破損山體邊坡的分類及不同生態修復技術應用研究

張 斌

（中國鐵建房地產集團有限公司 北京 100039）

1 引言

在我國鐵路建設、城市建設高速發展的背景下，在山區鐵路、公路及房地產開發建設過程中，要劈山修路、平地建樓，必然對山體形成破壞，產生了大量裸露的破損山體邊坡。不同地域的地質條件不同，產生的山體邊坡類型也多種多樣。一方面，裸露的破損山體邊坡由于受到施工建設的大型機械擾動，山體本身的結構穩定性受到不同程度破壞，加上近幾年山體滑坡自然災害頻發，嚴重危及新建居住區居民的生命和財產安全。因此破損山體邊坡結構防護工程成為房地產開發企業山區開發建設關注的焦點。另一方面，破損山體邊坡的產生導致山林的自然生態環境遭到破壞。人為采用鋼筋水泥結構做的護坡景觀效果差，不利于生態恢復，并且嚴重影響新建居住區的景觀環境和居民的生活品質，不利于地產開發商的品牌溢價。而目前國內針對邊坡的研究更多的是側重于單一技術的應用試驗，缺乏對不同類型破損邊坡生態修復模式的分析和研究，因此在生態修復選擇技術時會受一定的局限，從而影響了破損邊坡修復效果。

《北方地區裸露邊坡植被恢復技術規范》等國家有關標準對裸露邊坡也進行了分類，即以土壤及巖石分類為基礎，可分為土質邊坡、土石質邊坡和巖質邊坡三類。其中土質分為松軟土、普通土；土石質分為堅土、砂礫堅土、松石；巖質分為次堅石、普堅石、特堅石。從坡度上分為緩坡（＜25°）、陡坡（25°～35°）、急坡（35°～45°）、險坡（45°～55°）、崖坡（55°～75°）、崖壁（75°～90°）等六類［1］。但以上邊坡分類對于房地產項目不完全適用。為了增強植被恢復技術與邊坡類型之間匹配程度，提高房地產邊坡修復的實操性，本研究在以上邊坡分類的基礎上，結合貴陽項目實際對邊坡類型進行了歸納和分類。

鑒于以上問題，結合邊坡類型選擇結構穩固、投入低、效果好的邊坡生態修復模式成為開發企業亟待解決的重要課題，該課題成果將會對開發企業打造居住區舒適宜人的優美環境、提升山區住宅產品的溢價具有重要意義。貴陽地貌屬于以山地、丘陵為主的丘原盆地地區，山體眾多。本課題結合貴陽國際城項目的實際，并將調研的破損邊坡生態修復技術與項目的邊坡類型建立聯系，以期為今后開發企業的邊坡生態修復工作提供依據。

2 貴陽國際城項目邊坡分類

2.1 分類依據

（1）邊坡坡度

邊坡坡度直接影響坡面覆蓋土壤的穩定性，邊坡陡、基層附著條件差，容易造成水土流失。植被賴以生存的土壤條件遭到流失、破壞后，缺乏植物生長所必需的土壤條件及養分條件［2］，從而導致植被無法生存和生長。坡度越大越對邊坡生態修復中的擋土技術要求就越高。

（2）邊坡高度

邊坡高度影響修復施工時操作的難易程度，比如人員施工、養護等；邊坡高度影響修復技術的采用，比如為了實現坡面穩固，采用錨桿、掛網、擋土墻等固定措施；邊坡高度勢必會影響滴灌、噴灌等灌溉系統的布置；邊坡的高度越高會加大對周邊樓體及周邊人員安全的威脅。

（3）邊坡表面結構的穩定程度

邊坡表面結構的穩定程度影響生態修復結構護坡的措施選擇；影響邊坡支護的投資成本，比如錨桿的長度加長、布點密度加大等都要增加成本；影響植被根系生長環境，從而影響生態修復的耐久性、可持續性。

（4）邊坡表面的平整程度

影響覆蓋土壤的穩定性；影響植被根系的生存環境；直接影響生態修復擋土技術。

2.2 分類結果

依據以上四項分類依據，結合貴陽國際城項目以及貴州地區的破損山體邊坡調研分析，分類結果見表1。

表1 邊坡分類及相關特征

3 邊坡生態修復技術分類介紹

基質是植被生存的根本前提，因此不同類型邊坡進行生態修復的核心技術就是針對不同類型邊坡特點，采用不同的方法在坡面上構建一個穩固且達到一定厚度的基質層，以保證土壤層能長期、穩定地存在于邊坡表面［3］，供給植被生長所需要的水分和養分。

3.1 爬藤植物法

此類邊坡綠化的基礎條件是邊坡結構穩定，坡面為土質、巖質、混凝土質等條件均可，采用的植物多為具有吸盤等吸附攀爬能力的爬藤植物。

爬藤植物的邊坡綠化如圖1所示，其優點是經久不衰、景觀季相變化豐富、綠色覆蓋均勻富有生命力、不受山體邊坡角度限制。后期幾乎不需要人工養護，維護成本幾乎為零。

圖1 爬藤植物的邊坡綠化

爬藤植物的邊坡綠化缺點是對破損山體邊坡無保護作用，僅僅是簡單的植被覆蓋綠化；爬藤植物生長緩慢，覆蓋山體邊坡的周期長，滿覆蓋需要2～3年甚至更長的時間。受爬藤植物的生長速度限制，無法達到立竿見影即時綠化的效果。

