山區(qū)公路項(xiàng)目生態(tài)護(hù)坡情況調(diào)查及養(yǎng)護(hù)建議分析

秦 泉

（長治市協(xié)成公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司,山西 長治 046000）

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路建設(shè)日益完善，逐步延伸至偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶，有效推動了山區(qū)經(jīng)濟(jì)繁榮。但隨之也帶來了生態(tài)破壞、水土流失等問題。尤其對于公路邊坡而言，土體裸露且坡度較大，極易引發(fā)沖刷破壞、失穩(wěn)、坍塌等現(xiàn)象，威脅邊坡安全。因此，為有效改善邊坡生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，加強(qiáng)邊坡生態(tài)防護(hù)尤為重要。相較于普通工程防護(hù)，生態(tài)防護(hù)不僅能有效提升邊坡穩(wěn)定性，且能產(chǎn)生良好的景觀、生態(tài)效應(yīng)[1]。鑒于此，該文針對山區(qū)公路項(xiàng)目生態(tài)護(hù)坡情況調(diào)查及養(yǎng)護(hù)建議進(jìn)行分析，并提出了具體的養(yǎng)護(hù)建議，具有重要意義。

1 生態(tài)護(hù)坡物種及邊坡狀況調(diào)查

調(diào)查區(qū)域地處某省西南山區(qū)，沿線地形以山地丘陵為主，地面落差大，為典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，土壤類型以黃土為主，植被類型多樣。

1.1 植被物種

針對該地區(qū)三條現(xiàn)役公路沿線植被物種分布情況進(jìn)行調(diào)查，全面統(tǒng)計(jì)公路邊坡植被類型、高度、分布狀況相關(guān)信息，并根據(jù)外形條件對植被進(jìn)行分類[2]，各種植被類型和數(shù)量如表1 所示。

表1 調(diào)查區(qū)邊坡植被統(tǒng)計(jì)

通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：

（1）該地區(qū)共有植被種類69 種，分為38 科，其中包含植被類型較多的科主要有菊科（9 種）、薔薇科（6 種）、禾本科（5 種）、豆科（5 種）等，占比高達(dá)36.23%，說明此類植被較為適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，適合邊坡生長。

（2）草本植被與灌木種類數(shù)量為50 種，占比為72.48%，植被較高，生長狀況良好，說明二者組合較為合理，比較適合邊坡生長。

（3）藤本植物、喬木共有19 種，所占比重較小，為27.52%，喬木數(shù)量相對較多，其中，藤本植物主要附著于擋土墻及石質(zhì)邊坡表面，而喬木則主要分布于土質(zhì)穩(wěn)固的邊坡表面。

現(xiàn)狀公路邊坡護(hù)坡植被通過施工階段種植和運(yùn)營階段當(dāng)?shù)刂脖桓妫鸩桨l(fā)展為菊科、薔薇科、禾本科、豆科植被，并普遍采用草灌組合模式進(jìn)行栽植[3]。

1.2 邊坡狀況

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)、歸類，獲得了該地區(qū)一些具有代表性的生態(tài)護(hù)坡運(yùn)營情況和適應(yīng)當(dāng)?shù)厣L習(xí)性的優(yōu)質(zhì)植被類型。共計(jì)調(diào)查14 處代表性邊坡，其中，土質(zhì)、石質(zhì)邊坡分別為11 處和3 處。土質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡類型較多，并且植被種類繁多，以草、灌為主，局部分布少量喬木，植被覆蓋率較高，具有良好的景觀和防護(hù)作用。石質(zhì)邊坡主要采用客土噴播技術(shù)進(jìn)行防護(hù)，施工難度大，植被類型少，以草本植被為主，灌木為輔，相較于土質(zhì)邊坡，其植被覆蓋率較低，景觀及防護(hù)作用大大降低。其根本原因在于石質(zhì)邊坡土層較薄，需進(jìn)行客土噴播處理，植被生長條件較差，對植被適應(yīng)性要求更加嚴(yán)苛。

2 生態(tài)護(hù)坡固坡效果及影響分析

結(jié)合公路生態(tài)護(hù)坡調(diào)查情況，對邊坡水毀原因?qū)嵤┓治觯鶕?jù)植被生長習(xí)性、護(hù)坡穩(wěn)定程度等各方面因素，合理確定護(hù)坡方案，并科學(xué)配置植被物種[4]。

