孫傳安，吉木色

(1.蘭州鐵路局干武二線工程建設(shè)指揮部，甘肅 武威 733000；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)草原勘察規(guī)劃院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

1 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持久高速發(fā)展，我國(guó)鐵路項(xiàng)目大量上馬。修建鐵路雖然提高了客流量，滿(mǎn)足了人們通行的需要，但也會(huì)破壞大地的原始景觀和土地結(jié)構(gòu)，減少綠色植物的覆蓋面積，降低生態(tài)環(huán)境質(zhì)量〔1〕。

因此，我們?cè)诮ㄔO(shè)和發(fā)展鐵路的同時(shí)，必須十分重視環(huán)境的保護(hù)，重視綠化，保持自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境的協(xié)調(diào)。根據(jù)現(xiàn)代環(huán)境狀況和生態(tài)要求，鐵路綠化、美化和環(huán)境保護(hù)已成為現(xiàn)代交通附屬設(shè)施之一，是行車(chē)安全和舒適的重要舉措。

鐵路作為公共交通設(shè)施的一個(gè)重要組成部分，是保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其建設(shè)發(fā)展直接關(guān)系到整體交通水平的發(fā)揮，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平，隨著鐵路發(fā)展越來(lái)越迅速，其里程數(shù)越來(lái)越大，鐵路養(yǎng)護(hù)里程也越來(lái)越長(zhǎng)，每年花費(fèi)在鐵路邊坡防護(hù)上的資金也越來(lái)越多。在國(guó)外，鐵路邊坡研究有以下特點(diǎn)：①西歐和美國(guó)受鐵路邊坡較小、坡度也不大，其土質(zhì)、氣候等環(huán)境差異較小的制約，研究主體環(huán)境變異小，坡面植被建植難度不大；②濕式噴播技術(shù)僅用于建植草本植被，且植被養(yǎng)護(hù)工作大，養(yǎng)護(hù)成本高；③在日本客土噴播技術(shù)成本高，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到的植被蓋度〔2〕。國(guó)內(nèi)在植物護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用方面的研究起步較晚，20世紀(jì)90年代以前一般多采用撤草種、穴播或溝播、鋪草皮、片有骨架植草、空心六梭磚植草等護(hù)坡方法。1993年我國(guó)引進(jìn)土木材料植草護(hù)坡技術(shù)，隨后土木工程界與塑料制品生產(chǎn)廠家合作，開(kāi)發(fā)研制出了各式各樣的土工材料產(chǎn)品，如三維植被網(wǎng)、土工格柵、土工網(wǎng)、土工格室等，結(jié)合植草技術(shù)在鐵路、公路、水利等工程的邊坡中陸續(xù)獲得應(yīng)用〔3〕。目前關(guān)于國(guó)內(nèi)植物防護(hù)方面的研究不足在于①缺乏大范圍的鐵路路域生態(tài)恢復(fù)研究；②鐵路路域植被恢復(fù)的理論研究較少；③鐵路路用植物資源研究較少；④在鐵路邊坡植物防護(hù)系統(tǒng)工程技術(shù)方面研究不夠，特別是坡面硬度大而陡的地段，其邊坡植物防護(hù)難題尚未解決；⑤取、棄土場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研究不夠；⑥國(guó)內(nèi)鐵路路用植物育種工作還未開(kāi)展；⑦鐵路生態(tài)恢復(fù)工程成本效益分析研究缺乏〔4〕。

2 鐵路邊坡植物防護(hù)基礎(chǔ)及主要類(lèi)型

2.1 鐵路邊坡植物防護(hù)的原則

植物防護(hù)是一種坡面防護(hù)措施，它只能起到防止坡面侵蝕、避免水土流失，改善邊坡土壤的水分狀況，從而增加邊坡的穩(wěn)定性，防止坡面沖蝕和滑塌，但不可能完全解決邊坡穩(wěn)定問(wèn)題。一般在邊坡地質(zhì)穩(wěn)定和坡比到位的前提下進(jìn)行植物防護(hù)或工程防護(hù)。鐵路邊坡植物防護(hù)是通過(guò)利用一定的植物種群，在邊坡上營(yíng)建植物群落而實(shí)現(xiàn)。所有這些都必須遵循植物與環(huán)境協(xié)調(diào)的原則。在遵照植物節(jié)律的前提下，通過(guò)各種植被建營(yíng)方式實(shí)現(xiàn)裸露邊坡的快速綠化，盡快防止雨水對(duì)邊坡的沖刷，利用植被調(diào)節(jié)、吸收或分散徑流，減少?gòu)搅鞯那治g能力，防止與調(diào)節(jié)地表徑流，以達(dá)到邊坡穩(wěn)定和水土保持目的。

