浅谈山区高速公路路堑边坡的生态防护
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摘要：本文通过对山区高速公路路堑边坡的岩土性质和工程防护类型进行分类，对边坡冲刷机理和各类工程防护形式中次生植被生态群落在不同类型岩土边坡的生长及演替进行理论研究，从目前国内外路堑边坡植被防护技术出发，为公路工程技术人员更新边坡防护设计理念，改进现行防护设计提供便捷途径，更好地指导工程上如何利用植物群落正确防治边坡冲刷病害，保证公路边坡稳定，减少水土流失对环境的破坏，达到路域生态与周边环境的协调。
关键词：山区高速公路；路堑边坡；植被防护
中图分类号：X43文献标识码：B文章编号：1009-9166（2010）032(C)-0063-02
目前我国高速公路迅猛发展，高速公路路网建设已经深入山区，由于山区地形复杂，设计中选线困难，比选方案少，对主线两侧的山体开挖已经不可避免。在路基工程施工中开挖山体后则形成了大面积裸露的岩体或土石坡面。为了补救高速公路修建对山区生态环境的破坏，各级领导和工程设计人员已经日益重视对路堑边坡生态环境的恢复和治理。但开挖山体后形成的路堑边坡由于土壤附着能力差以及雨季边坡冲刷水害严重等因素，对边坡植物生长造成极其不利的影响，这也使路堑边坡生态防护成为高速公路生态恢复中的难点和重中之重。
一、路堑边坡防护
边坡是具有倾斜坡面的土体或岩体，堑边坡则是挖方形成的道路的上边坡。
（一）路堑边坡的分类
路堑边坡有多种分类方式，如可根据成因、岩土性质、边坡高度等因素进行分类。本文以岩土性质进行分类便于研究，根据岩土性质可将路堑边坡分为：1、土质边坡：土质边坡可分为：纯土质边坡（均质或似均质）和类土质边坡（非均质）。2、岩质边坡：岩质边坡可分为：岩石边坡，破碎岩石边坡，顺层岩石边坡。3、类土质路堑边坡：类土质路堑边坡可分为：坡残积土边坡，风化土边坡，崩滑流堆积边坡，复杂结构边坡。
（二）路堑边坡的工程防护类型
路堑边坡的工程防护类型也较为多样，根据不同的地质情况和边坡稳定情况，都有相应工程设计，主要有：喷锚坡面、抗滑桩、菱形骨架、A型护面墙、拱形骨架、人字型骨架、锚杆框架梁，其中喷锚坡面对环境景观影响最大，非特殊情况不建议使用。
二、植被护坡理论
植被护坡主要是在坡面种植植物，利用植物的地下根系及地上茎叶的作用护坡，其作用可概括为根系的力学效应和植被的水文效应两方面。根系的力学效应重要表现为根系的加筋、锚固、支撑作用；植被的水文效应主要表现为降雨截留、消弱侵蚀和抑制地表径流。坡面植物主要是通过根系的力学效应和植被的水文效应来提高路堑边坡浅层土体的稳定性以及对表层水土侵蚀的控制。但是应该注意的是，以上都是从有利于边坡稳定的角度来分析的，当然，坡面植物在发挥其有利功能的同时，也会产生负面的效应，例如，植被的覆盖增加了地表的粗糙度和土层的渗透性，导致土层渗透能力的增加，提高土体的孔隙水压力；高大的树身在风的作用下有可能对土体产生负荷载，增大了边坡浅层的不稳定性。考虑到植物对边坡具有的正负两方面作用，因此，虽然坡面植物具有同锚杆或桩相类似的功能，但不应该简单地把植被防护的力学效果与其进行类比。植物是活的生命体，它与自身生活的环境相互影响、相互作用，形成一个变化的系统，它具有自我发展、自我适应的特性。分析植被防护对边坡浅层土体的稳定，应该把有利因素和不利因素综合起来考虑。但毋容置疑的是，在大多数情况下，植被覆盖良好的边坡比裸露的边坡更稳定。
三、路堑边坡的植被防护
（一）挂网喷播
