山區(qū)公路項目生態(tài)護坡情況調(diào)查及養(yǎng)護建議分析

秦 泉

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

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高速公路建設日益完善，逐步延伸至偏遠山區(qū)地帶，有效推動了山區(qū)經(jīng)濟繁榮。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、增強邊坡穩(wěn)定性，加強邊坡生態(tài)防護尤為重要。相較于普通工程防護，生態(tài)防護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[1]。鑒于此，該文針對山區(qū)公路項目生態(tài)護坡情況調(diào)查及養(yǎng)護建議進行分析，并提出了具體的養(yǎng)護建議，具有重要意義。

1 生態(tài)護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行調(diào)查，全面統(tǒng)計公路邊坡植被類型、高度、分布狀況相關信息，并根據(jù)外形條件對植被進行分類[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

通過調(diào)查統(tǒng)計發(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36.23%，說明此類植被較為適應當?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)狀公路邊坡護坡植被通過施工階段種植和運營階段當?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行栽植[3]。

1.2 邊坡狀況

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計、歸類，獲得了該地區(qū)一些具有代表性的生態(tài)護坡運營情況和適應當?shù)厣L習性的優(yōu)質(zhì)植被類型。共計調(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作用。石質(zhì)邊坡主要采用客土噴播技術進行防護，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，景觀及防護作用大大降低。其根本原因在于石質(zhì)邊坡土層較薄，需進行客土噴播處理，植被生長條件較差，對植被適應性要求更加嚴苛。

2 生態(tài)護坡固坡效果及影響分析

結合公路生態(tài)護坡調(diào)查情況，對邊坡水毀原因實施分析，根據(jù)植被生長習性、護坡穩(wěn)定程度等各方面因素，合理確定護坡方案，并科學配置植被物種[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 植被固坡機理

公路邊坡采用植被進行防護加固，其主要機理為利用植物莖葉水文效應及根系力學效應增強邊坡穩(wěn)定性。其中，植被水文效應在于其莖、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]；根系力學效應主要在于植被根系與邊坡土體形成復合結構，起到加筋和錨固作用，顯著增強邊坡整體穩(wěn)定性，詳細圖示如圖1 所示。

圖1 植被固坡機理

2.3 植被對邊坡穩(wěn)定的影響

植被護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、生長習性、自然環(huán)境、邊坡類型等均會在一定程度上影響植被護坡效果，相較于污工護坡體系，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，短時間內(nèi)難以達到穩(wěn)固土體的目的；植被根系深度達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)達的植被又容易對巖體造成破壞，影響結構整體性[6]。

結合該地區(qū)邊坡水毀病害調(diào)查結果，對于高大邊坡，栽植喬木時其失穩(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，在風雨作用下喬木穩(wěn)定性較差，將其自身風力傳遞至邊坡內(nèi)部，顯著增大邊坡荷載作用，提高失穩(wěn)風險。同時，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，不得采用喬木進行防護。

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

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

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

（3）植被護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，實現(xiàn)公路建設與生態(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性、生態(tài)效用，對合理選擇護坡植被類型、有效提升護坡效果，具有十分重要的作用[8]。根據(jù)調(diào)查結果，該地區(qū)現(xiàn)役高速公路出現(xiàn)病害植被護坡，通常環(huán)境條件較差，對植被適應性要求較高，科學選擇本土植被對公路邊坡實施防護尤為重要。該區(qū)域主要草、灌植被適應性情況，如表2所示。

表2 調(diào)查區(qū)主要草、灌植被適應性評價（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，適應能力強，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，適應能力強，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；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)境條件適應性較強，能夠用于邊坡生態(tài)防護[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，適應性較強，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，實際邊坡生態(tài)防護時，應合理減少小蓬草、五節(jié)芒、狗尾草等草本植被栽種量，并科學強化后續(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，應合理種植。

3 生態(tài)護坡方案及植被選擇的養(yǎng)護建議

結合調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)狀況、地層分布特征與公路邊坡結構形式，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、噴播種草等方式進行防護；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)合防護方案。

（1）選擇生態(tài)防護植被時，應采用草、灌結合方式進行選擇，并盡量選取根系發(fā)達植被，注重植被多樣性，提高景觀及生態(tài)效應，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，并采用小蓬草增強景觀效果；灌木可采用火棘、胡枝子對邊坡實施加固，并選用剛竹對環(huán)境進行美化，提高植物多樣性。此外，邊坡防護盡可能少栽植喬木，風、雨等惡劣天氣條件下，容易傾倒，對邊坡造成一定破壞，安全風險較高。

（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行加固處理，如設置護面墻、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)客土噴播等方式進行防護；而針對穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡，需加強水土保持工作，可通過設置拱形護坡+植生袋、錨桿混凝土骨架+植生袋等方式進行防護。

在進行植被類型選擇時，對于巖質(zhì)邊坡應盡可能選用抗旱、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、狗尾草等適應能力較強的植被，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，可通過鋪設草皮、噴播等方式進行生態(tài)防護；而針對穩(wěn)定性較差的邊坡，則采取掛網(wǎng)噴播、設置混凝土骨架植草等方式進行防護。

（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)達的草本植物進行防護，并在護坡道位置栽植樹木。

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

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

4 結論

綜上所述，該文根據(jù)某省山區(qū)公路生態(tài)護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)護坡對邊坡穩(wěn)定性的影響，提出了針對性養(yǎng)護建議，具體如下：

（1）調(diào)查顯示該山區(qū)公路生態(tài)護坡植被類型共計69 種，以草本植被與灌木為主，占比為72.48%；現(xiàn)狀公路邊坡護坡植被通過施工階段種植和運營階段當?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行栽植，防護效果顯著。

（2）針對穩(wěn)定性較高的土質(zhì)邊坡，主要采取人工種草、噴播種草等方式進行防護；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)客土噴播等方式進行防護；而針對穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡，需加強水土保持工作，可通過設置拱形護坡+植生袋、錨桿混凝土骨架+植生袋等方式進行防護。

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

（5）各種植被對邊坡形式及環(huán)境條件適應能力存在顯著差異，養(yǎng)護過程中應根據(jù)實際情況科學選用。