從經濟性考慮，此類邊坡綠化類型是最經濟的做法，平均 50元／m2。

3.2 疊袋法

疊袋法是指在袋內裝入土壤后，將其呈階梯狀或面狀疊放在邊坡上并加以固定，并能夠快速在坡面構成有一定厚度的土層，該袋內植被種子生長出來，以達到坡面的綠化覆蓋和保護功能。是一種集客土、種子直播、幼苗移栽、水土保持等原理為一體的邊坡修復形式。疊袋法根據袋材質的不同分為植生袋疊袋法和生態袋疊袋法兩種。

兩種疊袋法的優點均具備操作簡單、施工方便，種子出苗率高、出苗整齊，發揮護坡作用快，滿覆蓋需要1年。

生態袋與植生袋相比又各有優勢:生態袋是由高分子聚丙烯深加工而成，有抗紫外線、耐腐蝕、不降解等優點，其壽命達50年以上；而植生袋是由尼龍網、無紡布、植物種子和紙漿構成，不具備以上優點，其壽命在3～5年達到效果后袋體逐步降解。

生態袋疊袋法如圖2所示。具有工程扣、標準扣等內鎖結構和輔助加筋格柵等土工材料，使得邊坡可以從45°～90°自由建立，具備邊坡防護功能，邊坡趨于永久性生態修復。

植生袋疊袋法只能應用于一般對結構和穩定性要求不高且坡度小于45°緩邊坡上使用。在坡度45°～60°時，不宜大面積堆疊，應采用格構梁等擋土措施對坡面進行分割以防止植生袋滑落。

圖2 生態袋疊袋法

從經濟性考慮，疊袋法是較經濟的做法，植生袋疊袋法價格平均80元／m2；生態袋疊袋法造價稍高，平均150元／m2。

3.3 植被砼護坡綠化法

植被砼護坡綠化法是先在巖石邊坡上鋪掛鐵絲網，并用錨釘或錨桿固定，然后將土壤、保水劑、粘合劑、植被砼添加劑、水泥、復合肥、腐殖質和灌木、草種子等均勻拌和成混合料，并用特制的噴射機械（用空氣壓縮機驅動高壓噴射泵）將攪拌好的混合料噴射到工程坡面，形成厚約10 cm的人工基質。該基質具一定的強度，不龜裂、抗沖刷，能穩定附著在巖石坡面上，植物種子在基質中能正常發芽生長［4-5］，從而形成覆蓋坡面的草本或灌木植被層。

植被砼護坡綠化法的優點是操作工藝相對簡單、施工周期較短，滿覆蓋需要1年左右時間。當植被穩定后能夠起到防止水土流失的作用。

植被砼護坡綠化法缺點是對山體結構無保護作用，另外坡度較陡（大于45°）的地方水土流失嚴重，植物根系成長穩定前期在水土保持方面無法保證。

此方法較為經濟，工程造價400～500元／m2。

圖3 格子梁客土綠化法

3.4 格子梁客土綠化法

格子梁客土綠化法如圖3所示。其錨桿施工采用二次灌漿工藝，錨桿長度依據結構計算得出；格構梁為鋼筋混凝土結構，梁的交叉處為錨桿。在鋼筋混凝土格子梁之間回填客土、種植植被，滿覆蓋需要3年以上時間。

格子梁客土綠化法的優點是格子梁的施工方法比較簡單易行，所形成的種植基層可以有一定的厚度，有利于水、肥的保持，使采用灌木甚至喬木進行生態護坡成為可能［6］。

格子梁客土綠化法的缺點是鋼筋混凝土格子梁的自重大，多對山體穩定性有很大的破壞性，施工周期較長，施工工藝較為復雜，結構計算較多，錨桿嵌入山體深度較深，格子梁經過長時間的沉降作用后容易發生變形，且這種方法僅適宜于坡角在60°以下的巖石邊坡，超過此坡度的陡坡，格構成型比較困難［7］。另外該方法的工程造價很高，約2 200元／m2左右。

3.5 多維生態護坡綠化法

多維生態護坡綠化法如圖4所示，是擋墻結構與綠化結構的組合。擋墻結構是由剛性骨架（立柱、底梁）及柔性材料（纖維網及纖維繩）組成的空間網格體系，為重心向后的穩定結構；綠化結構依附于主體結構，由綠植網片及連結筋形成種植空間，填充種植土進行綠化。

圖4 多維生態護坡綠化法

多維生態護坡綠化法的優點是對山體邊坡有保護作用，可防止水土流失；因混凝土作業量小，所以相對施工周期較短，花灌木栽植后，可立即呈現一定的景觀效果；實現綠化滿覆蓋需要半年。

