高寒高原草原地区高速公路边坡绿化技术研究与应用

王 勇

（甘肃省远大路业集团有限公司，甘肃 兰州 730030）

0 引言

高速公路边坡绿化技术是应用生态学基本原理，综合规划使用现有工程技术和先进生物技术，在受损工程破坏面及新建路基边坡上重新构造一处完整的土壤环境，加以人为生态修复，实现高速公路边坡生态系统再生，完善其服务系统，优化使用功能[1]，最终达到交通安全、景观效应、生态效应与环保效应相结合的目的[2]。近年来，随着全新的生态环保理念不断涌现，生态环保的重要程度持续攀升，以及当下公路建设者和使用者对高速公路绿化的要求不断提高，边坡绿化已经成为绿色公路建设的一种重要技术模式，以往的圬工防护及简单的绿化施工已经无法满足当下高速公路建设要求，尤其是在草原地区修建高速公路，对边坡绿化的要求更高、更严[3]。

S10卓合高速公路一期工程建设项目位于青藏高原东北边缘与黄土高原西部过渡地段的甘南高寒高原草原地区，路线穿越合作市、临潭县及卓尼县，属高寒湿润及温带半湿润向高寒湿润气候过渡带，常年气候寒冷、阴湿、四季不分明，长冬天、夏春秋相连，春季回暖慢、秋季降温快，入冬早、解冻迟，极端最高气温28 ℃，极端最低气温-23 ℃，冻融循环现象突出。项目沿线降水东北多西南少，年均降水量545 mm，主要集中于7—9月；平均无霜期为48～65 d。当地霜冻、寒潮、强降温、大雪、冰雹等自然灾害频繁，植物生长季短、生态系统脆弱及非原生物种成活率低等特点极为明显，导致在该地区高速公路边坡绿化时，植物品种选择、物种组合配置必须具有更显著的地域、气候特色，腐殖土的二次利用、绿化施工技术、过程管控及工后养护显得尤为重要。

1 路域土壤、植被勘查

项目区属甘南高原草甸土亚区和灌丛草甸土山地棕壤亚区。沿线表层土壤类型大多为高山草甸土、沼泽土、泥炭土、黑土、黄土、红土。其中，临潭及卓尼境内多为黄土和红土，局部存在沼泽土及泥炭土，土壤养分不足，保水性较差；合作境内路段地表多为黑土和高原草甸土，黑土覆盖层厚50～180 cm不等，土壤养分充足，后期绿化施工采取土壤调配的方式，充分利用合作境内清表黑土，提升边坡绿化植物成活率。临潭及卓尼境内公路沿线植被多为人工林地，以柏树、针叶松为主，荒山地表长有稀疏杂草，近水区域滩涂荒地杂草丛生；合作境内公路沿线区内植被主要为草原植被，以寒生植物占优势，并伴随有相当数量的杂草或灌丛。项目所在地区每年5 月份左右植被复绿，至9 月底植物成熟枯黄，植被生长周期普遍较短。同时甘南高原草原生态系统脆弱，尤其是半山腰以上位置，牛羊过度啃食或人为破坏后自然修复难度极大，随处可见的小区域土基外露。

2 绿化植物品种选择

甘南高原高寒地区气候条件复杂，植物生长周期短。项目边坡绿化应当选用初期生长快、对恶劣的气候环境有较强的抗性和适应性、根系发达及抗病虫能力强的物种；同时所选植物应体现高速公路融合自然的景观原则。在植物种类及配置方面充分考虑自然植被的构成，在与自然植被充分协调的基础上可以适当考虑一些有色叶和开花的商品化植物，营造既融入自然又赏心悦目的高速公路边坡景观。同时，通过对多种植物的有效组合配置，以适应当地的土壤和气候条件，提高高速公路绿化施工效果。植物品种选择应遵循以下原则：

2.1 原生系原则

应当选择该地区大量生长且成活率高的植物品种，以适应当地的自然环境，尽量使得边坡绿化与原有植被相协调。

2.2 结构性原则

在物种选择时应注重梯度结构设计，尽量避免单一物种的选择，要综合考虑多种物种合理组配降低竞争性，努力达到生态多样性。

2.3 功能性原则

物种选择必须兼顾高速公路边坡绿化的景观效果及植物生长期的保土护坡功能。

通过调查研究、试种等方式有针对性地选用了草地早熟禾、结缕草、高羊茅、紫羊茅、中华羊茅、沙打旺、黄花草木樨、小冠花、无芒雀麦、垂穗披碱草、扁穗冰草、狗牙根、冷地早熟禾、沙棘、金露梅等能够适应项目区址高寒高原气候的物种，并针对不同绿化区域、不同绿化技术，优化草种组合及其配比，在保证成活率的同时，提升高速公路绿化美观度。

