朱孝龍 王海祥
植被邊坡防護技術(shù)研究進展
朱孝龍1王海祥2
(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221116)
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,公路鐵路和水利等工程的邊坡水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重,植被邊坡的防護技術(shù)越來越受到關(guān)注。本文總結(jié)了已有的植被邊坡防護技術(shù),針對土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡分別論述其特點及適用范圍,并指出植被邊坡防護技術(shù)的研究方向。
植被邊坡;土質(zhì)邊坡;巖質(zhì)邊坡
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,公路鐵路里程數(shù)大幅度增加,建設(shè)形成的邊坡也在逐年遞增,邊坡的開挖破壞了原有的植被覆蓋系統(tǒng),引起了地表的裸露和水土的流失,使我國本已脆弱的生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化,經(jīng)濟建設(shè)與人口、環(huán)境的矛盾更加突出。因此國家“十三五”規(guī)劃中提出要“以提高環(huán)境質(zhì)量為核心,以解決生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域突出問題為重點,加大生態(tài)環(huán)境保護力度,提高資源利用效率。堅持源頭保護、系統(tǒng)恢復(fù)、綜合施策,推進荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理”。
植被護坡是利用植被涵水固土,通過對坡面采取有效的植被覆蓋使其免遭表土侵蝕和土壤退化,從而降低滑坡、水土流失等災(zāi)害出現(xiàn)的幾率,保護生態(tài)環(huán)境。是涉及巖土工程、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、植物學(xué)、土壤肥料學(xué)等多學(xué)科于一體的綜合工程技術(shù)。與普通的護坡工程相比,植被護坡具有自我修復(fù)作用,且環(huán)境兼容性好、能耗低和經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。植被護坡技術(shù)根據(jù)土壤不同主要分為土質(zhì)邊坡植被技術(shù)和巖質(zhì)邊坡植被技術(shù)。
土質(zhì)邊坡的坡面為土壤,因此可以在坡面上直接進行植物的種植,常用的方法有鋪草皮護坡、植生帶護坡、液壓噴播植草護坡、三維植被網(wǎng)護坡、香根草籬護坡和漿砌片石骨架植草護坡等。
2.1鋪草皮護坡
鋪草皮護坡一般用于各類土質(zhì)邊坡,也可以用于強風(fēng)化巖護坡,是將培育好的草坪用機器鏟起運至需綠化的坡面重新鋪植形成的護坡的綠化技術(shù)。其具有成坪時間短、護坡功能見效快和施工季節(jié)限制少等優(yōu)點。施工工序為
2.2植生帶護坡
植生帶護坡一般用于土質(zhì)的路堤邊坡或者路塹邊坡,土石混合的路堤邊坡在處理以后也可以使用。是用專門的機械設(shè)備,把草種、保水劑和肥料等按照一定的工藝定植在可自然降解的材料上,然后用機械滾壓和針刺形成一定規(guī)格的產(chǎn)品。其施工流程為
植生帶護坡技術(shù)在國外應(yīng)用較早,我國在20世紀(jì)80年代引入這種技術(shù),目前廣泛的應(yīng)用于城市園林的綠化和公路鐵路的護坡工程中。
2.3液壓噴播植草護坡
液壓噴播植草一般用于土質(zhì)路堤和路塹邊坡,是用噴播機將草種噴射到預(yù)定區(qū)域進行植草的高效綠化技術(shù)。其播種和覆蓋等多種工序一次完成,具有地形條件適應(yīng)性強、植被分布均勻、建植速度快等優(yōu)點。噴播材料一般有草種、木纖維、肥料、粘合劑、保水劑、染色劑和水等。噴播材料在坡面形成噴播層,噴播層應(yīng)能牢固地附著在坡面上,同時應(yīng)具有良好的吸水、保水和保肥的性能,滿足草種的迅速萌芽和生長。其施工工序為
我國在上世紀(jì)90年代引進此種技術(shù),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于公路、鐵路和水利等邊坡工程的綠化。如云南省昆曲高速公路全線、贛粵高速公路昌樟段、廣東省深汕高速公路西段以及飛來峽水利樞紐工程等。
2.4三維植被網(wǎng)護坡
