公路边坡生态恢复设计方法分析

张迁

（山东桥山建设工程有限公司，山东潍坊 262500）

0 引言

针对当前日益严重的高速公路边坡生态环境问题，传统的纯工程边坡防护技术难以适应不断提升的现代化公路建设要求，为此，生态恢复技术在公路边坡中的应用正不断引起人们的重点关注。公路边坡生态恢复需要在满足护坡的基础上，加强边坡生态和周围环境的有效融合，对原生植被减少破坏，促进地域生态系统的物质交换，达到景观环境的协调性目的，最终获取良好的生态经济效益。

1 边坡生态恢复技术

1.1 连续纤维补强客土喷播技术

目前对于表面较为坚硬、植物根系难以有效达到裂缝深处的石质边坡，主要采取连续纤维补强客土喷播技术进行边坡生态恢复，该技术通过将玻璃纤维、客土、植物根系、金属网等进行立体交叉化处理，并且将整体结构覆盖、锚固在边坡表面。技术开展流程如图1所示：先进行坡面的整修清理；然后进行锚杆施工。

图1 连续纤维补强客土喷播示意图

锚杆采取螺纹钢筋，需要在锚杆一端焊接小钢板（5cm×10cm），锚杆需要钻孔进坡25cm；塑料排水板则利用废旧塑料加工处理制成，排水板铺设需要和垂直方向呈30o，并且用钢钉进行位置固定处理，排水板铺设主要是为了排除边坡裂隙水、地表水；喷射25cm厚度左右的玻璃纤维和砂质土，玻璃纤维布置需要满足分布自然均匀化；铁丝网挂设中则主要采取12 号镀锌菱形网，其网孔为40mm×40mm，直径为2mm，配合锚杆进行全面铺设；材料喷播中需要确保种子的发芽率及复合肥、覆盖料质量，灌草种配比的确定则需要依据坡面特点及当地气候进行；薄膜的覆盖则需要由上而下顺坡进行，搭接宽度控制在10～15cm，覆盖质量为180g/m2[1]。

1.2 土工格栅植草技术

土工格栅植草技术中采取的土工格栅主要由低延伸率和高抗拉强度的高分子材料制成，其内部具备锁定孔眼，能够极大地提升土工格栅的抗拔水平。土工格栅植草护坡技术工艺如图2所示，首先，进行原材料的准备，植物草籽和土工格栅类型需要严格依据地质生态、施工环境进行选取，草种发芽湿度、温度的控制则需要合理安排施工期；其次，覆盖层安装施工之前需要将坡面进行轮廓修整，并且加铺40～70mm含有水分、肥料等有机质的土料；再次，土料加铺完成后，开展铺网施工，不同网块的搭接长度控制在350mm 以上，纵横向搭缝之间每隔1.5m 进行钢钉锚固；最后，播种则需要根据设计配比进行，填土需要将网块压实，填土厚度为10～20mm，需要刷进土工格栅孔眼中，充分提升土工格栅的加固作用[2]。

图2 土工格栅植草施工技术示意图

1.3 穴植技术

穴植技术则需要在治理坡面上进行植穴的挖掘，并且进行营养土的回填及植物的种植，植物栽植可以采取种花、种草、植树三种类型，穴植技术主要适用于土含量较高、土质较好的边坡，可以实现层次种类较多且植被丰富的边坡绿化结构，达到与周围生态的协调。穴植技术施工中需要选取无病虫害、植株强壮、规格一致的植物材料，坡面则需要清除石块及杂物，对于坡面低洼处则需要回填或者夯实处理；穴槽的开挖需要依据土壤情况和植被根系来进行，灌木植被的穴槽规格如表1所示；土壤回填则需要采取施基肥、营养土，不同植被之间的高度、距离需要依据设计指标进行布置。

表1 灌木植被的穴槽规格

1.4 草棍客土技术

草棍客土喷播技术是常见的岩石边坡复绿技术，如图3所示。其具体操作流程如下。

首先，对坡面进行平整化，低洼回填处理；开展垫层施工，对稻草进行消毒，稀泥浸泡草棍，并且采取直径20mm 的钢钉进行固定；草棍布置间距为25cm，钢钉间距则控制在2～3cm；草棍布置方向需要和行车路面保持一致，再进行10cm 左右的覆土处理。

其次，采取直径2mm 的12 号镀锌菱形铁网进行钢元固定；浇水喷播，地膜覆盖。

最后，植被种子出芽率1～3 个月后可以达到90%以上。

图3（a） 草棍铺设

图3（b） 覆土处理

1.5 植生袋

植生袋是具备一定规格种子夹层，且一端开口的袋子，其内部可以装入肥料和土壤，将该植生袋进行坡面固定之后，内部土壤受到边界限制不会产生侵蚀流失，种子则在适宜环境中发芽生长，形成良好的坡面植被，恢复绿化。植生袋依据其作用不同可以分为以下两种：

一是种子植生袋，如图4所示，其需要将有机肥料、草灌种子按照一定配比进行合理播撒，一般设置在双层布之间，可以采取针刺、衍缝等技术将布和尼龙网进行拼接，继而将网袋均匀铺在坡面上，上部铺设1～2cm 厚度左右的耕作土。该类型适合用于硬质土坡、软质岩坡，坡长需要控制在3～6m 之间，且坡度小于1∶1。种子夹层能够有效避免雨水冲刷造成的流逝，该防护类型具备易搬运、施工简便、绿化程度高的优点。