2.2 鐵路邊坡植物防護(hù)的類(lèi)型及其適用性

鐵路植物防護(hù)分為植物防護(hù)型和植物防護(hù)+小型土木工程防護(hù)的綜合防護(hù)型兩類(lèi)見(jiàn)。其適用性與坡面位置、坡面巖石硬度和坡度有關(guān)。

2.2.1 穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡

根據(jù)土的種類(lèi)、顆粒組成、膠結(jié)情況、密實(shí)程度以及地面、地下水的不利影響因素，一般采用1∶0.75—1∶1.5的坡率。土質(zhì)邊坡各種病害和變形的產(chǎn)生，都與地面水和地下水的侵蝕及沖刷有一定的關(guān)系，對(duì)坡體已經(jīng)處于穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡，防止沖刷造成日后的破壞是最主要的。由于土質(zhì)邊坡利于植物生長(zhǎng)，而且種植植物后，可以阻止地表徑流，有效地防止沖刷，保持水土。因此，主要采用植物防護(hù)，也可采用植物和工程防護(hù)相結(jié)合形式，即綜合防護(hù)。

2.2.2 不穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡、強(qiáng)風(fēng)化石質(zhì)邊坡和碎石土質(zhì)邊坡

對(duì)這類(lèi)邊坡主要在邊坡坡腳以擋土墻穩(wěn)定，在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)一步做植物防護(hù)，強(qiáng)風(fēng)化石質(zhì)邊坡一般按土質(zhì)邊坡的情況處理，但由于強(qiáng)風(fēng)化巖石邊坡較堅(jiān)硬，整體性較差，因此采用掛網(wǎng)十植物防護(hù)。碎礫石類(lèi)土質(zhì)邊坡性質(zhì)介于石質(zhì)邊坡與土質(zhì)邊坡之間，根據(jù)地層成因、顆粒大小和組成、密實(shí)程度、膠結(jié)情況以及地面水和地下水的作用等條件，采用不同的防護(hù)措施。對(duì)于處于膠結(jié)狀態(tài)且密實(shí)度較大的碎礫石類(lèi)土，性質(zhì)近似于巖層采用掛網(wǎng)客土噴播。對(duì)于中等密實(shí)或松散的碎礫石類(lèi)土，其邊坡的穩(wěn)定常處于邊緣狀態(tài)。防護(hù)得好則穩(wěn)定，防護(hù)得不好或無(wú)防護(hù)，則溜坡或坍塌，尤其浸水后強(qiáng)度和穩(wěn)定性更低。因此采用工程防護(hù)植物防護(hù)。

2.2.3 石質(zhì)邊坡

石質(zhì)邊坡一般比較堅(jiān)硬，不易風(fēng)化，而且具有一定的抗沖刷能力，一般不進(jìn)行防護(hù)，但出于邊坡穩(wěn)定及恢復(fù)植被的考慮可采用客土噴播或濕式噴播。對(duì)于石質(zhì)邊坡較長(zhǎng)且坡面不很破碎，但節(jié)理縫隙較多，為防止坡面流入縫隙，采用鋼絲網(wǎng)土工網(wǎng)客土噴播。

3 鐵路邊坡植物的選擇

3.1 鐵路邊坡植物選擇的原則

科學(xué)合理的選擇綠化樹(shù)種是鐵路生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵性研究?jī)?nèi)容之一，也是研究鐵路綠化生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的重要組成部分。適宜的綠化樹(shù)種不但可以?xún)艋兔阑F路的環(huán)境，還可以反映出該地區(qū)的區(qū)域特征。因地制宜，適地適時(shí)，考慮樹(shù)木的形態(tài)、色彩的季相變化，滿(mǎn)足鐵路的綠化需要。

在全面分析鐵路路段植被、土壤的基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)研究該路段兩側(cè)的綠化樹(shù)種的植物葉片對(duì)大氣中Pb、Cd、Cr、As、Hg等有害物質(zhì)以及有毒氣體(SO2、HCL)的吸收能力，分析不同樹(shù)種間葉片內(nèi)含量的差異與污染程度的相關(guān)關(guān)系，以此作為綠化樹(shù)種的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，并結(jié)合植物生長(zhǎng)狀況、習(xí)性和功能等多方面指標(biāo)來(lái)調(diào)整綠化植物，為科學(xué)的選擇綠化植物提供理論依據(jù)〔5〕。