多維生態護坡綠化法的缺點是需要山體邊坡底部預留足夠結構空間；適宜施工的山體邊坡最大角度小于90°，坡體高度要求不超過30 m；綜合單價較高，約為1 800～2 000元／m2。

3.6 V型槽法

V型槽法如圖5所示。主要是在原有坡面上打入錨桿，并結合錨桿的外露部分混凝土現澆成擋土板，該擋土板與原有坡面形成一定的夾角，最終形成如圖所示的V型種植槽。在槽內填充種植土，覆蓋有機覆蓋物，并且敷設灌溉系統后進行植物栽植。植物栽植分三個層次:貼近原坡面一側栽植爬藤植物，爬藤植物沿坡面向上生長，以實現對V型槽上部坡面的綠化；V型槽中間位置栽植花灌木，借助花灌木的高度實現對坡面的遮擋；V型槽的混凝土擋土板一側采用垂吊類植物，垂吊類植物向下生長，以實現對V型槽下方坡面的綠化。因為受爬藤植物和垂吊植物生長速度所限，實現綠化滿覆蓋需要1年。

圖5 V型槽法

實際操作中，結合項目對綠化覆蓋成型時間要求以及項目成本要求等可以適當地調節V型槽的間距，此間距宜控制在3～5 m。

V型槽法的優點是施工快、操作方便，綠化采取花灌木、爬藤植物、垂吊植物移栽的方式，綠化效果立竿見影，即時效果好；對邊坡坡度要求不高，0～90°均能夠適用；V型槽間距可以根據投資成本、覆蓋周期等要求靈活調整；隱蔽敷設灌溉管道，減少后期人工成本，養護方便。

V型槽法的缺點是不具備坡面防護作用；另外，由于V型槽擋土板采用錨桿與邊坡固定，對坡面結構穩定性要求較高，山體邊坡需是穩固的巖石結構、混凝土結構等。

從經濟性考慮，V型槽法總體造價僅100～200元／m2。

4 不同類型破損邊坡適宜采用的生態修復模式分析

4.1 純土質邊坡

此類邊坡的特點是坡度小、高度低，其自身的土壤層本身就能夠為植被提供水分和養分；此類邊坡坡度小于45°，可以直接依靠植被根系的固著力來減少水土流失，起到景觀綠化、美化的效果；植被選擇靈活，對修復技術要求較低。當坡度大于45°時，就需要采取一定的擋土措施。

宜采用爬藤植物法以及常規的綠化栽植形式。邊坡坡度大于45°時，建議采用疊袋法等具備一定擋土功能的邊坡綠化方法。

4.2 純巖質邊坡

純巖質邊坡如圖6所示。此類邊坡的特點是坡度大、坡體高，坡面整體穩定、平整，無碎石結構。因巖體堅硬，開挖施工過程會盡量節省開挖量，所以最終形成的坡面坡度較大。若無特殊景觀需求可不必做任何防護和生態修復。如位于居住區景觀重要地段，對景觀有強烈需求，可以采取生態修復措施。

圖6 純巖質邊坡

宜采用植生袋堆疊+掛網噴播法的生態修復模式。

4.3 風化巖質邊坡

風化巖質邊坡如圖7所示。此類邊坡的特點是坡度較緩、坡體較低，巖石風化程度高，呈散體狀，坡面較平整松軟，有利于植被根系生長。但坡體穩定性較差，自然條件下易發生碎石滾落，雨水沖刷易造成塌方、水土流失等情況。

圖7 風化巖質邊坡

考慮生態修復即時效果和結構穩定耐久性，對成本要求不高時，建議采用生態護坡綠化法；如果側重于成本控制的項目建議采用掛網噴播。

4.4 噴混凝土質邊坡

噴混凝土質邊坡如圖8所示。此類邊坡的特點是坡面很陡、坡體很高，且是噴混凝土坡面，無土壤附著，坡面不透水，植被很難生長，養護難度系數大，但是坡體整體穩固。此類邊坡分為兩種:有格子梁噴混凝土邊坡和無支擋噴混凝土邊坡。

圖8 噴混凝土質邊坡

綜上所述，建議對噴混凝土質邊坡分類進行生態修復。有格子梁邊坡宜采用植生袋堆疊法+掛網噴播+補植花灌木的生態修復模式；建議無支擋噴混凝土邊坡采用V型槽法+補植花灌木和爬藤植物的生態修復模式。

5 結束語

本文結合貴陽國際城項目實際，經過大量的破損山體邊坡類型考察和邊坡生態修復模式調研、施工案例分析、實驗研究，將破損山體邊坡類型在原有類型的基礎上進行了重新劃分。依據坡度、坡體結構材質、風化程度等作為分類指標，主要分為純土質邊坡、純巖質邊坡、風化巖質邊坡、噴混凝土質邊坡四類，并且針對每一種類型的破損邊坡提出了相應的生態修復模式。可為今后類似房地產開發項目的景觀策劃、破損邊坡綠化及生態修復設計和施工提供參考，從而全方位提升房地產開發企業的景觀品質和溢價空間，更好地保障山區居住區樓體安全和居民的生命安全。