刍议边坡工程中的生态防护

2020-03-14赵森

四川建材 2020年2期

关键词：喷播植草土体

赵森

(山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西太原 030006)

0 前言

为保证工程建设质量，通常会在施工中对边坡进行加固处理，不过传统的加固防护措施虽然能够提升边坡的稳定性，提升土体结构质量，但是对周边环境会造成不良影响。为此，就需要加大生态防护技术的研究力度，以弥补边坡作业中存在的问题，提高工程建设质量。

1 边坡生态防护的功能及机理

1.1 边坡防护功能与机理

在公路工程中，边坡防护是较为重要的功能，其能够在保证公路正常使用的同时，降低水土流失、滑坡等灾害对公路带来的影响。在公路边坡防护中，生态防护技术是通过植被的合理利用来提升边坡结构的稳固性，通过植物自身性能的发挥来缓解水土流失带来的危险，保证边坡安全。在边坡生态防护中，植物发挥的防护作用主要体现在水文效应及植物根系的力学效应两方面。

边坡生态防护工程中，植被水文效应的应用能够实现降雨截留的效果，从而降低雨水及地表径流对边坡结构的侵蚀，提高边坡结构的稳固性。植物根系的力学效应在边坡工程中的应用主要体现在加筋、锚固和支撑三方面上。由于植物种类的不同，根系性能也会存在明显差异。例如草本植物根系的表层较浅，其自身的延伸性能与三维加筋复合材料的融合能够很好地提升土体结构的抗剪能力，提高边坡稳定性。

木本植物的根系通常分为垂直根系和水平根系，水平根系在边坡土体中延伸生长，形成具有一定强度的根网，能极好地固结与支撑根际土体；垂直根系可向土体深处延伸，进而达到很好的锚固效果，保证岩土层结构的稳定。水平根系与垂直根系的紧密连接，可提升土体深层次结构的锚固效果，提高边坡结构的稳固性及抗剪能力。

研究表明，边坡失稳破坏与土体的孔隙水压力过高密不可分。而边坡植被生长过程中会通过其根系源源不断地吸收水分，降低土体内的孔隙水压力，提升边坡的稳定性。

1.2 生态功能和景观功能

在公路工程建设中，开挖和回填是必须要进行的施工项目，而这两项作业对于工程建设周边的生态环境及自然景观会造成较大影响。因此，需要提高边坡生态防护技术的应用效率，充分发挥其生态功能和景观功能，保证周边环境质量。生态防护在边坡工程中的应用，一方面能够保证工程周边植被的完整性和密集性，构建良好的生态系统，为生物及植物生存发展提供良好空间，降低工程建设对周边生态环境的破坏。另一方面生态防护在公路及周边环境中起到很好的缓冲效果，利用植物的吸音效果，降低公路运行中的噪音污染、有害气体污染及固体废弃物污染带来的影响。此外，边坡生态防护通过合理搭配乔木、灌木及草本植物，可使裸露的边坡重新恢复绿色，丰富公路沿线的景观环境，进而将公路边坡打造成人工与自然相结合的风景线。

1.3 改善公路通行功能

边坡工程中采用生态防护技术能够提升周边绿化面积，降低大风及风沙等不良天气带来的影响。且随着植被覆盖率的提升，还能够形成小型气候区，营造凉爽、舒适的环境空间。此外，边坡植被的合理配置对于提升公路的通行能力也有着显著效果。例如，通过边坡植被的变化能够起到很好的导视作用；在夜间行车中，植物的遮光效果能够降低车辆前照灯对视觉的刺激，避免交通事故的发生；在公路隧道外侧种植明暗适应植物，可帮助驾驶员缩短车辆进入隧道后对明暗急剧变化的适应时间；种植缓冲植物，当车辆与公路沿线构造物发生碰撞时能降低对车辆和乘客的损害。

2 生态防护的具体措施

2.1 种草防护

种草防护具有成本低、施工简便、人力消耗小等优势。在边坡工程中的应用需要注意的内容有：①植被的高度不得超过6 m，坡度应控制在1∶1.25以下，种草防护不可应用在岩石边坡或含水量较高的土质边坡中；②撒播、沟播及喷播是最常用的防护方法，撒播一般针对软土边坡结构，具有施工技术简单，造价低等优势；沟播适用坚硬边坡结构，通过置换法来提升草籽的成活率；喷播则被应用在土质贫瘠边坡中。