图4 种子植生袋

二是单体植生袋，如图5所示，其需要将包含草灌种子、耕作土、有机肥料进行无纺布、PVC 网袋的装填，继而进行网袋封口，以此形成整体化的基本单元。单体植生袋可以实现陡岩坡面、支补墙的复绿工作，其只需要合理浇水就能够实现良好的绿化[3]。

图5 单体植生袋

2 公路边坡生态恢复设计

2.1 工程概况

山东省内某高速公路是省内四纵四横路网的重要构成，作为省内重要干线公路，其全长为40km，包含2 个服务区、2 个枢纽、3 个互通，路线范围气候湿润，且公路于2020年底开始通车运营。其中济南段路线局部通过区域具备较为丰富的地形地貌结构，包括山地、丘陵、水网、平原等结构，水体（湖、河、溪流等）具备多样化的生态，地势变化幅度较小。该公路区段边坡较为典型，主要包括一般路段的路堤路堑土质边坡、岩质边坡、膨胀岩质边坡三类，生态恢复设计主要针对该区段进行。

2.2 设计方案

该路段的路堑、路堤主要采取植物生态恢复技术处理，且植物类型多采取路段沿线附近的适宜植物为主，设计方案针对该路段的不同边坡类型开展不同技术处理，具体如下。

2.2.1 一般路堑、路堤土质边坡

生态恢复技术需要依据边坡土质塑性情况及其高度合理选取，对于路堤边坡，则采取普通喷播植草防护技术，先对坡面进行平整处理，土路肩部分需要和坡面衔接自然，护坡道和坡面则需要进行衔接导弧处理，加强界面的视觉效果；对于路基坡率变化明显的区段，削坡则要实现自然过渡化，确保有效的路基宽度和断面尺度。路堤景观绿化则主要在排水沟位置附近进行乔木种植，一般距离排水沟1.5～2m，且在不同乔木之间布置灌木，以此达到高矮结合、层次丰富的景观生态，沟外公路用地则可以采取地被植物种植形式进行绿化处理，整体表现为近草皮、中灌木、远乔木的三层生态结构。

路堑边坡则需要对原有地形进行整合处理，采取不同生态植被进行坡度的自然衔接，对于坡脚和坡顶也需要进行弧线优化，对既有植被则要适当保存，具体实施方案如下：挖方中存在边坡稳定性较高的路段，高度小于3m 的边坡，主要采取草皮铺设及播撒草籽的形式进行绿化处理；边坡高度在3～8m 之间，采取液压喷播绿化技术，喷薄厚度需要大于3cm，且后续需要进行草灌乔木的景观优化；边坡高度大于8m的路段，对于第一级边坡坡率1∶1.5,高度6m 的绿化，则主要采取客土喷播结合三维土工网处理，其中喷播厚度大于5cm，二级边坡坡率小于1∶1.5，则采取液压喷播结合草灌乔木的立体绿化模式。

2.2.2 岩质边坡

岩质边坡要合理放缓处理，以便满足不同植被的生长要求，现场采取镀锌铁丝网挂设结合喷播植草及绿化基材的方式，喷播植草则主要以灌草种混合的形式进行，且不同路段需要合理选取灌草类型，以便实现边坡绿化的动态感。

2.2.3 膨胀岩边坡

膨胀岩边坡则主要采取土工格栅结合植被混播方式进行，考虑到该路段膨胀岩边坡路堑裸露时间较长，且在进行路基碎石盲沟排水设施构建过程中，没有及时采取有效边坡防护措施，膨胀岩边坡出现了明显的失稳预兆，为此，该段路堑边坡进行土工编织袋及时加固处理，在此之后开展边坡生态恢复。膨胀岩边坡需要保证其生态耐久性，保证植被的长期绿化和景观协调性，主要采取以下措施进行：现场弱中膨胀岩和强膨胀岩区段，需要根据植被恢复生长要求及边坡稳定性确定边坡坡率，一般控制在1∶1.5～1∶2.5之间，且路堑需要逐段开挖，以避免膨胀岩遇水失稳，逐段开挖中每隔一段需要加铺一层土工布，继而将高度为15cm 的土工格室铺设在边坡坡面上，采取钢筋进行坡面固定处理，土工格室孔眼中需要填充压实15cm 的黏土，并全面覆盖15cm 营养土之后进行混播处理。

3 生态恢复实施结果分析

不同路段的不同边坡需要进行生态恢复实施效果分析，方案中主要选取了植草护坡、挂网喷播、土工格栅植草三种形式，现场在路段两个区域布置3 个监测点，如表2所示。

表2 3 个观测点布置技术要求

不同测点位置边坡植被景观生长效果如表3所示。其中，植草护坡技术主要选取黑麦草和百慕大，植被具备较差的覆盖率，且层次感较差，后期极容易出现枯萎等情况，造成景观效果的退化。

表3 植被景观生长效果

挂网喷播初期难以形成灌木层次，植被种类较为单调；中期灌木层形成后，植被层次较为丰富；到后期，植被枯萎造成覆盖率衰减，边坡土层结构裸露；在雨水季节，土壤会出现下滑情况。

土工格栅植草应用中，阳面植物生长情况要好于阴面，阴面的植被满铺基本上要晚于阳面，植被的景观效果、生长趋势、土壤覆盖率都相对较差；土工格栅植草在前期的景观效果较差，中后期由于土工结构的边坡加固作用，植被生长情况会不断改善。

4 结语

对于边坡生态修复技术的应用主要针对山东省内高速公路项目开展，且多是定性上的描述，在考虑不同气候环境、坡度、降雨强度下的生态修复效果还需要进一步分析，只有充分了解不同生态修复边坡技术的优缺点，才能够解决公路边坡生态环境问题。