公路生態(tài)邊坡防護(hù)技術(shù)研究

葉珺琳

(廣州建筑園林股份有限公司，廣東 廣州 510000)

1 引言

隨著中國基建的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的項(xiàng)目越來越多，尤其是公路建設(shè)使原有地貌和植被受到一定程度的破壞，伴隨出現(xiàn)了邊坡裸露、滑坡等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響周邊安全和生態(tài)環(huán)境。目前仍有許多邊坡防護(hù)采用的是傳統(tǒng)工程防護(hù)技術(shù)，但隨著生態(tài)理念和環(huán)保意識的普及，工程建設(shè)者趨向于采用植被生態(tài)的方法進(jìn)行邊坡防護(hù)，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)不僅能穩(wěn)定邊坡，在景觀建設(shè)和環(huán)境保護(hù)方面也有著很大的優(yōu)勢。

2 生態(tài)邊坡作用原理

2.1 根系錨固與加筋作用

深根植物的根系錯(cuò)綜復(fù)雜分布于邊坡土壤中，與土壤結(jié)合成復(fù)合結(jié)構(gòu)，具備一定的錨固力和較高的抗拉強(qiáng)度，可以提升土體的整體約束力，限制邊坡土體移動(dòng)，起到加固邊坡的作用。當(dāng)邊坡有根系且隨著根系長度的增長，邊坡土體的內(nèi)摩擦角和粘聚力將隨之增加[1]。淺根植物的根系對表層土壤有加筋的作用，邊坡坡面的土壤容易滑落、流失，尤其受到雨水沖刷時(shí)，淺根系分布于坡面淺層土壤中，增加了土壤粘聚力，能提高坡面土體強(qiáng)度[2]。

2.2 截流滲透作用

生態(tài)護(hù)坡上的植物避免一部分雨水直接滴落到邊坡表面，緩沖雨水對邊坡的沖擊力，降低坡面土體流失[3]。邊坡上的植物還能增加土體的滲透性，提高土體存儲水分的能力，滲透性的提高可以有效降低邊坡的土體流失量。

2.3 改善環(huán)境

邊坡綠化、復(fù)綠工作，可以恢復(fù)邊坡的景觀，給人以最直觀的感受。通過對不同條件下邊坡的綠化改造，將花、草、藤本、灌木、喬木等植物進(jìn)行組合，恢復(fù)邊坡群落，維持生態(tài)平衡，凈化空氣，調(diào)節(jié)局部小氣候。通過恢復(fù)邊坡植被和景觀改造，既能升級邊坡景觀，又可以改善邊坡及周邊的生態(tài)環(huán)境，具有良好的生態(tài)效益。

3 生態(tài)邊坡防護(hù)技術(shù)

3.1 三維土工網(wǎng)墊護(hù)坡

三維土工網(wǎng)墊是由熱塑性樹脂等材料處理后形成的類似絲瓜網(wǎng)絡(luò)狀的三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)墊，一般具有3層結(jié)構(gòu)，三維土工網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)中有90%的空間可以填充土體，根系可以穿過三維網(wǎng)扎根在邊坡土體中，一段時(shí)間后可以形成根系-三維網(wǎng)墊-土體復(fù)合邊坡保護(hù)層。三維土工網(wǎng)墊護(hù)坡技術(shù)具有良好的保持水土能力，在前期草皮還沒有形成前，且三維網(wǎng)可以很好地阻擋風(fēng)雨的侵蝕，削弱風(fēng)雨對坡面的損壞，降低了風(fēng)和雨水產(chǎn)生的勢能[4]。草皮長成以后，形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以經(jīng)受住雨期、暴雨等大流速的沖刷，避免水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。三維網(wǎng)土工網(wǎng)墊護(hù)坡技術(shù)操作簡單，三維網(wǎng)質(zhì)量輕，價(jià)格低廉，施工成本低，材料環(huán)保無污染，新型土工三維網(wǎng)墊在使用2年左右便可以完全降解，但是穩(wěn)定性較差，需要借助其他措施來保證三維網(wǎng)墊與邊坡表面貼合。

3.2 雷諾護(hù)墊護(hù)坡

雷諾護(hù)墊由金屬網(wǎng)構(gòu)成具有一定整體性的塊狀護(hù)墊，之后填充塊石等填料，護(hù)墊厚度一般在0.17～0.3m之間，在護(hù)坡完成后期，植物根系可以穿過雷諾護(hù)墊扎入土體，形成根系墊層土體混合結(jié)構(gòu)，隨著植被根系的生長，雷諾護(hù)墊邊坡的穩(wěn)定性會不斷增強(qiáng)。雷諾護(hù)墊護(hù)坡技術(shù)適用于建筑邊坡和河岸等水體邊坡，有較好的景觀效果。雷諾護(hù)墊可以削弱強(qiáng)降雨和地表徑流對邊坡表層土體帶來的影響，防止水土流失。在河岸、水利工程運(yùn)用還可以不斷消耗波浪帶來的沖擊力，降低波浪沖擊的高度，減少低水流對邊坡坡腳及坡面的沖刷。當(dāng)所在工程邊坡較為平緩、坡高較低時(shí)，可以在邊坡表面直接鋪設(shè)雷諾護(hù)墊，不需采取其他固定措施。在一些坡度較陡的邊坡不適宜使用。

