公路边坡生态恢复护坡技术探讨
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摘 要:公路边坡作为公路的重要组成部分,直接影响到公路运营质量和路域生态环境,边坡恢复和护坡技术成为公路建设一个重要的关注方向。
关键词:公路建设;边坡;生态恢复;护坡技术
1 引言
近年来,随着我国国民经济的蓬勃发展,公路建设步伐随之加大,对路基边坡防护也提出了更高的要求。传统的浆砌片石或水泥喷锚防护,因成本高,而且对生态环境造成了永久性的破坏,影响公路两侧的环境和路域生态景观,已逐渐被淘汰。随着高速公路飞速发展和生物技术突飞猛进,生态护坡工程也相继发展了起来。它能满足防止冲刷、固坡护坡,达到水土治理的工程要求,又能因地制宜尽量恢复被破坏的植被,使环境与周围的自然景观相协调,形成独特的绿色风景线。
采用生态护坡与传统的浆砌片石护坡等措施相比较而言,开始作用比较弱,但随着植物的生长和繁殖,强度增加,对减轻坡面不稳定性和侵蚀方面的作用会越来越大,而且还能够恢复由于工程建设所破坏的植被,具有美化环境的功能。公路生态护坡的研究与应用在国外发达国家已有很长的历史,尤其是美国和日本的生态护坡技术在世界范围内都有较大的影响,我国这方面的研究起步较晚,但经过20多年的研究和工程实践,边坡生态恢复技术日趋成熟,本文主要探讨近年来国内常用的几种边坡生态护坡技术。
2 液力喷播护坡
(1)简介。液力喷播是把草种、木纤维、保水剂、黏和剂、肥料、水等混合物通过专用喷播机喷射到指定区域建植成坪的绿化技术,因所形成的纤维覆盖层具有一定强度、能吸水保湿,故可不因风吹雨淋而剥落流失,有抗旱和固种保苗效果。
(2)特点。机械化程度高,可大面积快速种草;适应性广,可在高坡、陡坡、植物难以成活的地方种植;养护简单,喷播后基本不用浇水就能生长;出苗快,生长迅速,密度均匀。
(3)施工工艺及流程。
①坡面清理。仔细整平坡面;清除杂草、碎泥块石块,垃圾;若土质养分差或不适于植被生长,需先进行客土回填或改良土壤。
②做排水设施。边坡排水系统合理完善与否,将直接影响草种的生长环境,对于高长边坡,坡脚、坡顶和平台均需设置排水沟,并应根据边坡坡面水流流量的大小决定是否设置坡面排水沟。
③喷播。按设计文件中的比例将草种、保水剂、肥料等混合,用喷播机均匀喷射于边坡坡面。如在雨季施工,应加盖无纺布或稻草、秸秆编织席覆盖,防止草种被雨水冲走,同时可起到保温保湿的作用。
④养护。喷播后,做好前期养护工作。洒水养护,期限视坡面植物品种和生长情况而定,一般不小于45天;定期喷药,预防病虫害;观测植物生长状况,如有需要及时追肥。
(4)适用范围。对土质要求低,黄土、沙石、风化石等均可施工,对坡度不大的路段,可直接实施液力喷播;坡度较大的地方可先挂三维网后再实施液力喷播;坡度很大的地方,可采用框架施工方法固坡后再挂网实施液力喷播。
3 挂网客土喷播护坡
(1)简介。国内也有称“喷混植生”、“植生基质喷播”等。客土喷播护坡主要是在石质边坡上营造一种适宜植物生长的土壤营养层。先用专门的设备将植物种子、土壤、肥料、凝结剂、纤维、保水剂、土壤改良剂和水等按一定的比例充分混合后,用高压喷枪均匀地喷射到坡面,形成植被生长的基础。混合料中的凝结剂,使客土形成密实结构,纤维起到类似植物根茎的网络作用,这样就形成了牢固透气、与自然土相接近的生长基质。
(2)特点。适用范围广;施工效率高,一台设备每天可喷上千平方米,可实现大面积快速绿化;绿化效果好,植被均匀整齐,出苗率高;机械化操作,成本较低。
(3)施工工艺及流程。
坡面清理→打锚、挂网→客土喷播→养护。
(4)适用范围。适用范围很广,不仅适用于土质好的地段,尤其适用于土质贫瘠边坡或石质边坡,还适用于表面凹凸不平、又高又陡,人工难以实现绿化的边坡。
4 维网植被护坡
(1)简介。是一种具有三维结构的新型土工合成材料,它是高分子材料和抗紫外线稳定剂的结合,无污染。覆盖在边坡表面可防止水土流失,上面喷射植被后耐冲刷性增强。
()2特点。①造价低,仅为混凝土护坡、片块石护坡的1/6~1/8左右;②施工简便;③可与其他边坡植被恢复技术结合使用.