3 绿化技术选择应用

研究项目路基边坡类型多样，挖方高边坡、土质、石质边坡沿线交替分布，边坡防护类型丰富。因此，在绿化技术选用上，需充分考虑项目路基边坡实际及当地气候特点，以便达到草原地区高速公路绿化施工的预期。

在现阶段常用坡面绿化技术中，植草绿化、平铺草皮及植生袋的技术经济优势明显，尤其是植生袋技术，具有运输方便、重量轻、造价低、铺设简单的优势，是高速公路挖方边坡绿化中重要施工方法[4]；但客土喷播技术机械化程度较高、专业性更强。鉴于卓合项目沿线生态系统脆弱，草皮移植后原处修复难度大，因此平铺草皮技术不予选用。文章针对卓合高速一期工程特殊的自然地理环境、植被条件和工程防护措施，经综合比选，总体认为挖方边坡结合现有工程防护措施采用植生袋技术+喷播技术，填方边坡则可以在现有植草绿化技术的基础上，适当考虑使用喷播技术，该绿化技术对于甘南地区施工季节短、植物生长周期短等特点具有明显的技术优势。

3.1 植草绿化施工技术

植草绿化技术施工方便、快捷，与拱形骨架护坡和混凝土框格梁护坡相比较，减少了混凝土圬工使用量，更加趋向于草原地区高速公路路域绿化；一般在草种播后5～7 d出芽，10～15 d左右出苗，2个月左右坡面覆盖率可达85%以上。该技术主要用于低矮填（挖）方路基缓坡、施工便道、临建区域等大面积平缓地段绿化施工。

植草绿化施工技术需先清除坡面碎泥块等突出物及多余土壤，清理至拱形骨架外沿以下10 cm处，整平坡面并均匀培植10 cm 厚清表土，撒播草种、耙平坡面后立即使用无纺布覆盖，覆盖时按坡面长度，裁剪好无纺布，上下边用土埋实，并在每条无纺布搭接处用U形卡每隔100～150 cm固定。无纺布铺好后及时浇水，浇水时尽量使用雾化喷头，或采用可调水压的喷头浇水，以防对坡面造成冲刷。

植草绿化草种组合配置比例宜为草地早熟禾：结缕草：高羊茅：狗牙根=2∶1∶1∶1，草籽的播种量为25 g/m2；施工便道、临建区域适当配合沙棘、金露梅两种小型灌木点栽措施，沙棘苗高宜为0.8 m，金露梅苗高宜为0.5 m。

3.2 植生袋技术

植生袋绿化施工简便，省工省时。植生带能够使种子保持在相同的土壤上，故而植物出苗率高、出苗齐、成坪快，并且植生带可以适当保温，减少水分蒸发，因而种子出芽率高。该技术主要用于挖方路基边坡配合框格梁及孔窗式护面墙进行边坡绿化，如图1所示。

图1 液压喷播

3.2.1 工艺流程及施工过程控制要点

（1）坡面清理：施工前需清除坡面岩石、碎泥块垃圾等突出物，保持坡面平整。

（2）覆土：在较深框格梁内培覆种植土，使各个框格梁内坡面大面平整。坡面较陡边坡覆土时设置横向木条，确保覆土效果。

（3）装袋：将清表土运至施工现场与适量的复合肥、微生物和保水剂拌和均匀后进行装袋，每个植生袋所装土量保持一致，大小饱满程度一致。

（4）码砌：植生带码砌前将基面洒水润湿，码砌时应严格对照框格梁作为码砌平面参考线，从下至上每20 cm一层；植生袋必须码砌平整，有草籽的一面放在外面，层与层之间“品字形”错缝码砌；每一层码砌完成后将植生袋与坡面、植生袋与植生袋之间的缝隙用土填严实，起到土壤保墒的作用；每层植生袋码砌完成之后须踩踏密实。每个框格码砌完成后，植生袋整体应在一个平面，不得凹凸不平。

（5）覆盖养护：采用无纺布覆盖植生带，采用可调水压的喷头平均2～3 d 浇水养护一次。结合坡面植物生长状况，适时进行追肥，追肥以氮肥、钾肥为主，2‰浓度配合浇水施肥。在浇水过程，注意防止坡面水土流失，不得采用大水高压猛冲猛浇，造成绿化区域水分浪费和坡面损坏。待植物基本成坪，应适当控水，促其根系向深土层伸展，提高抗寒抗旱性。

