件和氣候條件，具有一定耐密實性、根系發達、耐寒、耐干、容易成活的樹木，在實施的過程中，一定要結合當地自然環境情況，對方法和設計要求進行確定。在春季解凍之后，土壤比較濕潤，降低土壤的蒸發和植物的蒸騰。種植后應該按時澆水，并且要澆透。在風口或較陡邊坡上栽植的過程中，應該采用支柱支撐的措施。栽植后，相關工作人員必須對不同樹種采取不同的管理和養護，從而達到綠化防護目的。栽植的樹木花草增加了地表的覆蓋率。覆蓋的植物能夠減緩坡面和路表面的溫度，延緩瀝青衰老和維持路面的使用壽命[3]。

5.4 鋪草皮

鋪草皮護坡主要是在邊坡當中鋪設天然草皮，是一種傳統的邊坡植物保護方式。鋪草皮護坡自身具有較多優勢。例如，工程造價成本低、施工簡單等。可以被更好應用在草坪來源較為簡單、邊坡坡度相對較緩、高度相對較低的土質當中，風化較為嚴重的巖層邊坡中也可以利用鋪草皮護坡方式。通常情況下，草皮鋪設采用網格式鋪法、平鋪法以及豎鋪法。草皮鋪設時，需要采用自上而下的形式，同時利用竹木小樁將草皮釘裝在坡面之上。除此之外，草皮根部需要進行切割。在進行草皮鋪設時，應該盡量在夏季、秋季或者雨季。冰凍期間以及解凍期間不適合草皮鋪設。路塹邊坡在鋪設草皮時，需要超過路塹頂部1m，或者鋪設到截水溝邊。新鋪設的草皮容易受到各種自然災害等其他因素影響，所以，在鋪設草皮期間要加強對草皮的管理以及保養。

5.5 三維植被網

這種技術又稱為防侵蝕網，主要采用的是熱塑樹脂作為原材料。三維植被網主要分為上下2層，上層為一個經雙面拉伸的模量基礎層，具有很強的硬度，足以防治植被網出現變形，還能夠有效防治水土流失。下層由有彈性的、規則的、凸凹不平的三維植被網組成。

5.6 鋼繩網主動防護

通過錨桿和支撐繩進行固定，鋼繩網主動防護技術和三維植被網技術一樣，對植物具有防護作用。使植物根系的固土作用與坡面防護系統結為一體，不僅對邊坡起到防護作用，還能保護周圍環境。鋼繩網被動防護技術，是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網，主要由鋼繩網、固定系統、減壓環和鋼柱4部分組成。這種方式主要適用于巖體交互發育，坡面整體性差的邊坡。

5.7 生物防護技術的未來發展

以目前我國植被防護技術現狀來講，生物防護的主要內容就是通過對科學方法的有效利用，進行邊坡植草、植樹以及鋪草皮等，若是田垅地段有路線通過的話，也要根據實際情況來完成矮腳墻的加砌。實際上，將植樹傳統防護形式除外，鋪草皮以及植草的方式在我國高速公路流行的時間并不長，其憑借著公路沿線綠色景觀恢復期短與有效防治邊坡沖刷的優勢，在我國應用愈發廣泛。但這種防護方式也存在一定的缺陷，例如，養護費用相比較傳統方法來講較高，且綠植保持難度也較大。其次是巖質邊坡綠化噴播技術，其核心思想就是在巖質坡面條件允許的情況下，創造出一個在確保植物健康生長發育，且能夠完成基質種植且不被沖刷的多孔穩定結構。巖質邊坡綠化噴播技術主要適用于開挖之后的巖體邊坡，另外，軟巖、碎裂巖以及極酸性土巖也能夠有效運用這一技術。最后則是框格護坡技術。巖質邊坡若是風化程度比較嚴重，或是坡面穩定的較高土質邊坡都可以使用這一技術。

6 公路邊坡防護發展的主要趨勢

現階段，隨著科學技術的發展，公路建設水平的提高，在工程建設中，對植被的防護技術不斷創新，已經發展到機械化作業，從傳統的采用植物逐漸向植物與土工材料相結合過渡，工程的防護工作與植被防護工作緊密結合，拓展植被防護的范疇，與工程防護相結合，逐漸弱化工程防護與植被防護之間的分界線，生物防護技術和柔性支護技術能降低工程造價，從而促進防護工程的發展。公路邊坡是公路和周圍環境的自然分界線，應該與周邊環境自然和諧。同時在公路邊上種植植被，能有效凈化空氣，防治大氣污染，降低污染等，不僅改善路域的水熱環境，使路域范圍的不良因素減弱，而且能提高行駛安全。

7 結語

總而言之，公路在建設過程中，最容易受到破壞的區域是公路邊坡，因此，需對其進行有效防護，采取有效的措施，對破壞的生態環境進行恢復。生態防護的防護效果最突出，同時具有較好的景觀效果，是公路邊坡防護的主要形式。但是生態防護形式具有一定的適用范圍和局限性。因此，在實際工程中要結合實際情況，采用合適的防護技術，從而提高防護質量，促進防護工作的健康發展。