(3)施工工艺及流程。
坡面处理→挂三维网,并固定→回填、喷播→养护。
(4)适用范围。三维网植草护坡主要适用于土质边坡,也可应用于强风化石质边坡。
5 植生袋护坡
(1)简介。植生袋主要由尼龙防护网、高空毯状纤维、绿化料(种子、肥料、保水剂、土壤改良剂等)、无纺底布四层材料构成,采用专门设备将绿化料夹织在毯状纤维材料与无坊布间,形成了绿化植生袋。在边坡表面覆盖上植生袋,则降雨时水流不能直接冲刷土体,起到防止水土流失的作用,同时覆盖层能减少土壤中水分的蒸发。当植物生长成坪后,根系穿过植生袋扎根于土壤中,使植生袋与坡面土体结合成一体,起到保护坡面、美化环境的作用。植生袋目前多采用棉、麻、木、无纺布等,柔软质轻、无污染、施工后能较快地自然降解成为植物肥料。
(2)特点。①植生袋置種子与肥料于一体,播种施肥均匀,种子和肥料不易被冲走流失;②出苗率高,苗木整齐;③植生袋的材料腐烂后可转化为种子肥料;④植生袋便于运输、施工,施工简便。
(3)施工工艺及流程。
坡面处理→铺设植生袋→养护。
(4)适用范围。可广泛应用于土壤贫瘠的山区、半干旱区、干旱区。
6 土工格室护坡
(1)简介。土工格室是一种独特的三维立体结构,由高强度聚乙烯片材经超声焊接而成,在格室内填充种植土,再配置根系发达的草种、灌木,利用格室的三维侧限原理(格室壁的侧向限制、相邻格室的反作用力,以及填料与格室壁的摩擦阻力),当荷载施加到土工格室上面时,土工格室中无数个独立的网状结构能够限制填充材料的侧向位移并使物料结构更趋紧密,增强了承载力及抗变形能力。土工格室应用于边坡防护时,展开后的格室壁可以大大缓解水流流速,避免坡面径流的形成,另外土工格室具有较高的整体性和一定的柔韧性,大大弥补了片石骨架防护容易产生松动、塌陷、架空等现象的缺陷,既可固土护坡,又可绿化、保护生态环境。
(2)特点。①整体防护效果好②施工简便。③成本较高。
(3)施工工艺及流程。
坡面处理→安装、固定土工格室→回填客土→喷播→养护。
(4)适用范围。土工格室坡面防护适用于坡比为1:1.3~1:1.5的路堑边坡,也可用于坡比为1:1或1:0.75,经灌注混凝土加固后的碎石边坡。
7 柔性防护网与边坡绿化结合防护
(1)简介。柔性防护是以高强度柔性网作为主体,覆盖在边坡上防止各类坡面落石、崩塌、风化剥落、坠物等危害,材料的柔性和高强度可吸收和消散落石的能量,确保公路运行的安全。但安装了高强度柔性网后,仍存在碎石等安全隐患,而且公路景观效果较差,于是在柔性防护网的基础上通过客土喷播来恢复植被,不仅能增强公路安全性能,而且可创建更好的路域环境。
(2)特点。①高强度的金属材料质轻、易于加工,施工简便快捷;②布置灵活,可适应各种复杂的地形地貌;③使用期限长,便于维护。
(3)施工工艺及流程。
安装柔性网及锚杆→客土喷播及覆盖→养护
(4)适用范围。一般适用于陡于50°的岩石路堑高边坡,坡体整体稳定但坡面崩塌、滚石等灾害严重的边坡。
近年来,随着我国公路建设的发展,边坡生态恢复已成目前边坡防护的主流,在长期的研究开发和工程实践过程中,我们应不断探索、总结,找到与当地地形地貌、自然环境、气候 等相适应的边坡生态恢复和防护技术。
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