挂网喷播适用于山地开挖形成的除了极其坚硬和坡度陡于1:0.5的石质边坡以外的各种路堑石质边坡、碎石边坡及土石边坡。其工艺流程如下：1、清除作业面杂物及松动岩块，对坡面转角处及坡顶的棱角进行修整。使之呈弧形，尽可能将作业面平整，以利于客土喷播施工，同时增加作业面绿化效果。有条件的可在作业面上每隔10m高度开一横向槽，以增加作业面的粗糙度，使客土对作业面的附着力加大。2、对于长、大边坡、坡顶、坡脚以及平台均需要设置排水沟。并根据作业面水流量的大小考虑是否设置坡面排水沟。3、铺网、钉网采用高镀锌棱形铁丝网，挂网施工时采用自上而下放卷。较陡岩面处，可用草绳按一定间隔缠绕在网上，以增加附着力。4、挂网喷播将种植土、纤维材料、保水剂、长效缓释营养肥料等混合材料经过专用机械的搅拌后喷播在镀锌铁丝网上，对于部分陡急的硬质边坡，喷附厚度可加大到12cm。5、喷播植物种子选用小冠花、紫花首蓓、黑麦草、紫穗槐（或金银花、榆叶梅、棣棠、连翘）。6、为保证夏季，植物种子生根前免受雨水冲刷，以及正常施工季节的保温保温。要求采用无纺布（或稻草帘）覆盖、并力求仔细。7、养护管理植物种子从出芽至幼苗期间，必须浇水养护，保持土壤湿润。喷播完成后一个月，应全面检查植草生长情况。对生长明显不均匀的位置予以补播。
（二）高次团粒喷播
高次团粒喷播适用于极其坚硬和坡度陡于1:0.75的路堑石质边坡、碎石边坡及土石边坡。
其工艺流程如下：1、施工准备。对于挖方边坡必须完成该级边坡施工后才能进行高次团粒喷播施工；挖方边坡须在边坡开挖（土方回填）达到设计要求之后才能进行高次团粒喷播施工；进一步详细了解当地气象资料及土质情况；使用材料情况：客土材料、养生材、安定剂、团粒剂、连续纤维、种子。2、坡面处理。清理坡面上的杂物及松动岩石，清理坡面时不必要将坡面整形至整齐平滑状态，尽量保持坡面的原有坡形状态，多少有些凸凹不平的坡面更适合植物生长。3、铺设与固定铁丝网。采用金属网为镀锌铁丝网进行铺网，网面不得紧贴坡面。4、基材喷射。严格按照材料的配合比、投料顺序投料、用水量及搅拌材料的时间，搅拌时间应大于10分钟。5、养护管理。喷播作业结束后如果处于发芽期，约10天后无天然降水，应浇水浇灌基盘，使坡面保持湿润。对一个坡面浇水时，应重复喷洒几次完成，先在坡面一侧依次向另一侧移动喷洒，然后重复从头开始，做到浇匀浇透。
（三）土工格室植草护坡
土工格室植草防护适用于己采用骨架防护的路堑边坡。整平坡面至设计要求并清除坡面危石，展开土工格室并用U型钉固定，然后在格室内填土，填土时应防止格室出现胀肚想象，最后从上而下挂铺三维网并与土工格室绑扎牢固，喷播草种，栽植灌木。
（四）铺草皮
铺草皮适用于骨架内回填深度小于15cm的坡面。
（五）打穴植草
打穴植草是在土质比较密实，土质结构比较牢固的路堑边坡采用打坑穴的方式进行植被绿化。当苗的蓬径达到15cm时，预先在穴孔内加足营养土后，再栽入穴孔内，浇足底水，以确保其成活率。
（六）植生袋
植生袋技术是在路堑石质边坡骨架内填充植生袋进行绿化一种方式。植生袋由植物种子、培养土、可降解包装袋组成，随着袋内植物的生长，植株的根系织成一张大网将陡坡的土壤牢牢固住，形成一道绿色防护坡，达到减少水土流失的目的。
（七）三维网植草
三维网植草防护技术是在原坡面深层稳定的前提下，适用于坡率不陡于1：1的路堑土质、强风化基岩边坡上。首先应该清理坡面的浮石和危石。用锚固件从上至下固定三维网，使其与周边构造物接触密合。固定后，将细粒土及肥料自坡顶向下摊铺，已将网垫覆盖为宜。最后覆盖无纺布，分前中后期进行养护。
（八）栽植连翘
栽植连翘是在坡率为1:1，土质较疏松的边坡直接栽植连翘进行绿化的一种方法，连翘规格选用五分枝，修剪后冠径达到50cm，3一4株m2。
结语：从生态效果优劣和能否形成稳定的多样植物群落的角度来看，高次团粒喷播、挂网喷播、铺草皮，不失为最佳的植被防护类型，但其造价偏高，考虑在坡度较陡的石质或土石边坡局部采用，较为适合。栽植连翘技术有待改进，其造价虽然最低，但绿化前期灌木需要缓苗，边坡水土流失较严重，而且后期植物成活率偏低，建议在坡度能够放缓至1:1.5―1:2的路堑边坡使用，效果较佳。
作者单位：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司
参考文献：
[1]赵剑强编著.公路交通与环境保护.北京:人民交通出版社,2002.
[2]杨京平,田光明.生态设计与技术.北京:化学工业出版社,2006.
[3]高民欢等编著.高等级公路边坡冲刷理论与植被防护技术.北京:人民交通出版社,2005.
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