攻坚克难——“坡改平”技术创新

2016-11-24金娜

现代园艺 2016年15期

关键词：马蹄形空心砖护坡

金娜

（河北省张家口市桥东区园林绿化管理处　075000）

攻坚克难——“坡改平”技术创新

金娜

（河北省张家口市桥东区园林绿化管理处075000）

阐述了解决因目前高速公路、河道、山体等护坡绿化中水土流失问题而开发的一项新式生态护坡技术。

护坡绿化；生态护坡；坡改平

1　项目背景

五一东大街张承高速出入口景观提升项目是张家口市2015年的重点园林绿化工程。项目区域为五一大街三祖像环岛至张承高速收费站，道路全长1.1km。作为重要的城市出入口、奥运迎宾路景观的需要，为提升城市绿化档次，改善城市出入口形象、助力承办冬奥会，具有重要的实施意义。

2　项目概况及原有绿化方式存在的问题

2.1项目概况

我单位对该地段进行了详细的调查和规划，设计在道路两侧种植各类乔灌木及地被，以增加植物层次及密度，丰富道路冬季色彩，并对护坡进行改造。在对护坡进行改造时，遇到了难题。五一东大街两侧绿化带依坡地而建，从建国路向东顺坡而上，落差高达几十米。从三祖像环岛向东到收费站，公路两侧为护坡地段。护坡坡度40°以上，长320余m，坡面近1万m2。

2.2原有绿化方式存在的问题

由于坡度大，基本上存不住水，原有的绿化方式存在着严重的土壤流失问题，又不利于植物生长，严重影响绿化景观效果。护坡原有绿化方式为部分采用老式六角空心砖，种植草皮；部分采用钢架固土，种植攀援植物。由于空心砖或钢架铺设在坡面上，能有效结合填充土壤和坡度的保护，但在不稳定的斜坡上，当降雨或灌溉的情况下，空心砖内土壤会发生沉降，使砖内表面土壤与砖壁间产生缝隙。当坡面径流不断地流入砖内时，会从裂缝处开始对土壤产生冲刷。跟着坡面汇集的水流渐渐集聚并加快下冲，使土壤在水力冲蚀和重力作用下逐渐冲向下部，进而造成水土流失。钢架固土做法也是如此。

图1　六角空心护坡砖土壤流失、苗木成活率低

另外，由于张家口地区属于温带大陆性季风气候，冬季寒冷而漫长，最低气温达-39.9℃，冬季砖土会产生冻胀现象，表层土壤结构变得疏松。到雨季时加剧了土壤流失，随之加大了植物死亡率（见图1）。根据对张家口地区现有护坡工程调查，砖内土壤稳定过程约需要5～6年。随着时间的推移，直到砖的残余土在砖的边界，表面达到了一个稳定的水平状态，在进入相对稳定状态的斜率。但护坡的可视面已是凹凸不平。即便在有草或灌木防护的坡面上，这一流失过程发生的机率也在85%以上。护坡存水也成为了一大难题。要在这样的护坡上植树绿化，提升整体景观，需要进一步研究创新。

3　技术创新及其优势

3.1将老式六角空心砖设计成蹄形六角护坡砖

为了解决护坡土壤流失，绿化美化道路环境，达到成功种植的目的，我们多次到有关部门寻访经验，实地观察各类护坡设施，还积极采纳省、市级园林部门建议，把护坡蓄水当成新课题来研究。经多方走访终于设计出了一款马蹄形六角护坡砖。新型护坡砖平面仍为正六边形，留孔，孔为正六边形或圆形，底端面为斜面，与水平面成一夹角，夹角大小与所护边坡的坡度相匹配。考虑到护坡砖的自重和水流的冲刷力，为避免重量累加对下部砖体的挤压破坏，底端设计至少一组阻滑齿（见图2），通过阻滑齿与边坡土壤“咬合”，将砖体的重力就地传导到坡面上，能够明显削减砖体向下层的重力传导。而且在护坡最下端，浇筑带型混凝土基础梁，更加固了护坡砖的稳定性。护坡每隔30m做1道隔离带，以减少水流对坡面的整体影响。这样，在坡面铺设护坡砖时砖底端面与坡面相吻合，上端永远能够保持水平，确保砖内土壤的表面保持水平稳定状态，不易流失，最大程度地保持了土壤和水分。这一新型护坡砖的设计基本符合五一东大街张承高速出入口景观项目护坡绿化使用。

