公路邊坡生態恢復設計方法分析

張遷

（山東橋山建設工程有限公司，山東濰坊 262500）

0 引言

針對當前日益嚴重的高速公路邊坡生態環境問題，傳統的純工程邊坡防護技術難以適應不斷提升的現代化公路建設要求，為此，生態恢復技術在公路邊坡中的應用正不斷引起人們的重點關注。公路邊坡生態恢復需要在滿足護坡的基礎上，加強邊坡生態和周圍環境的有效融合，對原生植被減少破壞，促進地域生態系統的物質交換，達到景觀環境的協調性目的，最終獲取良好的生態經濟效益。

1 邊坡生態恢復技術

1.1 連續纖維補強客土噴播技術

目前對于表面較為堅硬、植物根系難以有效達到裂縫深處的石質邊坡，主要采取連續纖維補強客土噴播技術進行邊坡生態恢復，該技術通過將玻璃纖維、客土、植物根系、金屬網等進行立體交叉化處理，并且將整體結構覆蓋、錨固在邊坡表面。技術開展流程如圖1所示：先進行坡面的整修清理；然后進行錨桿施工。

圖1 連續纖維補強客土噴播示意圖

錨桿采取螺紋鋼筋，需要在錨桿一端焊接小鋼板（5cm×10cm），錨桿需要鉆孔進坡25cm；塑料排水板則利用廢舊塑料加工處理制成，排水板鋪設需要和垂直方向呈30o，并且用鋼釘進行位置固定處理，排水板鋪設主要是為了排除邊坡裂隙水、地表水；噴射25cm厚度左右的玻璃纖維和砂質土，玻璃纖維布置需要滿足分布自然均勻化；鐵絲網掛設中則主要采取12 號鍍鋅菱形網，其網孔為40mm×40mm，直徑為2mm，配合錨桿進行全面鋪設；材料噴播中需要確保種子的發芽率及復合肥、覆蓋料質量，灌草種配比的確定則需要依據坡面特點及當地氣候進行；薄膜的覆蓋則需要由上而下順坡進行，搭接寬度控制在10～15cm，覆蓋質量為180g/m2[1]。

1.2 土工格柵植草技術

土工格柵植草技術中采取的土工格柵主要由低延伸率和高抗拉強度的高分子材料制成，其內部具備鎖定孔眼，能夠極大地提升土工格柵的抗拔水平。土工格柵植草護坡技術工藝如圖2所示，首先，進行原材料的準備，植物草籽和土工格柵類型需要嚴格依據地質生態、施工環境進行選取，草種發芽濕度、溫度的控制則需要合理安排施工期；其次，覆蓋層安裝施工之前需要將坡面進行輪廓修整，并且加鋪40～70mm含有水分、肥料等有機質的土料；再次，土料加鋪完成后，開展鋪網施工，不同網塊的搭接長度控制在350mm 以上，縱橫向搭縫之間每隔1.5m 進行鋼釘錨固；最后，播種則需要根據設計配比進行，填土需要將網塊壓實，填土厚度為10～20mm，需要刷進土工格柵孔眼中，充分提升土工格柵的加固作用[2]。

圖2 土工格柵植草施工技術示意圖

1.3 穴植技術

穴植技術則需要在治理坡面上進行植穴的挖掘，并且進行營養土的回填及植物的種植，植物栽植可以采取種花、種草、植樹三種類型，穴植技術主要適用于土含量較高、土質較好的邊坡，可以實現層次種類較多且植被豐富的邊坡綠化結構，達到與周圍生態的協調。穴植技術施工中需要選取無病蟲害、植株強壯、規格一致的植物材料，坡面則需要清除石塊及雜物，對于坡面低洼處則需要回填或者夯實處理；穴槽的開挖需要依據土壤情況和植被根系來進行，灌木植被的穴槽規格如表1所示；土壤回填則需要采取施基肥、營養土，不同植被之間的高度、距離需要依據設計指標進行布置。