2.1 邊坡水毀成因

通過調(diào)查可知，該地區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，由南向北降雨逐漸減少，總體呈現(xiàn)南部山區(qū)降雨多、北部丘陵降雨少的特征，并且6—7 月份降水極為豐富，年降水量超過1 500 mm，調(diào)查發(fā)現(xiàn)此公路運(yùn)營期間，邊坡病害集中出現(xiàn)在6—8 月份。因此，降雨是造成公路邊坡病害的根本原因。

2.2 植被固坡機(jī)理

公路邊坡采用植被進(jìn)行防護(hù)加固，其主要機(jī)理為利用植物莖葉水文效應(yīng)及根系力學(xué)效應(yīng)增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性。其中，植被水文效應(yīng)在于其莖、葉能有效阻擋雨水，顯著降低雨水滲透作用，并能減緩地表水流速率，避免造成沖刷破壞[5]；根系力學(xué)效應(yīng)主要在于植被根系與邊坡土體形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，起到加筋和錨固作用，顯著增強(qiáng)邊坡整體穩(wěn)定性，詳細(xì)圖示如圖1 所示。

圖1 植被固坡機(jī)理

2.3 植被對邊坡穩(wěn)定的影響

植被護(hù)坡能顯著提升公路邊坡穩(wěn)定性，但其也具有諸多缺陷。植被類型、生長習(xí)性、自然環(huán)境、邊坡類型等均會在一定程度上影響植被護(hù)坡效果，相較于污工護(hù)坡體系，其對邊坡穩(wěn)定性提升程度較為有限。尤其對于植被栽植初期階段，其覆蓋程度相對較低，植被根系分布較淺且較為稀少，短時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到穩(wěn)固土體的目的；植被根系深度達(dá)不到邊坡滑動面位置，無法起到加固土體、防治滑坡的作用。此外，對于石質(zhì)邊坡而言，植被生長條件較差，根系難以深入，而少數(shù)根系較為發(fā)達(dá)的植被又容易對巖體造成破壞，影響結(jié)構(gòu)整體性[6]。

結(jié)合該地區(qū)邊坡水毀病害調(diào)查結(jié)果，對于高大邊坡，栽植喬木時(shí)其失穩(wěn)概率更高，主要是由于喬木高度較高、自身重量較大，但根系較為淺短、錨固作用不足，在風(fēng)雨作用下喬木穩(wěn)定性較差，將其自身風(fēng)力傳遞至邊坡內(nèi)部，顯著增大邊坡荷載作用，提高失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，喬木數(shù)量越多，邊坡載荷越大，穩(wěn)定性越差。所以對于坡度較大的邊坡，不得采用喬木進(jìn)行防護(hù)。

植被與工程措施聯(lián)合護(hù)坡方式，相較于單一的工程防護(hù)，優(yōu)勢更加顯著。主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）采用植被對邊坡進(jìn)行防護(hù)，可有效改善邊坡環(huán)境，顯著降低施工成本。

（2）隨邊坡運(yùn)營年限的不斷增加，工程防護(hù)會出現(xiàn)混凝土脫落、鋼筋腐蝕等病害，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性下降，而植被護(hù)坡則隨時(shí)間推移，植被根系更加發(fā)達(dá)，加筋及錨固效果顯著增強(qiáng)，有效提升護(hù)坡效果[7]。

（3）植被護(hù)坡為植物生長提供優(yōu)良條件，既能有效防止邊坡水毀破壞，還能改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

2.4 植被對生態(tài)環(huán)境的影響

植被作為生態(tài)環(huán)境最重要的組成部分，具有凈化空氣、涵養(yǎng)水源、改善土質(zhì)等效用。各種植被對生態(tài)環(huán)境的影響存在顯著差異，充分了解各種植被的生活習(xí)性、生態(tài)效用，對合理選擇護(hù)坡植被類型、有效提升護(hù)坡效果，具有十分重要的作用[8]。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，該地區(qū)現(xiàn)役高速公路出現(xiàn)病害植被護(hù)坡，通常環(huán)境條件較差，對植被適應(yīng)性要求較高，科學(xué)選擇本土植被對公路邊坡實(shí)施防護(hù)尤為重要。該區(qū)域主要草、灌植被適應(yīng)性情況，如表2所示。

