边坡生态防护研究进展与技术应用

郭 萍 蔡 璟/湖北三峡职业技术学院

边坡生态防护研究进展与技术应用

郭 萍 蔡 璟/湖北三峡职业技术学院

边坡生态防护是以建立边坡防护和生态恢复相结合的防护体系为主要内容。文中分析了国内外生态边坡防护的研究动态、生态防护机制和效应,综合分析了各种生态防护技术在边坡防护中的特点。

生态防护；植被护坡；力学效应；防护技术

1.生态防护设计原则

1.1稳定边坡

生态防护设计前，要详细调查治理范围内边坡的稳定性，根据边坡的现状采取相对应的稳定措施。

1.2理顺关系

详细调查治理范围及其周边水系，进行合理规划和疏导，形成良好的排水系统，保证整治范围及周边不受新的雨水侵蚀而造成水土流失。

1.3恢复植被

根据公路边坡周边植被情况，通过必要手段使整治范围内植被尽快恢复。通过选择乡土树种，因地制宜采用多种植物相搭配，使得复绿后的边坡不仅能与周边环境相协调，而且能建立景观植物群落以及丰富林相。

2.生态防护方法

公路边坡生态设计具有景观及生态的双重要求。应针对项目所处的特殊人文历史环境、总体景观风格及保护生态环境的要求，在遵循新的边坡防护设计理念的基础上，通过详细的现场踏勘调查，然后依据景观要求对不同边坡进行分类，最后分别制定不同的景观绿化措施技术路线。这种方法突破了传统的单一强调“景观功能”或“生态功能”的边坡绿化防护的不足，为类似公路边坡绿化方案设计提供了可资借鉴的工作方法和思路。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施，成本相对最低。这种方法，多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低，可以与植树相结合等特点。但由于草籽播撒不均匀，又易被雨水冲走而造成草籽成活率偏低，达不到边坡防护效果，造成坡面冲沟、表土流失等边坡病害，导致大量边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。应用该种方法，植物一般1个～3个月后见绿，整体复绿需半年时间。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡，就是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统防护措施，施工简单、工程造价低，适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程。但由于施工后期养护困难，平铺草皮易被冲走，且成活率低，工程质量难以保证，常常达不到满意的边坡防护效果。近年来，草皮来源紧张，平铺草皮护坡作用逐渐受到了一定限制。应用该种方法，植物当时见绿，但随着时间推移效果会降低。

2.3土工网植草护坡

土工网植草护坡，是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料，是通过特殊工艺生产的三维立体网，不仅具有加固边坡功能，在播种初期还能起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用。随着植物生长、成熟，坡面逐渐被植物覆盖，这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护、绿化作用。土工网植草护坡能承受4 m/s以上流速的水流冲刷，在一定条件下可替代浆（干）砌片石护坡。应用该种方法，植物一般1个～2个月后见绿，整体复绿需半年时间。

2.4客土植生植物护坡

客土植生植物护坡，就是在边坡坡面上挂网机械喷填（或人工铺设）一定厚度适宜植物生长的土壤或基质（客土）和种子的边坡植物防护措施。该技术特点是，可根据地质和气候条件选择基质和种子配方，从而具有广泛的适应性，多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和、挂网实施容易，因此施工的机械化程度高、速度快，无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越，而且植被防护效果良好，基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该项技术在公路边坡防护中已被大量应用。应用该种方法，植物一般15 d～30 d后见绿，整体复绿需90 d。

2.5植被混凝土生态防护技术

混凝土是一种新型的护坡形式，主要使用于风化岩石边坡，坚硬岩石边坡，也可用于土质边坡或平地。但对于土质边坡或平地应用本技术进行适当简化。为了植物能够良好生长和使用植被混凝土的坡面有好的景观环境，建议使用植被混凝土边坡的坡度应小于60。