表1 灌木植被的穴槽規格

1.4 草棍客土技術

草棍客土噴播技術是常見的巖石邊坡復綠技術，如圖3所示。其具體操作流程如下。

首先，對坡面進行平整化，低洼回填處理；開展墊層施工，對稻草進行消毒，稀泥浸泡草棍，并且采取直徑20mm 的鋼釘進行固定；草棍布置間距為25cm，鋼釘間距則控制在2～3cm；草棍布置方向需要和行車路面保持一致，再進行10cm 左右的覆土處理。

其次，采取直徑2mm 的12 號鍍鋅菱形鐵網進行鋼元固定；澆水噴播，地膜覆蓋。

最后，植被種子出芽率1～3 個月后可以達到90%以上。

圖3（a） 草棍鋪設

圖3（b） 覆土處理

1.5 植生袋

植生袋是具備一定規格種子夾層，且一端開口的袋子，其內部可以裝入肥料和土壤，將該植生袋進行坡面固定之后，內部土壤受到邊界限制不會產生侵蝕流失，種子則在適宜環境中發芽生長，形成良好的坡面植被，恢復綠化。植生袋依據其作用不同可以分為以下兩種：

一是種子植生袋，如圖4所示，其需要將有機肥料、草灌種子按照一定配比進行合理播撒，一般設置在雙層布之間，可以采取針刺、衍縫等技術將布和尼龍網進行拼接，繼而將網袋均勻鋪在坡面上，上部鋪設1～2cm 厚度左右的耕作土。該類型適合用于硬質土坡、軟質巖坡，坡長需要控制在3～6m 之間，且坡度小于1∶1。種子夾層能夠有效避免雨水沖刷造成的流逝，該防護類型具備易搬運、施工簡便、綠化程度高的優點。

圖4 種子植生袋

二是單體植生袋，如圖5所示，其需要將包含草灌種子、耕作土、有機肥料進行無紡布、PVC 網袋的裝填，繼而進行網袋封口，以此形成整體化的基本單元。單體植生袋可以實現陡巖坡面、支補墻的復綠工作，其只需要合理澆水就能夠實現良好的綠化[3]。

圖5 單體植生袋

2 公路邊坡生態恢復設計

2.1 工程概況

山東省內某高速公路是省內四縱四橫路網的重要構成，作為省內重要干線公路，其全長為40km，包含2 個服務區、2 個樞紐、3 個互通，路線范圍氣候濕潤，且公路于2020年底開始通車運營。其中濟南段路線局部通過區域具備較為豐富的地形地貌結構，包括山地、丘陵、水網、平原等結構，水體（湖、河、溪流等）具備多樣化的生態，地勢變化幅度較小。該公路區段邊坡較為典型，主要包括一般路段的路堤路塹土質邊坡、巖質邊坡、膨脹巖質邊坡三類，生態恢復設計主要針對該區段進行。

2.2 設計方案

該路段的路塹、路堤主要采取植物生態恢復技術處理，且植物類型多采取路段沿線附近的適宜植物為主，設計方案針對該路段的不同邊坡類型開展不同技術處理，具體如下。

2.2.1 一般路塹、路堤土質邊坡

生態恢復技術需要依據邊坡土質塑性情況及其高度合理選取，對于路堤邊坡，則采取普通噴播植草防護技術，先對坡面進行平整處理，土路肩部分需要和坡面銜接自然，護坡道和坡面則需要進行銜接導弧處理，加強界面的視覺效果；對于路基坡率變化明顯的區段，削坡則要實現自然過渡化，確保有效的路基寬度和斷面尺度。路堤景觀綠化則主要在排水溝位置附近進行喬木種植，一般距離排水溝1.5～2m，且在不同喬木之間布置灌木，以此達到高矮結合、層次豐富的景觀生態，溝外公路用地則可以采取地被植物種植形式進行綠化處理，整體表現為近草皮、中灌木、遠喬木的三層生態結構。