表2 調(diào)查區(qū)主要草、灌植被適應(yīng)性評價(jià)（Ⅰ-優(yōu)，Ⅱ-良）

從表2 可知：

（1）調(diào)查區(qū)內(nèi)小蓬草、五節(jié)芒、狗尾草等草本類植物抗寒、抗旱、抗貧瘠性能較為突出，其根系較為發(fā)達(dá)，適應(yīng)能力強(qiáng)，能改良土壤，防止水土流失；能有效改善重金屬破壞的土體，提升土壤品質(zhì)；此類草本植被長勢良好，極易形成單一種群，降低整體景觀效果。

（2）調(diào)查區(qū)內(nèi)紫穗槐、胡枝子、火棘等灌木植被抗寒、抗旱、抗貧瘠性能較為突出，其根系較為發(fā)達(dá)，適應(yīng)能力強(qiáng)，且能有效防止水土流失；紫穗槐生長能力突出，能夠用于生態(tài)恢復(fù)；胡枝子不僅能夠提升土壤肥力，且能有效改善土壤品質(zhì)；火棘不僅能夠吸收CO2、SO2釋放O2，且能起到降溫除塵的作用，凈化空氣，顯著提升空氣質(zhì)量；剛竹抗寒、抗旱性能優(yōu)良，但抗熱、抗貧瘠性能略差，對土壤品質(zhì)要求較高，具有優(yōu)良的截流作用[9]。

由此可見，本土草、灌植被抗旱、抗貧瘠及抗熱性能顯著，對道路邊坡土壤、水文及氣候等環(huán)境條件適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠用于邊坡生態(tài)防護(hù)[10]。而對于小蓬草、五節(jié)芒、狗尾草等草本植被，由于其根系較為發(fā)達(dá)，適應(yīng)性較強(qiáng)，并能有效改善重金屬破壞的土體，但因其長勢迅猛，極易形成單一種群，對植被多樣性造成不利影響，降低整體景觀效果。因此，實(shí)際邊坡生態(tài)防護(hù)時(shí)，應(yīng)合理減少小蓬草、五節(jié)芒、狗尾草等草本植被栽種量，并科學(xué)強(qiáng)化后續(xù)監(jiān)測，避免形成單一種群；紫穗槐、胡枝子、火棘、剛竹等灌木植被性能優(yōu)良，可根據(jù)具體情況合理選用，但需特別注意，剛竹對土質(zhì)要求較高，應(yīng)合理種植。

3 生態(tài)護(hù)坡方案及植被選擇的養(yǎng)護(hù)建議

結(jié)合調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)狀況、地層分布特征與公路邊坡結(jié)構(gòu)形式，將邊坡劃分成土質(zhì)、巖質(zhì)邊坡兩種類型，根據(jù)邊坡類型確定合理的生態(tài)護(hù)坡方案，并選擇合適的植被類型。

3.1 土質(zhì)路塹邊坡

針對穩(wěn)定性較高的土質(zhì)邊坡，主要采取人工種草、噴播種草等方式進(jìn)行防護(hù)；而針對穩(wěn)定性較差的土質(zhì)邊坡，則采取植被+工程措施聯(lián)合防護(hù)方案。

（1）選擇生態(tài)防護(hù)植被時(shí)，應(yīng)采用草、灌結(jié)合方式進(jìn)行選擇，并盡量選取根系發(fā)達(dá)植被，注重植被多樣性，提高景觀及生態(tài)效應(yīng)，保持生態(tài)平衡。

（2）草本植被選用五節(jié)芒、狗尾草提高邊坡初期穩(wěn)定性，并采用小蓬草增強(qiáng)景觀效果；灌木可采用火棘、胡枝子對邊坡實(shí)施加固，并選用剛竹對環(huán)境進(jìn)行美化，提高植物多樣性。此外，邊坡防護(hù)盡可能少栽植喬木，風(fēng)、雨等惡劣天氣條件下，容易傾倒，對邊坡造成一定破壞，安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

