基于喷混植生的高陡岩质边坡生态修复新思路<br/>——以梧桐山道立交边坡为例

基于喷混植生的高陡岩质边坡生态修复新思路
——以梧桐山道立交边坡为例

2019-01-12王耀建王永喜邢路平

中国水土保持 2019年1期

王耀建，王永喜，夏兵，邢路平，吴凤

(1.深圳市北林苑景观及建筑规划设计院有限公司，广东深圳 518038；2.深圳市深水水务咨询有限公司，广东深圳 518003)

喷混植生技术是适合于岩质边坡生态修复的一项复绿技术，在75°以下的非光滑岩质边坡或质地密实坚硬的土质边坡上应用能取得快速绿化的效果，但坡度大于45°时需挂过塑铁丝网作骨架以增强坡面和基质的稳定。喷混植生技术在华南岩质边坡取得了较好的社会和生态效益，在北方也有推广应用价值，但也有其局限性。笔者以深圳市梧桐山道立交边坡为研究对象，通过分析其边坡特点，提出新的修复理念，对边坡进行生态修复措施设计，应用了新技术，边坡生态修复后效果良好，可为高陡岩质边坡的生态修复提供参考。

1 喷混植生技术的研究进展

我国于20世纪90年代中后期引入喷混植生技术，实践中通过不断改进完善，取得了一定的效果。1998年重庆交通科研设计院提出了复合营养土喷播植被技术，可用于风化破碎岩石和干旱地区边坡复绿[1]。2000年章梦涛等[2]报道了深圳如茵公司开发的岩质坡面喷混植生技术，该技术2001年获得深圳市科技进步二等奖，2002年获得广东省科学技术进步三等奖，并在实践中成功应用[3]。2003年张季如等[4]介绍了草灌植被可生长的生态防护材料，并提出了利用生态护坡材料进行边坡侵蚀防护、绿化的设计。2008年重庆交通大学刘飞等[5]探讨了采用改性硫铝酸盐水泥及凝石作为胶结材料的可行性，结果表明两种胶结材料基本达到了植被混凝土对胶结材料的要求。

2 研究区概况

梧桐山道立交边坡位于深圳市盐田海港大厦东北侧，其东侧为盐田港保税区和深圳检验检疫局盐田检验场，南侧接盐田港中港区，西侧现状为山体，北至盐排高速公路，东部沿海高速公路从立交的南部穿过。

梧桐山道立交边坡所在山体为梧桐山系的外延，处在梧桐山的东麓，地貌以破碎低山台地为主，有两个明显的冲沟，分别位于马会用地所在山丘的南、北两侧。用地区域整体呈近南北走向，总体上地势西高东低，所经地段地形起伏较大，工程开挖形成的边坡长约1 141 m，最大坡高98 m，最小坡高19 m。

梧桐山道立交边坡属南亚热带海洋性气候，年平均气温22.6 ℃，极端最高温度为37 ℃，极端最低温度为2.8 ℃；多年平均降水量1 950 mm，年最大降水量2 634 mm，年最小降水量912 mm，多年平均水面蒸发量为1 330 mm。

梧桐山道立交边坡区域周边山地植被茂密，且人为干扰较少，仍保持着较原始的自然生态环境。其植被具有沿海南亚热带常绿阔叶林的一般特征：乔木树种较多且整体相对较矮，藤本植物生长茂密。

梧桐山道立交边坡依山体南北走向分级进行开挖(每级高度为10 m，平台宽为2 m)，根据不同的地质情况采用不同的放坡坡率，见表1。

根据边坡坡率与地质条件(坡体岩性)的不同进行边坡支护设计，采用的支护措施主要有钢筋混凝土框架梁+锚杆、浆砌毛石重力式挡土墙、钢筋混凝土抗滑桩、主动柔性防护网+锚杆等。

表1 不同类型边坡开挖坡率

3 高陡岩质边坡生态修复设计

3.1 应用的新理念

(1)实现工程护坡和生态护坡的科学结合，因地制宜采取措施。

(2)动态设计、动态施工，不断试验改进。

(3)实现近自然、可持久的生态恢复。

3.2 边坡排水系统设计

(1)排水系统组成。主要包括坡顶截水沟、平台排水沟、坡面跌水沟、坡脚排水边沟及消力井、沉沙池等。

(2)排水系统布置。坡顶截水沟修建在边坡开挖线上部，距开挖线5 m以外视现状地形布置，边坡雨水汇流处及适当位置布置跌水沟进行分流排放。

为适应高边坡施工条件，平台排水沟与种植槽结合修建，采用钢筋混凝土预制件排水沟或生态排水沟形式，其平面布置根据平台宽度(B)分为两种：B≤3 m时，布置在坡脚处，采用钢筋混凝土预制件排水沟；B>3 m时，布置在平台外侧，采用生态排水沟。在跌水沟进入道路边沟处布置消力井，以防急流影响道路运行。