3.2.2 植物组合配置比例

垂穗披碱草、中华羊茅、草地早熟禾及紫羊茅等比例混匀后装入袋中，按50 g/m2的草籽比例装袋。

3.3 喷播技术

喷播技术是一种强制绿化手段，根据草种生长的特点，利用喷灌技术原理，采用机械化作业，是水土保持、护坡绿化、美化环境的一种有效措施和方法。通过人工作用，缩短自然演替环节，促使其快速形成与周围自然景观相协调的人工生态景观。主要用于削竹式隧道洞门回填区域及部分路段边坡配合拱形骨架进行绿化施工。

3.3.1 工艺流程及施工过程控制要点

（1）坡面清理。施工前需清除坡面岩石、碎泥块垃圾等突出物，有条件处以适当覆盖13～15 cm厚疏松的清表土为宜。

（2）挂网。挂网时要求网面紧贴坡面不能有鼓起，并用U形卡按丁字型行间距50 cm×50 cm固定，网间搭接宽度不小于5 cm，在搭接处每隔100～150 cm用U形卡固定。

（3）调制基材。基材配比顺序为：水—木纤维—泥炭土—复合肥—种子—黏合剂、保水剂，加黏合剂拌合前搅拌3～5 min。配置好的待喷材料必须保持养分均匀充足、酸碱适中、结构合理、保水性强。

（4）分层喷播。喷播从正面进行，尽量保持喷射厚度均匀，基材厚度4～6 cm，然后喷播1～2 cm含种子的基材覆盖层。喷播从上而下，确保均匀喷射到每个角落，加入的水量应保持混合物料基质不流不散，湿度为手握成团，落地开花，在其喷射过程中，应注意第2次找平。坡面平均喷播厚度为6～8 cm。

（5）覆盖养护。坡面喷播完成后，考虑到该高速公路所处区域雨水较多，为避免雨水对草种的冲刷作用[5]，使用裁剪好的无纺布进行覆盖养护，如图2所示。无纺布上下边用土埋实，在每条无纺布搭接处用U形卡每隔100～150 cm固定。

图2 无纺布覆盖养护

（6）喷播后及时浇水，浇水时必须使用雾化喷头，防止对坡面造成冲刷。草种发芽后，对草种未发芽区和植物稀疏区进行二次种草。植物生长期间，定期喷洒防虫药剂防治病虫害，并适时根据植物生长情况进行追肥。

3.3.2 植物组合配置比例

选择纯度高、发芽率高、抗逆性强的沙打旺、黄花草木樨、小冠花、无芒雀麦、垂穗披碱草、扁穗冰草、中华羊茅、冷地早熟禾等草种，以质量比为5∶1∶2∶3∶6∶3∶3∶3的比例进行混播。

4 工后养护

（1）植物种子从播种至发芽出土期间，必须结合当地降水情况适当进行雾化浇水养护，保证植物生长前期所需要的土壤湿润度。随后根据植物的生长状况可逐步减少浇水次数，并结合当地降水情况调整浇水频率。养护人员根据植物需水特征、土壤含水量及天气情况，按需按量于早晚进行灌溉养护，并配合浇水进行病虫害防治和追肥，使其顺利进入生长旺盛期。

（2）养护人员必须经常检查绿化区域，尤其是种草、喷播区域，如发现存在水土流失现象时，必须立刻采取措施以填土堵漏，对土壤流失区域尽早安排二次补种。

（3）绿化植物生长期间，工作人员可依据植株生长状况配合边坡土壤肥力测试等结果，采用复合肥合理施肥。施肥方法可以在植物根系周围挖穴点施，也可溶于水中与浇水同时进行[6]。当处于不利环境因素时，应少施氮肥，增加磷肥、钾肥的用量，以提高植物的抗逆性，补充植物生长所需营养，促进绿化植物成长[7]。

（4）边坡绿化植物病虫害防治以预防为主[8]。工作人员适时检查植物有无遭遇虫害，并将检查情况如实记录，定期收集、整理并作出病虫害预测预报，切实通过预防将绿化植物的病虫害控制在最低范围内。当发现病虫害时，及时定次定量喷洒除虫药。

（5）甘南冬季较长，入冬较早，应结合植物生长状况在入冬植物停止生长时浇足“封冻”水，并有针对性地进行覆盖草帘或无纺布，减少坡面水分散失；春季植物萌芽前可视具体情况适量浇注“返青水”，提高植物返青率。

5 结束语

通过对S10卓合高速一期工程建设项目边坡绿化的工程实践，经过项目绿化参建人员认真施工与科学养护，项目边坡种草、植生袋及喷播植物经过2个冬季的实践检验，边坡绿化植物成活率达到了92%以上。因此文章叙述的几种绿化方式在高寒高原草原地区高速公路边坡绿化施工中切实可行，具备推广应用价值。