仝曉輝，鄧晟輝，魏建群

(1.陜西省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，陜西西安 710068;2.長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院，陜西西安 710064;3.新疆電力設(shè)計(jì)院，新疆烏魯木齊 830002)

隨著陜西省高等級(jí)公路建設(shè)從平原轉(zhuǎn)向山區(qū)，公路邊坡生態(tài)防護(hù)工作日益受到各方面的關(guān)注。特別是近幾年，高速公路與高速鐵路等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的跨越式發(fā)展，給陜西境內(nèi)路域走廊帶的生態(tài)環(huán)境造成了不可避免的影響，導(dǎo)致了原生植被破壞、水土流失、土地分割等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題［1］。山區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，山區(qū)公路邊坡植被恢復(fù)將成為當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期公路建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，公路建設(shè)在環(huán)境保護(hù)方面面臨的問(wèn)題將更為復(fù)雜［2］。根據(jù)陜西省工程建設(shè)的實(shí)際情況，針對(duì)開(kāi)挖邊坡容易誘發(fā)山體滑坡、造成水土流失的問(wèn)題，參照省內(nèi)外邊坡防護(hù)所取得的研究成果，結(jié)合全省近年來(lái)公路邊坡防護(hù)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，綜合考慮防護(hù)效果、環(huán)境美化及環(huán)保效益，合理應(yīng)用工程措施與植物防護(hù)，采用科學(xué)有效的生態(tài)植被恢復(fù)建植技術(shù)，建立可適性強(qiáng)的生態(tài)防護(hù)體系來(lái)提高邊坡防護(hù)技術(shù)水平，對(duì)保證公路安全與通暢、維持路域生態(tài)系統(tǒng)的平衡有著重要意義。

1 陜西路塹邊坡環(huán)境狀況

1.1 高速公路環(huán)境特點(diǎn)

(1)土壤立地條件差。高速公路土壤失水快，空氣干燥，水汽蒸發(fā)快，干旱是高速公路植被恢復(fù)面臨的最大問(wèn)題。

(2)高速公路上車流量較大，污染較嚴(yán)重。行駛中的汽車排放的大量有害氣體污染周圍環(huán)境，對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生諸多不利影響。

(3)養(yǎng)護(hù)灌溉難。陜西的高速公路經(jīng)過(guò)的地區(qū)多為黃土高原、溝壑和丘陵區(qū)，這些地區(qū)干旱缺水，養(yǎng)護(hù)條件差，灌溉條件極為不利。

1.2 高速公路路塹邊坡的特點(diǎn)

陜西地區(qū)的高速公路跨越三類不同地貌區(qū)域，走廊帶的綠化種植環(huán)境不僅要受到高速公路本身氣候環(huán)境和土壤條件的影響，同時(shí)還要受到西北地區(qū)典型氣候的影響及陜西南北氣候差異的制約。陜西省黃土地區(qū)生態(tài)條件十分脆弱，干旱少雨、土壤貧瘠、坡面土壤堅(jiān)硬，路塹邊坡坡面易產(chǎn)生沖刷、剝落、局部滑塌等破壞。

2 陜西路塹邊坡防護(hù)形式比較

陜西省高速公路路塹邊坡常見(jiàn)的防護(hù)形式見(jiàn)表1。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況、施工難易程度、表現(xiàn)效果、養(yǎng)護(hù)管理及造價(jià)等，對(duì)表1中的幾種邊坡生態(tài)防護(hù)形式進(jìn)行比較表明，這幾種形式均有各自的優(yōu)勢(shì)，也是在施工中常見(jiàn)的具有典型生態(tài)防護(hù)功能的施工技術(shù)。經(jīng)綜合比較，打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)具有成本低、覆蓋速度快、效果好、易養(yǎng)護(hù)等特點(diǎn)，值得普遍推廣應(yīng)用。

3 打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)

3.1 適宜的坡面類型［3］

打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)適用于整體坡面較穩(wěn)定的邊坡以及土質(zhì)、砂土質(zhì)邊坡，常用坡率1∶1.5～1∶0.75，與工程措施結(jié)合坡率可為 1∶0.75 ～1∶0.5。

3.2 施工工藝

(1)使用的工具。打穴鉆孔所用的設(shè)備、工具有:發(fā)電機(jī)、電纜、電鉆(或采用洛陽(yáng)鏟人工打穴鉆孔)及保險(xiǎn)繩索。

表1 陜西省高速公路路塹邊坡常見(jiàn)防護(hù)形式對(duì)比

(2)施工工序。主要包括坡面搭架(鋼架、竹架)、栽植穴打點(diǎn)、鉆穴、放置營(yíng)養(yǎng)缽容器苗等工序。

(3)打穴鉆孔。邊坡綠化栽植孔必須按照梅花形布置，孔深控制在30 cm，孔徑10 cm;栽植孔應(yīng)有一定豎直度，穴孔與坡面的角度以接近90°為宜，這樣有利于打穴鉆孔和草灌正常生長(zhǎng)，提高栽植孔蓄水保水能力及邊坡的穩(wěn)定性。