路塹邊坡則需要對原有地形進行整合處理，采取不同生態植被進行坡度的自然銜接，對于坡腳和坡頂也需要進行弧線優化，對既有植被則要適當保存，具體實施方案如下：挖方中存在邊坡穩定性較高的路段，高度小于3m 的邊坡，主要采取草皮鋪設及播撒草籽的形式進行綠化處理；邊坡高度在3～8m 之間，采取液壓噴播綠化技術，噴薄厚度需要大于3cm，且后續需要進行草灌喬木的景觀優化；邊坡高度大于8m的路段，對于第一級邊坡坡率1∶1.5,高度6m 的綠化，則主要采取客土噴播結合三維土工網處理，其中噴播厚度大于5cm，二級邊坡坡率小于1∶1.5，則采取液壓噴播結合草灌喬木的立體綠化模式。

2.2.2 巖質邊坡

巖質邊坡要合理放緩處理，以便滿足不同植被的生長要求，現場采取鍍鋅鐵絲網掛設結合噴播植草及綠化基材的方式，噴播植草則主要以灌草種混合的形式進行，且不同路段需要合理選取灌草類型，以便實現邊坡綠化的動態感。

2.2.3 膨脹巖邊坡

膨脹巖邊坡則主要采取土工格柵結合植被混播方式進行，考慮到該路段膨脹巖邊坡路塹裸露時間較長，且在進行路基碎石盲溝排水設施構建過程中，沒有及時采取有效邊坡防護措施，膨脹巖邊坡出現了明顯的失穩預兆，為此，該段路塹邊坡進行土工編織袋及時加固處理，在此之后開展邊坡生態恢復。膨脹巖邊坡需要保證其生態耐久性，保證植被的長期綠化和景觀協調性，主要采取以下措施進行：現場弱中膨脹巖和強膨脹巖區段，需要根據植被恢復生長要求及邊坡穩定性確定邊坡坡率，一般控制在1∶1.5～1∶2.5之間，且路塹需要逐段開挖，以避免膨脹巖遇水失穩，逐段開挖中每隔一段需要加鋪一層土工布，繼而將高度為15cm 的土工格室鋪設在邊坡坡面上，采取鋼筋進行坡面固定處理，土工格室孔眼中需要填充壓實15cm 的黏土，并全面覆蓋15cm 營養土之后進行混播處理。

3 生態恢復實施結果分析

不同路段的不同邊坡需要進行生態恢復實施效果分析，方案中主要選取了植草護坡、掛網噴播、土工格柵植草三種形式，現場在路段兩個區域布置3 個監測點，如表2所示。

表2 3 個觀測點布置技術要求

不同測點位置邊坡植被景觀生長效果如表3所示。其中，植草護坡技術主要選取黑麥草和百慕大，植被具備較差的覆蓋率，且層次感較差，后期極容易出現枯萎等情況，造成景觀效果的退化。

表3 植被景觀生長效果

掛網噴播初期難以形成灌木層次，植被種類較為單調；中期灌木層形成后，植被層次較為豐富；到后期，植被枯萎造成覆蓋率衰減，邊坡土層結構裸露；在雨水季節，土壤會出現下滑情況。

土工格柵植草應用中，陽面植物生長情況要好于陰面，陰面的植被滿鋪基本上要晚于陽面，植被的景觀效果、生長趨勢、土壤覆蓋率都相對較差；土工格柵植草在前期的景觀效果較差，中后期由于土工結構的邊坡加固作用，植被生長情況會不斷改善。

4 結語

對于邊坡生態修復技術的應用主要針對山東省內高速公路項目開展，且多是定性上的描述，在考慮不同氣候環境、坡度、降雨強度下的生態修復效果還需要進一步分析，只有充分了解不同生態修復邊坡技術的優缺點，才能夠解決公路邊坡生態環境問題。