（3）針對已出現(xiàn)質(zhì)量病害的公路邊坡，可采取必要的工程措施進(jìn)行加固處理，如設(shè)置護(hù)面墻、頂部卸載，優(yōu)化排水體系等。

3.2 巖質(zhì)路塹邊坡

針對較為穩(wěn)定的巖質(zhì)邊坡，主要采取TBS 噴播種草、掛網(wǎng)客土噴播等方式進(jìn)行防護(hù)；而針對穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡，需加強(qiáng)水土保持工作，可通過設(shè)置拱形護(hù)坡+植生袋、錨桿混凝土骨架+植生袋等方式進(jìn)行防護(hù)。

在進(jìn)行植被類型選擇時(shí)，對于巖質(zhì)邊坡應(yīng)盡可能選用抗旱、抗貧瘠性能優(yōu)良且根系較淺的植被，如草本類植被可選用小蓬草、狗尾草等適應(yīng)能力較強(qiáng)的植被，提高邊坡前期穩(wěn)定性高；而灌木類植被可選用胡枝子等植物，有效提升土體肥力和土壤品質(zhì)。

3.3 路堤邊坡

針對穩(wěn)定性較高的路堤邊坡，可通過鋪設(shè)草皮、噴播等方式進(jìn)行生態(tài)防護(hù)；而針對穩(wěn)定性較差的邊坡，則采取掛網(wǎng)噴播、設(shè)置混凝土骨架植草等方式進(jìn)行防護(hù)。

（1）路堤邊坡坡度較陡，在其表面不適合栽植喬、灌木，可合理選用根系發(fā)達(dá)的草本植物進(jìn)行防護(hù)，并在護(hù)坡道位置栽植樹木。

（2）路塹邊坡植被類型選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場本土植被類型進(jìn)行選用。可選用草本類狗尾草等生產(chǎn)能力較強(qiáng)植被；同時(shí)，也可采用胡枝子等灌木植被，快速修復(fù)邊坡生態(tài)環(huán)境。

（3）針對易失穩(wěn)的高陡邊坡，可通過設(shè)置擋土墻等方式增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，并完善排水體系，采用植生袋美化環(huán)境。

4 結(jié)論

綜上所述，該文根據(jù)某省山區(qū)公路生態(tài)護(hù)坡植被物種及邊坡狀況調(diào)查情況，系統(tǒng)分析了邊坡水毀成因及生態(tài)護(hù)坡對邊坡穩(wěn)定性的影響，提出了針對性養(yǎng)護(hù)建議，具體如下：

（1）調(diào)查顯示該山區(qū)公路生態(tài)護(hù)坡植被類型共計(jì)69 種，以草本植被與灌木為主，占比為72.48%；現(xiàn)狀公路邊坡護(hù)坡植被通過施工階段種植和運(yùn)營階段當(dāng)?shù)刂脖桓妫鸩桨l(fā)展為菊科、薔薇科、禾本科、豆科植被，并普遍采用草灌組合模式進(jìn)行栽植，防護(hù)效果顯著。

（2）針對穩(wěn)定性較高的土質(zhì)邊坡，主要采取人工種草、噴播種草等方式進(jìn)行防護(hù)；而針對穩(wěn)定性較差的土質(zhì)邊坡，則采取植被+工程措施聯(lián)合防護(hù)方案。

（3）針對較為穩(wěn)定的巖質(zhì)邊坡，主要采取TBS 噴播種草、掛網(wǎng)客土噴播等方式進(jìn)行防護(hù)；而針對穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡，需加強(qiáng)水土保持工作，可通過設(shè)置拱形護(hù)坡+植生袋、錨桿混凝土骨架+植生袋等方式進(jìn)行防護(hù)。

（4）針對穩(wěn)定性較高的路堤邊坡，可通過鋪設(shè)草皮、噴播等方式進(jìn)行生態(tài)防護(hù)；而針對穩(wěn)定性較差的邊坡，則采取掛網(wǎng)噴播、設(shè)置混凝土骨架植草等方式進(jìn)行防護(hù)。

（5）各種植被對邊坡形式及環(huán)境條件適應(yīng)能力存在顯著差異，養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)選用。