(4)栽植。先在孔內(nèi)施肥，然后回填10～15 cm種植土，再放置營(yíng)養(yǎng)缽;最后撒播混合草種，再覆2 cm左右營(yíng)養(yǎng)土即可。

(5)營(yíng)養(yǎng)土配置。用充分熟化的種植土，與磷肥、尿素、二胺、殺蟲劑及保水劑等充分混合均勻，過(guò)篩濾去草根、石礫等雜物，并使其保持相當(dāng)?shù)臐穸龋b袋封存待用。

(6)養(yǎng)護(hù)。澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)由坡面自下而上噴灌，注意保護(hù)坡面，確保坡面不受沖蝕。

3.3 植物種選擇

生態(tài)防護(hù)的關(guān)鍵是因地制宜地進(jìn)行植物選擇，由于陜西大部分是干旱、半干旱地區(qū)，降雨量小，加上建設(shè)高速公路后土壤的養(yǎng)分貧瘠、保水性較差，因此在選擇綠化植物時(shí)應(yīng)考慮耐旱、耐瘠薄、耐寒品種，同時(shí)結(jié)合植物的生態(tài)習(xí)性和恢復(fù)作用進(jìn)行選擇。目前采用最多的是豆科、禾本科植物，營(yíng)養(yǎng)缽苗有紫穗槐、檸條等，草種有小冠花、紫花苜蓿、高羊茅等，復(fù)合種植，此外可因地制宜地選擇一些一年生或多年生的野花，這些植物品種綜合考慮了根系發(fā)達(dá)、易繁殖、易成活、抗逆性強(qiáng)、耐貧瘠以及適應(yīng)當(dāng)?shù)赝寥篮涂纱址殴芾淼葍?yōu)點(diǎn)。

3.4 具體設(shè)計(jì)

植物種選用當(dāng)?shù)剡m生的紫穗槐或檸條，打孔密度按9、12或16穴/m2，每穴栽植紫穗槐或檸條營(yíng)養(yǎng)缽苗2株，穴孔直徑為0.10 m，穴孔深度為0.25 m，穴孔間距以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為準(zhǔn);其營(yíng)養(yǎng)缽苗用營(yíng)養(yǎng)土、營(yíng)養(yǎng)缽(直徑0.08 m、高0.15 m)在苗床內(nèi)育苗，當(dāng)苗木蓬徑達(dá)到0.15 m時(shí)，預(yù)先在穴孔內(nèi)加足營(yíng)養(yǎng)土后再栽入穴孔內(nèi)，澆足底水，以確保成活率。打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1。

4 工程應(yīng)用實(shí)例

目前，打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)已在陜西省多條高速公路的邊坡上普遍應(yīng)用，已建成項(xiàng)目包括潼關(guān)—臨潼高速公路改擴(kuò)建工程、西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)專用高速公路工程及黃陵—延安、榆林—綏德、西安—商州等高速公路工程，在建項(xiàng)目包括延安—志丹—吳起、銅川—黃陵第二通道等高速公路工程。對(duì)不同類型邊坡生物防護(hù)生長(zhǎng)情況的分析表明，路塹邊坡生態(tài)防護(hù)實(shí)施時(shí)間應(yīng)與路基施工同步，尤其是路塹邊坡開(kāi)始成形后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行綠化，這樣不僅項(xiàng)目建成后總體效果好，而且對(duì)上邊坡的水土保持及邊坡穩(wěn)定具有十分重要的作用。

通過(guò)考察工程實(shí)例，研究施工工藝，對(duì)比工程造價(jià)，認(rèn)為打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)具有施工快捷、效果明顯、造價(jià)低且適宜推廣等優(yōu)點(diǎn)。

4.1 案例Ⅰ——潼關(guān)至臨潼高速公路改擴(kuò)建工程路塹邊坡生態(tài)恢復(fù)實(shí)施效果

該項(xiàng)目綠化工程于2009年6月進(jìn)場(chǎng)施工，2010年11月建成通車。其上邊坡采用打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)，選用紫穗槐苗，撒播混合草種。圖2(a)為施工打穴鉆孔后坡面，圖2(b)為施工養(yǎng)護(hù)6個(gè)月后的栽植效果。

圖2 潼關(guān)—臨潼高速公路改擴(kuò)建工程路塹邊坡

4.2 案例Ⅱ——西安咸陽(yáng)國(guó)際機(jī)場(chǎng)專用高速公路路塹邊坡生態(tài)恢復(fù)實(shí)施效果

該項(xiàng)目2006年11月開(kāi)工，2009年7月建成通車。其上邊坡采用打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)，選用紫穗槐苗，撒播混合草種。圖3(a)為施工打穴鉆孔后坡面，圖3(b)為通車后效果。

