铁路路基岩质边坡植被防护研究

王金芝，张 明

（1.天津城建大学 土木工程学院，天津 西青 300384；2.河南工程学院 土木工程学院；河南 郑州 451191)

现代交通发展越来越迅速，火车已经成为人们出行必不可少的交通工具。尤其近几年铁路的发展日渐迅速，为我国的经济发展做出很大贡献，为人们生产和生活带来了很大便利。1825 年，世界上第一条铁路由斯托克顿至林顿铁路建成通车；1881 年，我国筑成了第一条标准轨距铁路——唐胥铁路。对于铁路路基边坡类型的划分，一种就是按照边坡的地层岩性可以将边坡划分为土质边坡和岩质边坡。土质边坡[1]一般是由土体或类土物质组成，加上土体中自带的水分与养分，在一般情况下还是能满足大多数物种的生长和繁殖。岩质边坡相对于土质边坡来说，它由一些不同程度的风化岩以及一些岩土混合物组成，不易于草木的生长。

铁路路基边坡防护也有其要遵循的原则：经济性、环保性以及稳定性。铁路路基边坡防护实施的目的是为了对铁路路基的保护，延长铁路的使用年限[2]。原铁道部建设管理司和原铁道部工程设计鉴定中心联合发布的通知[3]中明确指出：对于路基边坡坡面防护和加固，应优先选用绿色植物防护或者绿色植物防护与工程防护相结合的措施，不得采用全坡面圬工防护。岩质边坡的边坡植被防护技术有很多，如喷混植生技术、厚层基材喷播技术、客土喷播技术、液压喷播植草技术、OH 液植草技术等。

国内最早记载是在公元前598～591 年，为防止大坝的水土流失，用草来加固以致其不会发生严重的灾害。洪伟等[4]对在铁路路基岩质边坡中使用编码肥料为粘结材料的喷混植生防护技术作出了系统的阐述。

在国外，一般将其定义为：“用活的植物、单独用植物或者植物与土木工程、非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀[5]”。前堀幸彦等均对边坡植被防护作出了不同的解释。在国外早已广泛应用铺草皮，植草等方法。

铁路路基岩质边坡失稳影响的不仅仅是地质情况的改变，还有对交通的影响，可能会阻断交通，掩埋铁路，甚至严重的情况下还可能导致正在使用的铁路废弃[6]。在深圳，路基边坡支护对环境的影响问题有过经验教训。盐坝高速公路大小梅砂段边坡支护大量采用了砌石护墙，严重影响景观且引起了市民不满。进入21 世纪之后，深圳把边坡治理的环境问题提到了重要位置。在重大的地质灾害治理工程中，开始注重了边坡的植被绿化与环境协调等问题。

1 铁路路基岩质边坡植被防护技术

1.1 植被防护机理

植物根系的固土作用是经由在边坡外面栽种植物，植物竖向根系深入到风化带内，锚固到最深处土层的一个过程，由此对土体起到锚固作用，形成一个自然一体的结构，可以起到加强土层间的黏聚力、锚固的作用。此外，锚固越牢固，坡面水力冲刷带来的破坏就会被阻挡，而且还可以阻止裂缝的形成。现阶段，在理论研究方面，主要集中在植物根系增加岩土体抗冲蚀性与边坡加固的力学机理方面，王库[7]对几种植物根系土壤进行了剪切试验研究，结果表明，穿插在土体中的根系能明显增大土壤的抗剪强度。其具体流程图如图1。

图1 植被护坡防护机理

1.2 铁路路基岩质边坡植被防护技术类型及其适用范围

植被防护技术可分为客土喷播技术、厚层基材喷射技术、喷混植生技术、液压喷播植草技术。各类技术要点以及其适用范围见表1。

表1 植被防护技术及其概括

2 深圳市铁路岩质边坡植被防护技术实例分析

2.1 工程概况

在深圳市南山区铁路建设中，建设场地由开挖大南山山脚形成，在场地上形成了 15～30 m高的边坡。边坡揭露的岩土层以中风化和微风化花岗岩为主，项目的边坡坡面较陡，地形复杂，气温炎热，经过研究后决定采用土钉（岩钉）支护，坡面安装预制挂篮垫土种植乡土植物勒杜鹃的边坡支护和防护方案。

2.2 施工工艺及种子选取

该项目的一侧边坡最大垂直高度达 25 m，分为三级支护。自上而下，第一级以残积土和强风化岩为主，采用放坡锚杆格构梁支护，坡面喷混植生的方法。第二级边坡以中风化和微风化基岩为主，采用了喷锚支护，爬山虎爬藤绿化；第三级边坡采用锚杆支护，坡面挂预制花篮垫土种植勒杜鹃绿化。

2.3 绿化植物种类选择及各自生物学特征

所选的植物为勒杜鹃，爬山虎，小叶榕，高羊茅。在第一级边坡坡角和坡面种植小叶榕，小叶榕属乔木，喜欢温暖潮湿，日照时间长的地区，且其耐风，耐瘠，抗污染，寿命长，是很好的植被防护植物选择。同时在第一级边坡喷播高羊茅，高羊茅属于禾本科植物，其生于山坡下，根系发育，性喜温暖潮湿的气候，抗逆性强，根据综合因素考虑，其宜放在山脚下对边坡进行防护。

第二级边坡坡脚种植槽内填土种植爬山虎，爬山虎属于多年生大型落叶木质藤本植物，其适应性强，喜阴湿环境,对土壤要求不严，所以适合深圳市的气候特征，为较好的植被防护植物选择。

第三级边坡坡面预制挂篮内种植勒杜鹃，勒杜鹃叶子喜温暖湿润，阳光充足的环境，适合种植在南方，且可露地栽培越冬。其可裸根移植，成活率高，适宜做植被防护植物。

2.4 绿化效果及分析

在该边坡植物防护施工一段时间后，所有植物基本成活，且边坡水土流失现象大大减少，植被长势良好，且与周围环境相适应。绿化对比见图2 和图3。

图2 施工前地貌

图3 施工后地貌（仅截取一部分）

图2 为边坡开挖后的情况，边坡坡度较陡，且大多为岩质边坡，植物不易存活。图3 为种植槽植物生长效果图，植物生长形势良好。

由图2 和图3 对比效果可知：通过对草种，灌木种子、灌草种子混播，对坡面植被和水土保持效果的影响分析，岩质边坡适用于灌草种子混播，能取得很好的绿化效果。

3 结语

（1）岩质边坡植被护坡技术还存在着许多问题，如不了解项目地质条件对岩质边坡进行植被防护，后期则没有达到很好的预期效果。所以，在进行防护时，对工程地质及气候特征应进行数据分析，选取最优方案对边坡进行防护。

（2）由深圳市南山区铁路植被护坡技术的运用状况分析可得，对于边坡地质条件不同且高差大的岩质边坡，分级防护是最好的办法，不仅考虑到了每层地质条件，而且能更好地发挥植被防护技术的作用，绿化效果显著。

（3）在今后的生态防护中，可以采取将工程防护与生态防护联系在一起的方法对边坡进行防护，工程防护忽略了生态部分，对环境破坏极其严重。综合防护能在稳定边坡的同时改善环境，减少人类对环境的破坏。由于两者各自不同，但是又各有优缺点，有效地结合能更好地发挥对边坡的稳定作用。