3.3 植生型生態(tài)混凝土護(hù)坡

植生型生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)是近幾年開始應(yīng)用的技術(shù)，不同類型的植生型混凝土具有不同的功能。植生型生態(tài)混凝土主要組成成分有多孔混凝土、緩釋肥料、保水材料和表層土體等，具有較高的透氣性、抗沖刷能力和保水性。

目前植生型生態(tài)混凝土護(hù)坡應(yīng)用形式主要有兩種，一是有植生型多孔纖維混凝土，由床基、多孔纖維混凝土、承載被面和植被構(gòu)成，床基是由土壤、肥料和保水劑混合而成，承載被面由營養(yǎng)基質(zhì)混合天然土體、固化劑、草種混合拌制，由此植被直接生長于多孔混凝土中，具有良好的邊坡防護(hù)效果和綠化效果。這種方法的常見技術(shù)包括液壓噴播綠化技術(shù)、TBS護(hù)坡綠化技術(shù)、CBS護(hù)坡綠化技術(shù)[5]。該方法施工簡單，混凝土有較多的孔隙，植物根系可以通過孔隙生長，混凝土具有良好的力學(xué)性能，可以抵御較強(qiáng)降雨的沖刷。另一種應(yīng)用形式為混凝土砌塊，一般制作成空心砌塊，中間填充土壤、肥料等，然后在其中種植植物。也有些制作成具有凈化能力的砌塊，通過采用透水混凝土和一些濾料，比如高強(qiáng)陶粒、沸石、硅藻土等具有吸附作用的材料，形成可以凈化雨水的砌塊。砌塊護(hù)坡施工速度快，砌塊邊坡的傾斜角最大可以到85°，有效減少了工程占地面積[6]。在砌塊上進(jìn)行綠化，能夠控制雨水滲入邊坡，維持邊坡穩(wěn)定。植生型生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)較復(fù)雜，造價(jià)相對較高。

3.4 土工格室護(hù)坡

土工格式護(hù)坡是通過焊接片材形成的立體蜂窩格室結(jié)構(gòu)的土工織物，土工格室抗拉強(qiáng)度高，運(yùn)用于邊坡上有很好的土體加固效果。土工格室防護(hù)坡面，格室各側(cè)壁和土壤之間存在摩擦力，同時(shí)格室的蜂窩結(jié)構(gòu)對土體有一定的約束力和加筋作用，有利于土體的加固和補(bǔ)強(qiáng)。蜂窩狀的格式可以改變邊坡表面的水流流向，雨水沿著格室的邊緣流動(dòng)，降低了水流對坡面的沖刷能力，不容易形成沖刷溝，對于護(hù)坡的防護(hù)效果明顯[7]。后期植被生長穩(wěn)定，生態(tài)景觀效果好。土工合成格室具有耐腐蝕、柔性較好、質(zhì)輕、造價(jià)低、易運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，但是需要借助其他措施固定土工格室，穩(wěn)定性相對較差。

3.5 OH液植草護(hù)坡

OH液護(hù)坡是近幾年從國外引進(jìn)的一種新型護(hù)坡技術(shù)，將OH液通過人工或機(jī)械注入草種內(nèi)，再噴灑至邊坡表面標(biāo)稱，在較短的時(shí)間內(nèi)，邊坡就可以變硬，快速達(dá)到初期防護(hù)和固定草種的作用。使用OH液進(jìn)行邊坡防護(hù)半年后，邊坡表層的薄膜會自行溶解，在這期間，草種已經(jīng)生根發(fā)芽生長完好。目前我國還沒有自主研發(fā)的OH液，主要依靠國外進(jìn)口，導(dǎo)致成本較高，因此這種護(hù)坡技術(shù)目前應(yīng)用較少，沒有普及推廣。

4 生態(tài)護(hù)坡的局限性

生態(tài)護(hù)坡對邊坡防護(hù)和水土保持有一定的積極作用，但也存在一些局限性。第一，護(hù)坡植物的根系有維護(hù)土體穩(wěn)定的作用，但是植物根系生長有限，在大多數(shù)生態(tài)護(hù)坡種植較多的草本植物和灌木，喬木較少，根系不能深入到較深層的邊坡土體中，僅作用于邊坡的表層土體，對于大型邊坡的深部滑移穩(wěn)固作用有限。第二，植物根系能加快雨水滲透作用，當(dāng)進(jìn)入雨季時(shí)，降雨持續(xù)時(shí)間越長，雨水滲入邊坡越多，邊坡淺層土體的含水量則越多，土體容重越大，土體抗剪強(qiáng)度逐漸減弱，容易發(fā)生局部滑坡。

5 結(jié)論

隨著科技的不斷發(fā)展和人們對生態(tài)環(huán)境的重視，生態(tài)邊坡防護(hù)技術(shù)也得到了發(fā)展，有了更多類型的護(hù)坡技術(shù)，以適應(yīng)不同的邊坡類型。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)對公路生態(tài)環(huán)境的保護(hù)起到了積極作用，也提升了公路景觀，但同時(shí)也有一定的局限性，對于大型邊坡植物根系的加固作用有限，而且植物邊坡需要更多的后期養(yǎng)護(hù)，如病蟲害防治和干旱時(shí)需澆水等。因此，后續(xù)仍需要對邊坡工程防治手段與植物的相互結(jié)合方式進(jìn)行深入研究，對用于邊坡綠化的植物品種進(jìn)行篩選，對護(hù)坡的材料和施工工藝等仍須進(jìn)一步探索研究，以推動(dòng)公路生態(tài)的健康可持續(xù)發(fā)展。