鐵路邊坡植物選型條件：

(1)適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件

(2)適應(yīng)當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件水分、pH值、土壤性質(zhì)等

(3)種子易得且成本合理

(4)地上部較短，根系發(fā)達(dá),生長(zhǎng)迅速,能在短期內(nèi)覆蓋坡面

(5)越年生或多年生

(6)適應(yīng)粗放管理,能產(chǎn)生適量種子

根據(jù)以上原則，植物的選擇需要考慮美觀和鐵路正常使用兩方面。同時(shí)植物的選擇還與鐵路所在的地域有很大關(guān)系，必須考慮氣候、土壤等條件，與上地條件相適應(yīng)。當(dāng)路段景觀單調(diào)，綠化樹(shù)種匾乏，污染較嚴(yán)重，環(huán)境對(duì)植物的生長(zhǎng)構(gòu)成多方面的脅迫，盲目引入樹(shù)種承擔(dān)較大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。為大量、安全的向試驗(yàn)路段引入植物提供理論支持，以多種植物為研究對(duì)象，研究它們?cè)诖髿馕廴?、上體污染、干旱等脅迫時(shí)的生理變化及生長(zhǎng)狀況，并進(jìn)行引種試驗(yàn)，由此對(duì)它們?cè)阼F路環(huán)境下的適應(yīng)性做出評(píng)價(jià)。為安全、高效、大規(guī)模向該路段引種，提高該路段植物多樣性、景觀多樣性，提供理論依據(jù)。

3.2 鐵路路域植物種組合的原則

根據(jù)上述的理論及資料分析，鐵路植物防護(hù)應(yīng)采取如下原則：

植物種子的選擇及配置應(yīng)走本地化的道路，以地帶性植被、鄉(xiāng)土植物為基調(diào)，適當(dāng)引進(jìn)適于本地生長(zhǎng)條件的野生植物和外地植物。

應(yīng)考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、豆科植物與非豆科植物的結(jié)合，還要盡可能配置抗逆性強(qiáng)的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物，這樣才能使植物更能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c自然植被融為一體，建設(shè)一個(gè)具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強(qiáng)的立體生態(tài)群落。

鐵路路域植物種組合還應(yīng)適于路域環(huán)境，符合邊坡生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)，對(duì)氣候適應(yīng)性強(qiáng)。

4 鐵路邊坡防護(hù)類(lèi)型及施工方法

4.1 噴播植草防護(hù)

4.1.1 液壓噴播植草

(1)準(zhǔn)備工作：噴植前先修好天溝等排水設(shè)施，修整坡面嵌補(bǔ)凹槽、坑洼，準(zhǔn)備好噴植混合材料等，噴植材料隨拌隨噴。

(2)草籽選擇：草籽、樹(shù)種選用根系發(fā)達(dá)、莖矮葉茂并適于當(dāng)?shù)爻苫盥矢叩亩嗄瓴莘N。噴播草籽含量不小于15～20g/m2。

(3)試噴：大面積的噴播工程先進(jìn)行試播，以得到合理的種子、肥料、農(nóng)藥、保水劑和營(yíng)養(yǎng)土等的配合比。噴投物料要有一定的穩(wěn)定性，噴到預(yù)定坡面上切忌漿材沿坡面流動(dòng)。

(4)噴播：連續(xù)向噴射機(jī)供料；保證噴射機(jī)工作風(fēng)壓穩(wěn)定；完成或因故中斷作業(yè)時(shí)，將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料清除干凈。

(5)養(yǎng)護(hù)：施工完畢后，進(jìn)行精細(xì)的養(yǎng)護(hù)管理，養(yǎng)護(hù)期不少于30d。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，用透氣農(nóng)膜覆蓋，避免雨水直接沖刷。對(duì)漏噴、草籽發(fā)芽成活過(guò)稀部位進(jìn)行補(bǔ)種或噴補(bǔ)。

4.1.2 客土噴播植草

客土噴播植草的施工工藝流程為：清理坡面→鉆孔打錨桿→掛網(wǎng)→噴射客土。客土的配方包含草種、土壤、纖維、肥料、保水劑和穩(wěn)定劑。配制后的客土滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)所需要的基本厚度、酸堿度、空隙率、營(yíng)養(yǎng)成分、水分以及耐久性。施工完畢后進(jìn)行精細(xì)的養(yǎng)護(hù)管理；在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，用透氣農(nóng)膜覆蓋，避免雨水直接沖刷。對(duì)漏噴、草籽發(fā)芽成活過(guò)稀部位進(jìn)行補(bǔ)種或噴補(bǔ)。