4.3 案例Ⅲ——西安—商州第二通道高速公路路塹邊坡生態(tài)恢復(fù)實(shí)施效果

該項(xiàng)目綠化工程2010年8月進(jìn)場(chǎng)施工，其上邊坡采用打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)，選用紫穗槐苗，撒播混合草種。圖4(a)為打穴后施工現(xiàn)場(chǎng)，圖4(b)為施工5個(gè)月后栽植效果。

4.4 案例Ⅳ——榆林—綏德高速公路路塹邊坡生態(tài)恢復(fù)實(shí)施效果

該項(xiàng)目綠化工程2010年11月進(jìn)場(chǎng)施工，其上邊坡采用打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)，選用紫穗槐苗，撒播沙打旺、花棒混合草種。圖5(a)為施工原有坡面，圖5(b)為施工4個(gè)月后栽植效果。

5 結(jié)論與討論

圖5 榆林—綏德高速公路路塹邊坡

為了克服不良?xì)夂蚝筒焕灾布竟?jié)給工程施工帶來(lái)的困難，確保生態(tài)防護(hù)的最佳效果，陜西已建及在建項(xiàng)目大量采用了打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)施工。通過(guò)在陜西高速公路項(xiàng)目中實(shí)施該技術(shù)和后期觀測(cè)，結(jié)合邊坡植物生長(zhǎng)情況調(diào)查，同時(shí)考慮到后期養(yǎng)護(hù)及工程造價(jià)，綜合對(duì)比分析后，筆者總結(jié)了以下幾點(diǎn)體會(huì):

(1)造價(jià)低、效率高、綠化效果好。能在土建施工完成后迅速恢復(fù)自然地貌與施建工程接合部的生態(tài)環(huán)境，使施建工程融于周圍自然的生態(tài)環(huán)境。

(2)機(jī)械化程度較高，施工速度快。因坡面陡、硬度大，故施工難度大，而開(kāi)發(fā)應(yīng)用的電動(dòng)鉆穴器使用的特制鉆頭可在坡面上鉆出直徑為8～10 cm、深為20 cm左右的栽植穴，比使用農(nóng)用小鏟和洛陽(yáng)鏟挖穴可提高工作效率5～8倍。

(3)施工人員投入少、施工效率高。一個(gè)施工班組只需6～8人，每天每個(gè)臺(tái)班可以完成作業(yè)面400～500 m2。

(4)選用鄉(xiāng)土樹(shù)種。紫穗槐抗逆性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，分級(jí)較多，橫向延伸能力強(qiáng)，其根瘤菌能改良土壤，并具有很強(qiáng)的抗病蟲、抗煙和抗污染能力，是涵養(yǎng)水源、保持水土的先鋒樹(shù)種。宜選擇當(dāng)年秋季或翌年春季栽植，由于其根系發(fā)達(dá)，萌芽性強(qiáng)，通常栽植后6個(gè)月生長(zhǎng)量達(dá)30～50 cm，一年后生長(zhǎng)量達(dá)1 m以上，平茬后翌年可達(dá)2 m以上。

(5)與裸根苗相對(duì)比，營(yíng)養(yǎng)缽育苗成活率高、生長(zhǎng)快，且每平方米可降低直接工程費(fèi)1.8元。據(jù)調(diào)查，6月份栽植的營(yíng)養(yǎng)缽苗比同期栽植的裸根苗成活率提高40%，生長(zhǎng)量高一倍，且長(zhǎng)勢(shì)較好，當(dāng)年覆蓋率達(dá)到95%以上，從根本上解決了夏季施工難的問(wèn)題，其綠化和防護(hù)功能都達(dá)到了預(yù)期效果。

上述工程實(shí)例表明，在關(guān)中、陜北和陜南坡面為黃土和砂土的山區(qū)路段，其上邊坡植被恢復(fù)采用打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)，通常只要保證植物能生長(zhǎng)6個(gè)月，就基本可以達(dá)到植被恢復(fù)、坡面郁閉，且有較好的綠化效果，同時(shí)具有造價(jià)低、效率高、機(jī)械化程度較高、綠化覆蓋快且效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。因此，針對(duì)黃土及砂土地區(qū)路塹邊坡防護(hù)，采用打穴鉆孔植營(yíng)養(yǎng)缽苗技術(shù)可取得良好的邊坡生態(tài)防護(hù)效果和景觀效果，這對(duì)于黃土地區(qū)公路建設(shè)中的邊坡植被恢復(fù)具有一定的借鑒意義。

［1］周德培，張俊云.植被護(hù)坡工程技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］汪偉剛，陳露，王丹，等.自然和諧的挖方邊坡植被恢復(fù)技術(shù)——以湖南省韶山高速公路挖方邊坡植被恢復(fù)為例［C］//蔣樹(shù)屏，鄧衛(wèi)東.全國(guó)山區(qū)公路環(huán)境與巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:人民交通出版社，2008.

［3］李建強(qiáng).黃土路塹邊坡鉆穴栽植容器苗綠化固坡試驗(yàn)研究［J］.防護(hù)林科技，2004(5):18-20.