3.3 平台种植槽设计

为改善边坡的生态环境，沿平台设计了种植槽。种植槽修建方法为在平台外侧修筑挡墙，然后回填种植土。

3.4 生态复绿措施设计

3.4.1 生态复绿技术原则

采取的复绿技术不影响边坡的稳定性，不危及道路的正常运营；技术较成熟，有成功的施工案例供参考；需满足快速绿化和全面绿化的要求；可操作性强。

3.4.2 植物选择

所选择的植物应耐旱、耐瘠薄、抗逆性强，能适应边坡的特殊环境条件；靠近道路的坡面绿化应满足生态功能，同时考虑景观效果；应具有较强的抗风能力；尽可能以乡土树种为主。

3.4.3 边坡及平台绿化设计

(1)坡比小于1∶1.25的全风化石质边坡和土质边坡。采用不挂网客土喷播植草+种植乔灌木的模式绿化，喷播的草种为百喜草、狗牙根、多花木蓝，并混播少量山毛豆种子，种植的灌木选用簕杜鹃、桃金娘、金合欢、野牡丹、马缨丹等，乔木选用台湾相思、雅榕、黧蒴锥、凤凰木、海南蒲桃、木荷等。采用乔灌混交种植，株行距为1.5 m×1.5 m，乔灌比为1∶2。

(2)坡比为1∶0.75～1∶1.25的石质边坡。采用挂网(单层网或者双层网)喷混植生+灌木的模式恢复植被，草种选择狗牙根、百喜草、竹节草、假俭草，灌木选择金合欢、簕杜鹃、桃金娘、野牡丹、夹竹桃、朱缨花、马缨丹等。灌木苗为袋苗，株行距为1.5 m×1.5 m。

(3)坡比为1∶0.5～1∶0.75的石质边坡。采用挂网(单层网或者双层网)喷混植生+人工植生盆+V形槽措施绿化，草种选择狗牙根、百喜草、竹节草、假俭草，灌木选择桃金娘、野牡丹、马缨丹、朱缨花、簕杜鹃等，乔木选择台湾相思、雅榕、大头茶等,藤本选爬山虎、薜荔。灌木苗为袋苗，株行距为1.5 m×1.5 m；利用坡面微凹地形砌筑人工植生盆(平均每100 m2修建6～8个)种植乔木，植生盆直径不小于50 cm，平均回填土深不小于50 cm，每个植生盆种植乔木1株；对于坡比为1∶0.5边坡结合V形槽措施复绿，V形槽回填种植土，种植灌木和藤本。

(4)平台绿化技术。在种植槽外侧种植灌木一排，内侧种植乔木一排，石质边坡的平台则在平台的两侧各加种藤本一排。灌木选用簕杜鹃、朱缨花、夹竹桃、黄金榕、桃金娘、软枝黄蝉等，种植间距1 m；乔木选用雅榕、台湾相思、木荷、羊蹄甲、红锥、铁冬青、山乌桕、铁刀木、海南蒲桃、黧蒴锥、凤凰木等，种植间距2 m；上爬藤本为爬山虎、薜荔，下垂藤本为首冠藤、马缨丹，种植间距0.2 m。

(5)填方边坡绿化。填方边坡坡率为1∶1.5～1∶2.0时，采用人工植草+乔灌木绿化。乔木选择木棉、樟树、雅榕、凤凰木、洋紫荆等，也可适当种植一些能体现亚热带特色的棕榈科植物，株行距为3 m×3 m；灌木选择夹竹桃、紫薇、四季桂、朱槿、鸡蛋花、簕杜鹃等，株行距为1.5 m×1.5 m。

(6)裸露缓坡地及台地绿化。裸露缓坡地及台地复绿方法为乔灌混交的方式，乔木选择凤凰木、雅榕、木棉、南洋楹、桃花心木、高山榕、台湾相思、海南蒲桃等，灌木选择夹竹桃、金合欢、桃金娘、野牡丹、簕杜鹃、朱缨花等。

(7)挡土墙绿化。挡土墙通过在墙脚和墙顶部各种植一排藤本进行上爬下垂绿化，上爬藤本为爬山虎、薜荔，下垂藤本为炮仗花和马缨丹，种植间距0.2 m。

3.5 滴灌设计

梧桐山道立交边坡多为石质，坡高且陡，坡面绿化工程养护难度大，若灌溉不当易影响苗木成活率。为保证整治效果及后期生态系统的良性演替，采用近年来发展起来的先进滴灌技术进行灌溉。

4 边坡生态修复效果分析

梧桐山道立交边坡生态修复工程于2010年6月竣工，通过跟踪调查可知，生态修复后破坏的生态得到了有效恢复，边坡整体景观与周边环境相协调，并有效地控制了高陡岩质边坡的水土流失(生态修复前后面貌对比见图1～3)。

图1 2009年生态修复前面貌

图2 2011年生态修复1年后效果

图3 2016年生态修复6年后效果

从群落结构组成来看，边坡生态修复初期，草本植物为优势种，随着时间的推移，植物群落呈现出乔、灌、草搭配的多层次结构，系统趋于稳定。边坡生态修复1～2年以人工种植植物为主，经过3～6年的发展，部分人工种植植物如狗牙根、百喜草、山毛豆等，因不适应样地条件而退化，木麻黄、芒草、五爪金龙、蟛蜞菊等植物自然入侵，存留下来的人工种植植物和自然入侵植物的竞争逐渐达到平衡，建群种形成，植物群落向良好方向发展，进入自然演替的过程。植物长势良好，草本1年后覆盖率在95%以上，3年后保存率在90%以上；藤本1年后成活率在95%以上，攀援长度在250 cm以上，且分布均匀，3年后保存率在90%以上，攀援长度在500 cm以上；灌木1年后成活率在90%以上，株高在50 cm以上，冠幅在30 cm以上且分布均匀，3年后保存率在85%以上，株高在150 cm以上；乔木1年后成活率在90%以上，株高在100 cm以上，冠幅在60 cm以上且分布均匀，3年后乔木保存率在85%以上，株高在250 cm以上。