4.2 立體植被網(wǎng)+噴播植早防護(hù)

4.2.1 施工方案和施工方法

噴播植草在春秋季進(jìn)行。采用噴播植草機(jī)進(jìn)行施工，噴播時(shí)將植物種子與肥料等的混合液配好，用噴槍噴播在欲建邊坡，并做好覆蓋養(yǎng)護(hù)管理。

4.2.2 施工工藝

(1)坡面修整平整、密實(shí)：從上向下鋪設(shè)立體植被網(wǎng)，與坡面密貼。上下溝槽內(nèi)網(wǎng)墊應(yīng)有足夠的壓量，搭接處上層網(wǎng)墊要緊貼下層。縱向搭接寬度不小于3cm，用間距1.1m的竹釘固定，呈梅花形布置。

(2)覆蓋細(xì)粒土：將細(xì)粒土均勻撒于立體植被網(wǎng)上，木板耙整平，鋼管輪碾將覆蓋土壓平，灑水濕潤(rùn)。

(3)噴播植草：利用離心泵將植物種子與肥料等的混合液用噴槍噴播在欲建邊坡，形成均勻覆蓋層保護(hù)下的植物種子層。

(4)覆蓋養(yǎng)護(hù)管理：噴播植草完畢，用無(wú)紡布對(duì)坡面進(jìn)行覆蓋，并用U形鐵絲釘固定。覆蓋完后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，每天澆水1～2次，每次均要澆透。草坪出苗齊全后撤掉覆蓋物，并做好不同階段的施肥以及病蟲(chóng)害防治。

4.2.3 技術(shù)質(zhì)量措施

(1)立體植被網(wǎng)+噴播植草防護(hù)施工應(yīng)根據(jù)植物的特性，適時(shí)種植，避免暴雨季節(jié)、大風(fēng)和高溫條件下種植。

(2)噴播植草前應(yīng)進(jìn)行種子發(fā)芽率試驗(yàn)，并確保在雨季來(lái)臨之前形成一定的植物邊坡防護(hù)能力。

4.3 種植灌木

路基邊坡成形后，進(jìn)行坡面清理。清除雜物后平行于路肩放樣，沿路基邊坡每隔0.1m交錯(cuò)設(shè)置，每穴平均3株。放樣完成后，挖穴、栽植、施肥，并及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)。施肥采用有機(jī)肥料，鋪滿(mǎn)溝穴底部，厚5～10cm。

4.4 噴混植生

噴植前先修好天溝等排水設(shè)施，修整坡面，嵌補(bǔ)凹槽、坑洼，準(zhǔn)備好噴植混合材料等。噴植材料隨拌隨噴，噴射厚度為6～10cm，噴播草籽含量不小于25g/m2，水泥標(biāo)號(hào)不低于P.O42.5；護(hù)坡噴植后，20d內(nèi)必須噴(灑)水養(yǎng)生，使噴植護(hù)坡始終具有足夠水分，促使草籽發(fā)芽、生長(zhǎng)。

高速鐵路邊坡防護(hù)從設(shè)計(jì)到施工，應(yīng)緊緊抓住設(shè)計(jì)對(duì)象的地質(zhì)、水文、氣候等自然條件特點(diǎn)，采用靈活有效的防護(hù)方式，并結(jié)合環(huán)境保護(hù)，在保證邊坡安全穩(wěn)定的前提下，加大植被面積，增強(qiáng)髙速鐵路路基穩(wěn)定性〔6〕。

〔1〕劉天玉.交通環(huán)境保護(hù).北京:人民交通出版社,2004:1-3.

〔2〕周德培,張俊云.植被護(hù)坡工程技術(shù).北京:植被護(hù)坡工程技術(shù),人民交通出版社,2003:7-11.

〔3〕曹兵,宋麗華等.談寧夏高等級(jí)、高速公路的綠化.中國(guó)園林,2001:84-86.

〔4〕張棟梁.公路邊坡植物防護(hù)和綠化的研究.哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)學(xué)位論文.2005.

〔5〕施金生.福建省高速公路景觀綠化植物的選擇和配置.福建熱帶科技,2002,27(3):19-22.

〔6〕李汝曉.高速鐵路幾種常用的路基邊坡防護(hù)施工方法淺析.水利水電施工,2015,2:52-54.