2.2 铺草皮防护

如图1所示，该防护方式大多被应用在高度低、坡度缓、风化严重的岩质边坡中，效果较为显著。具体施工方法为：一是平铺，在与坡面平行的位置上进行草皮平铺；二是水平叠铺，与地面平行的位置上进行铺装；三是垂直叠铺，与坡面呈垂直角度进行铺装；四是斜交叠铺，草皮铺装的角度与坡面的角度要控制在90度以下。

2.3 植灌木防护

植灌木防护主要是在边坡结构上栽植低矮灌木，以此来提升边坡的稳固性，进而降低因水流冲刷所造成的滑坡等危险问题。植被灌木防护一般被应用在坡度1∶1.5或者较缓的边坡工程中。

2.4 土工网植草防护

如图2所示，土工网植草防护是利用三维立体网来提升边坡稳固性的一种新型措施，不仅能够提高边坡的稳固性和安全性，还能够保证土体结构的养分，为草籽生长提供良好空间。此外，该生态防护模式的应用替换了原有的浆砌片石护坡，有效提升了抗水体冲刷效率。

2.5 行栽香根草防护

香根草的生长周期较短，一般3～4个月就可成型，且根系较为发达，长成后的香根草能够承载75 MPa左右的拉应力，对于提高边坡的抗拉性能有很好效果。另外，香根草的耐火、耐寒、耐涝等能力较强，固土护坡效果显著。

图1 铺草皮防护

图2 土工网植草防护

2.6 蜂巢式网格植草防护

蜂巢式网格植草防护具有施工简便、外观齐整、成本适中等优势。具体的操作原理为：对边坡坡面进行修正，并在修整好的坡面上进行预制框砖的拼铺，拼铺完成后在框砖网格内进行植物栽植，如图3所示。这样的防护方式能够形成较为规整的混凝土框砖结构，降低降雨过程中雨水径流对边坡结构的影响，其效果与干砌片石护坡的方式类似。

2.7 客土喷播生态防护

如图4所示，在坡面挂网后按照规定厚度进行土壤喷填，喷填完成后进行草籽喷播种植。在客土喷播生态防护中，需要先对边坡进行修整、钻孔，并利用锚杆等进行加固，之后再开展喷填及喷播作业，提高边坡加固效果。通常情况下，该防护模式被应用在种植条件较差或种植效果较差的边坡结构中。

图3 蜂巢式网格植草防护

图4 客土喷播生态防护

2.8 喷混植生生态防护

该方式与客土喷播防护的原理类似，均是在提升边坡防护效果的基础上构建良好的周边生态环境质量。两者的不同之处在于，喷混植生生态防护应用的是短锚杆及镀锌铁丝网材料，通过喷射机喷射的方式将铁丝网喷挂在边坡坡面上。缺点为隔热、保水及保肥效果较差。

2.9 植生基质喷射防护

植生基质喷射防护一般应用在酸性边坡土壤或坡度小于1∶0.5的岩质边坡中，具有施工成本低，养护方便的优势。施工流程为：钻孔并进行锚杆植入，待锚杆稳定后悬挂镀锌钢丝网，之后进行植生基层喷射。

3 边坡工程中生态防护技术应用的建议

3.1 加强生态退化的防治力度

在边坡生态防护工程中，植物的选择应尽量以本土植物为主，且注重不同类型植物的搭配与组合，以提升边坡防护效果，防止生态退化。而外地植物在本土栽植中，应先对植物的生长情况及区域生态环境进行了解和掌握，以确保植物选择的合理性。同时也要优化深、浅根植物的结合，豆科、非豆科植物的结合，配置好生存能力性强的植物与光、水、热、肥利用率高的植物，如此才能有效地防止边坡生态的退化，建设好一个立体的边坡生态防护体系。

3.2 合理引进生态防护新技术

随着生态防护重视力度的加强，各种新型生态防护技术及工艺也被广泛引入到边坡防护工程中，为此，技术人员应注重新型技术的选用。在现今的新型技术中，植生基质喷射、客土喷播、喷混植生是较为基础的生态防护技术；ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料等新型技术可通过提升植物的抗逆性及生理机能，来加快植物生长效率；渗灌、滴灌、膜孔灌、注水根灌、插管根灌等技术则可以提高植物成活率，做到涵养水源，提高植物成活率的作效果。