高速公路路基邊坡“邊建邊綠”生態防護技術研究

沈亦翀

（華設設計集團股份有限公司，南京 210000）

1 引言

邊坡是高速公路路基施工中常見的構造物，邊坡自身的結構穩定性對于項目運營的社會經濟效益影響重大，邊坡的生態型防護措施實施能夠消除坡面侵蝕、坡體坍塌等災害。“邊建邊綠”秸稈纖維簾生態防護新型模式近年來在江蘇省內推廣，該技術能夠隨著項目路段路基的不斷施工逐漸完善邊坡的綠色化生態防護，在確保邊坡生態環境和諧的基礎上達到邊坡加固的目的，且多采用滿足區域生態需求的植被進行邊坡覆蓋，具備投入成本低、加固周期長、景觀綠化度高、環保節能的優點，符合我國基礎建設可持續發展理念。

2 “邊建邊綠”生態防護要求

2.1 原則

“邊建邊綠”生態防護是以秸稈纖維簾為代表的現代裝配式植物防護，采用的植被材料需要考慮其生長速率、坡面限制條件、綠化管理維護效果等方面，最終達到坡面綠化、協調生態、護坡固土的主要目的，生態植物的選取應盡可能選擇路段區域的鄉土植物，以便發揮其良好的生態適應性和快速的生長率。同時具備覆蓋率高、返青快、綠期長的特點，可充分利用多種混合草類植物來優化抗逆性、延長綠期、提升初期綠化效率和覆蓋面積[1]。

2.2 生態防護類型

植草防護對于公路路基邊坡加固，前期穩定性較高，且無環境生態污染的情況，施工投入成本較為低廉，能夠提升邊坡承載力和穩定性，還能優化路基景觀環境。但不宜在雨水較為豐富的地區布設，難以形成完整性高、覆蓋面大的植草防護機制。為實現生態防護效果，植草防護選取的植物種類需結合當地的土壤理化環境和局部生態圈，選擇合適的生長季節進行草籽播種，促進植被隨著路基施工進展而不斷覆蓋既有邊坡的效果[2]。

鋪草皮防護也是路基邊坡常見的生態模式，成品化草皮具備一定的延展強度，且不需要考慮強降雨造成的水流沖擊影響，施工中需要成本較低，但是草皮鋪設的景觀效果、加固作用較為單一，難以和周圍的生態植被進行充分融合，降低生態防護效果[3]。因此，采用鋪草皮應盡可能考慮植物的多樣性，且針對不同地區環境合理選擇。

3 “邊建邊綠”生態防護體系構建及施工

3.1 體系構建

“邊建邊綠”生態防護邊坡穩定性加固原理主要是利用植物覆蓋坡面減少水土流失，植物根系的土體植入促使微弱邊坡結構的致密程度提升，繼而優化邊坡內部構造和強度穩定性。后期能夠達到防風防噪聲污染、邊坡保濕、景觀美化的效果，并弱化雨水造成的邊坡沖擊力。“邊建邊綠”生態防護體系由層狀載體、定型網、植被種子3 個方面構成，層狀載體主要采用當地綠色作物秸稈進行加工制作，在路基邊坡防護施工早期，自身起到固沙、防止水土流失的作用，后期秸稈的生物降解作用能夠使其形成土體肥料，促進植物種子的生長。定型網則是對整個體系進行邊坡防護的形狀維持，為植物生長提供一個穩定的底層結構面積，有籽種子需要專門采用紙張墊放，無籽結構則可以直接播撒，繼而進行體系加固覆蓋處理。整個體系示意圖如圖1 所示。

圖1 體系構建示意圖

3.2 材料及施工要點

該生態防護體系主要采用人工施工方式完成，在交安工程及路面、邊坡之間培土施工完成之前，需要進行植物覆蓋邊坡處理，施工季節一般選取在春秋季，盡可能避免強雨季或者高溫低溫等情況。層狀載體材料通常采用作物秸稈+土工織物復合加工合成，尺寸一般為25 m×3 m，采取纏繞膜進行圓筒狀包裝如圖2 所示，其厚度一般控制在約8 mm，質量為（300±25）g/m2。定型網分為上下兩層，為避免對土壤及周圍植物、動物造成污染危害采用環保無公害PP 雙向拉伸網，上下網的縱向拉伸強度不小于3.8 kN/m，橫向拉伸強度不小于3.0 kN/m。上網的網格間距不小于15 mm×30 mm，下網的網格間距不小于10 mm×10 mm。植被主根要能深入土體邊坡3 m以上，可采取保水劑、營養劑等來促進植物的根系生長和上覆綠化程度，來達到“邊建邊綠”的景觀效果；采取專用紙時，需要具備遇水即溶的特點，對草種、多種化學劑進行支撐[4]。