植被混凝土施工工艺根据采用的坡面骨架形式不同而有所不同，对于采用框格骨架的植被混凝土工程先在边坡上设置框格骨架，再在坡面上填厚6.5厘米的培养土层，然后将预制好的混凝土试件涂敷底层、灌注植生基材、涂敷含植物种子的面层，再将试件铺设在坡上并勾缝形成植被层。该施工工艺包括以下八道主要工序：多孔混凝土试件预制、现场准备、整平坡表、设置框格骨架、填筑培养土层、植生基材配置、现场铺设、养护、植被混凝土护坡工程的养护管理包括浇水、追肥、病害防治、虫害防治等内容。

3.边坡分析及生态防护方法选用

3.1未风化普通岩石坡

该类坡属于典型的未风化高边岩石边坡，整个坡面由完整的岩石组成，坡面平整，边坡高大，基本小于15m，坡度不大。该类坡面普通绿化方法是不能使其坡面达到生态防护效果的，只能采用厚层基质喷附护坡方法或者客土植生植物护坡方法。防护方法：植被混凝土生态防护、客土植生植物护坡

3.2风化岩石边坡

该类坡属于风化低边岩石边坡，坡面平整、风化严重，由大部分风化石组成，边坡高小于8 m，坡度不大，普通绿化方法不能使坡面达到生态防护要求，只能采用厚层基质喷附护坡方法或者客土植生植物护坡方法。防护方法：植被混凝土生态防护、客土植生植物护坡。

3.3土石边坡

该类坡属于典型的土石边坡，坡面平整，且由土和风化石等组成，坡度不大，一般小于1∶0.75。相对于岩石坡面，生态防护方法比较多，如土工网植草护坡、客土植生植物护坡、厚层基质喷附护坡都可以应用该类坡面。但结合北方地区已有类似公路的生态防护效果总结，客土植生植物护坡和厚层基质喷附护坡比较好。防护方法：客土植生植物护坡、植被混凝土生态防护、土工网植草护坡。

3.4稳定土边坡

此类边坡属于低边土边坡，坡面平整、边坡坡度缓，主要由土组成，相对岩石坡面和土石坡面，常用的生态防护方法都可以在此类坡面上应用。如人工种草护坡、平铺草皮护坡、土工网植草护坡、客土植生植物护坡、植被混凝土生态防护等。结合北方地区已有类似公路生态防护工程总结，客土植生植物护坡和厚层基质喷附护坡比较好，人工种草护坡、平铺草皮护坡不能达到护坡效果。防护方法：客土植生植物护坡、植被混凝土生态防护、土工网植草护坡。

3.5路堤边坡

路堤边坡一般为回填路基，主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷，使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟，冲沟不断发展导致路基发生破坏。常规绿化方法，如人工种草护坡、平铺草皮护坡、土工网植草护坡等，都可以达到生态防护效果。防护方法：人工种草护坡、平铺草皮护坡、土工网植草护坡

4.结束语

总之,生态防护工程是公路建设的重要组成部分,是防治路基病害、保证路基稳定、改善环境景观及保护生态平衡的重要措施。高速公路路基边坡防护方法通常分植物防护和工程防护2大类。工程防护主要利用土工砌体或混凝土形成一定的结构对路堑边坡进行防治,由于其取材方便,设计施工技术较成熟,处理深层失稳堑坡安全性高,故成为公路部门长久以来一直采用的防护方法,但该法造价较高,易破坏公路沿线自然景观及生态平衡。缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于水上保持,大量的雨水直接流失,还加大了对道路周边地区的冲刷,给农田水利带来不利影响;另一方面也不利于改善高速公路的行车效果,大量裸露的岩石和混凝土视觉效果非常差,也不利于吸收阳光和汽车尾气,与高速公路快捷舒适的特点不相协调,在一定程度上也给高速公路的行车带来不安全因素。因此,从防护效益、生态效益、社会效益而言,生态防护技术具有其它工程措施无法比拟的优势。

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项目支撑：

2016年度宜昌市课题《矿区边坡生态修复技术基材肥力可持续性研究》“A16-302-b01”