图2　马蹄形六角护坡砖效果图

3.2新型护坡砖抗压强度和稳定性高

我们进行了新型护坡砖和旧砖力学性能的对比试验，结果显示，马蹄形六角护坡砖的抗压强度约为老式护坡砖的3.55倍，采用马蹄形六角护坡砖最大护坡高度可达20m，完全满足《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008)中对削坡开级高度4m的要求。护坡砖按蜂窝的形态镶嵌，水平铺设后，使每块砖的形成都是六个方向的位置控制。甚至一块砖断裂，也不影响斜坡的稳定性。新型马蹄形护坡砖的优势从力学指标和稳定性上都远大于老式护坡砖。

3.3施工工艺与老式护坡砖基本相同

施工工艺方面，新型护坡砖与老式护坡砖基本相同，坡下部应设置挡墙，铺设时按照“自下而上”的顺序进行，每块护坡砖都要做到水平、垂直、斜线方向对齐，挤紧。护坡砖铺设完成后，在砖孔中填入种植土，植物种植完成后轻轻拍实，使砖内土壤表面低于上沿1～2cm为宜，有利于蓄水保土。新型护坡砖将植物的坡面种植转化为平面种植，更有利于植物的生长，提高了护坡的保水能力。护坡植被的选择也可以由原来的单草保护改为“灌木+草+藤”护坡（种植模式如图3所示），既提高了边坡防护的防护标准，也可以丰富边坡绿化设计空间，满足景观设计的要求。

3.4新型护坡砖经济实用，效果明显

该技术是为解决目前在高速公路、河道、山体等基础设施中，广泛采用的六角平面空心护坡砖存在的单块砖内水土流失体积达到20%～80%问题而开发的一项新式生态护坡技术。坡改平生态护坡技术的特殊结构决定了它特别适合公路、河道、山体等粗放式管理的建设项目。具有抗干旱、耐瘠薄功能，绿化效果好、易管护、苗木成活率高，还可以大大减少后期管护的费用，降低工程造价。

图3　“坡改平”新型护坡砖栽植模式图

4　实际运用

在施工过程中，先将护坡人工整平，每30m修1条隔离带，在隔离之间铺设马蹄形六角护坡砖，铺设中放线作业，坡下部浇筑带型混凝土基础梁，铺设时按照“自下而上”的顺序进行，相邻护坡砖要挤紧，做到横、竖、斜线对齐，圆孔水平向上，在孔中填入适量的种植土，土壤表面低于上沿1～2cm，砖内种植沙地柏、红叶李、金叶榆等彩叶植物，丰富冬季景观；这样的蓄水砖可以充分利用人工浇水和天然降水，涵养水源的能力显著增强，护坡的整体景观效果得到提升（具体施工情况见图4、图5）。护坡完成后对坡顶处也要进行种植，增加植物密度及厚度。

图4　整体铺装效果

5　效益分析

过去使用的六角平面空心砖与创新后的马蹄形六角斜面空心砖在造价上无太大差异，但六角平面空心砖在处理裸露坡体后坡度基本没有发生改变，而采用创新后的马蹄形六角斜面空心砖对原有的坡体实现了“坡改平”，有如下优点：①“坡改平”后，让绿化种植更便于操作；②种植后更容易实现浇水管护；③坡改平后苗木品种选择范围更大了（过去只能选择耐干旱的品种）；④苗木成活率显著提高；⑤坡地水土保持效果更加显著；⑥绿化景观效果得到极大提升。在这次的技术创新中，我们收获了很多，首先攻坚克难解决了原有护坡绿化问题；其次减少了后期管护的费用，降低了工程造价；同时也解决了北方地区护坡绿化难问题。