圖2 層狀載體示意圖

“邊建邊綠”生態防護體系裝配式施工流程如下：秸稈纖維簾應在坡頂延伸10～20 cm 埋入土中，自上而下平鋪到護坡道，坡面頂部底部固定牢固，交接處重疊搭接，搭接寬度為5 cm，搭接面要順應風向，同時加強搭接部分錨固，鋪設要保持整齊一致，并及時滾壓，確保秸稈纖維簾跟坡面緊密接觸。利用U 形釘（8 號鉛絲）、綁扎鐵絲和錨桿等對纖維簾的縱橫向連接固定，如圖3 所示。現場采用人工澆水直至草種萌發至幼苗階段，按照出芽、幼苗、生長3 個階段進行合理控制。出芽期全方位澆水處理，5 d 濕潤深度控制在3 cm；幼苗期早晚單遍澆水，控制濕潤深度為15 cm，便于10 d 左右的齊苗效果；生長期中午單次澆水，控制深度為12 cm，便于提升15 d 左右植被枝葉韌度。肥料施加需少量多次，在養護約10 d，全面檢查植被的發育情況；并及時檢查其破損情況，對于20 d 左右的死亡植被則要補充更換處理[4]。

圖3 秸稈纖維簾現場布置圖

4 “邊建邊綠”植物配置優化及邊坡防護效果分析

4.1 試驗概況

某高速公路路基邊坡生態防護工程位于江蘇省內某市，該地區為平原開闊地區，氣候年降雨量為700～800 mm，年氣溫為25 ℃，夏季經常出現強降雨情況，局部邊坡路段主要以黏土、粉砂土土質結構為主，土體呈現松散、軟塑狀態；設計邊坡坡度為1∶1.5，路段填土路堤高度為3～10 m，邊坡土層多含有約10～15 g/kg 的有機質，邊坡孔隙率見表1。本實驗選取其中坡高為7 m、長50 m 的粉砂土路段進行“邊建邊綠”生態防護邊坡加固。現場采取混合種植、簡單種植兩種模式，簡單種植主要是對狗牙根等生長周期較短且適應性極強的植物進行滿鋪；混合種植則開展兩種及以上植物的混播，如高羊茅、多年生黑麥草、狗牙根1∶1∶1 混播。兩個模式的播種量控制在25 g/m2，并且對植物的生長情況、覆蓋率土壤邊坡的侵蝕情況進行周期性觀測[4]。

表1 試驗路段邊坡孔隙情況（平均范圍）

4.2 植物邊坡抗沖刷能力分析

砂土路段邊坡不同植物配置經過20 d 的結果觀測，其10 d、20 d 植被覆蓋率和土壤侵蝕效果見表2，其中，滿鋪草塊應用在路段邊坡的1 號塊和2 號塊，結果表明，狗牙根滿鋪具備良好的水土流失阻礙效果，且整體防護體系較為穩定；草灌混合種植則主要發生在號塊和4 號塊，結果表明高羊茅、多年生黑麥草、狗牙根混合播種中，先栽植高羊茅和多年生黑麥草，繼而再播種狗牙根，則在10 d 左右的種植期后坡面存在較少的覆蓋率，土壤出現輕微侵蝕，但是20 d 后則具備良好的土壤加固效果，植被根系較為發達，抗環境變化適應性較強。考慮到混播具備較強的生態適應性，且植被覆蓋率和土壤侵蝕效果都優于單種滿鋪，本項目在全路段范圍都采取該混播形式，整體生態防護結果良好。

表2 不同生態植物配置防護中覆蓋率和土壤侵蝕狀況

5 結語

公路路基生態邊坡防護中，考慮“邊建邊綠”的生態技術應用能夠有效避免傳統綠色護坡的成本較高、施工周期長等缺陷，本文采取的邊坡生態防護體系具備良好的應用效果，其分階段進行邊坡綠化防護，實現邊建邊綠；通過合理調整圬工與綠化防護高度，實現綠色防護最大化；合理利用農田秸稈，實現生態環保，能夠在不同公路工程路基邊坡施工中得到應用。