三維植被網(wǎng)也稱土工網(wǎng),適用于各類土質(zhì)邊坡,是以熱塑性樹脂為原料,經(jīng)擠出、拉伸等工序并在接點上互相熔合形成的三維立體網(wǎng)墊,將網(wǎng)用塑料釘或鐵釘固定到邊坡上,再均勻地種植合適的草種,形成網(wǎng)和草交織的復(fù)合植被。
三維植被網(wǎng)的表面具有明顯的凹凸結(jié)構(gòu),對覆蓋于網(wǎng)上的土和草種有良好的固定作用,網(wǎng)草交織的復(fù)合植被形成網(wǎng)絡(luò)覆蓋層,可減少雨水的沖蝕,防止邊坡被暴雨沖刷和阻止邊坡淺表層的滑動。三維植被網(wǎng)護坡的施工工序為
三維植被網(wǎng)工護坡廣泛的應(yīng)用于道路、水電和護岸工程中,如新臺高速公路邊坡防護、京九線京霸聯(lián)絡(luò)線路堤邊坡、三峽工程部分風(fēng)化砂土邊坡防護等工程。
2.5香根草籬護坡
香根草籬護坡一般用于南方溫暖濕潤地區(qū)的土質(zhì)邊坡,是在坡面上按照一定的間距種植香根草帶,依靠香根草根系起到力學(xué)加固防護邊坡的技術(shù)。由于香根草具有易繁殖、適應(yīng)性廣、耐濕、耐旱、耐瘠薄、根系發(fā)達等特性,在水土保持、固土護坡等方面具有良好的效果,其施工工序一般為
香根草籬護坡在20世紀(jì)80年代末由泰國和馬來西亞等國家在實踐中發(fā)現(xiàn),隨后大力推廣并在1988年引入中國,在福建、江西、云南等省得到了成功的應(yīng)用,如福建省清流縣城關(guān)北山南坡護坡工程、105國道化市良口到呂田段護坡工程以及江西上分公路邊坡護坡工程等。
2.6漿砌片石骨架植草護坡
漿砌片石骨架植草護坡一般適用于各種土質(zhì)邊坡,也可以用于強風(fēng)化巖質(zhì)邊坡,是用漿砌片石在坡面上形成框架,在框架中撒草種、土工網(wǎng)、鋪草皮、栽植苗木、噴薄植草形成的一種護坡技術(shù)。其施工工序為
漿砌片石骨架植草護坡雖然自重較大,但比較經(jīng)濟有效,而且環(huán)境美觀,在公路鐵路的護坡中廣泛應(yīng)用,如寶中線路堤邊坡整治工程、國道323雞石線建水城北段護坡工程。
巖質(zhì)邊坡與土質(zhì)邊坡不同,它不具備植物生長所必須的有機質(zhì)和營養(yǎng)元素,巖石的水熱容小,不利于植物的生長,同時一般巖質(zhì)邊坡的坡度較大且受到外力侵蝕現(xiàn)象較為明顯,這些不利條件使得巖質(zhì)邊坡的植被護坡技術(shù)較土質(zhì)邊坡更為困難,一般有土工格室植草護坡、噴混植生護坡等。
3.1土工格室植草護坡
土工格室護坡一般用于灰?guī)r、泥巖、砂巖等巖質(zhì)路塹邊坡,是在展開并固定于坡面上的土工格室內(nèi)填充改良土并在格室上掛三維植被網(wǎng),然后進行噴播施工的一種護坡技術(shù)。坡面表層土體在土工格室的側(cè)限約束力和表面摩擦力作用下形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體,這種結(jié)構(gòu)延長了水流的流徑,起到了很好的消能作用。同時由于格室的加筋作用使得土體結(jié)構(gòu)的粘聚力增大,對坡面土體有補強作用。土工格室護坡的施工流程一般為
土工格室是20世紀(jì)80年代國外開發(fā)的一種新型土工合成材料,一般是由PE、PP等材料經(jīng)過超聲波焊接而形成的具有蜂窩狀格室的立體結(jié)構(gòu),其具有強度高、剛度大、整體性能好等優(yōu)點。廣泛的應(yīng)用于公路鐵路的護坡工程中,如邵懷高速湖南段的護坡工程、312國道甘肅鳳羅段護坡工程等。
3.2噴混植生護坡
噴混植生護坡一般用于巖質(zhì)邊坡,尤其是不宜進行植被恢復(fù)的惡劣地質(zhì)環(huán)境如礫石層、軟巖、破碎巖等,是一種將含有草種、保水劑、肥料、PH緩解劑、粘結(jié)劑和水等混合材料噴到巖石坡面上,依靠混合材料使植物生長形成護坡的綠化方法。其施工工序為
這種技術(shù)由于具有邊坡防護和綠化的雙重功能,可以取代傳統(tǒng)的邊坡噴錨防護和片式防護技術(shù)等或與其相結(jié)合,越來越多的應(yīng)用到巖質(zhì)邊坡工程的防護中,如江西省景婺黃(常)高速公路邊坡工程、沾昆鐵路巖質(zhì)邊坡工程等。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及人們對環(huán)境問題的關(guān)注,植被護坡技術(shù)也將不斷發(fā)展進步。結(jié)合已有的研究基礎(chǔ),目前植被護坡發(fā)展趨勢主要有兩個方面,一是如何將植被生長與工程防護相結(jié)合,建立起一個生態(tài)防護體系,二是通過合理的設(shè)計使得邊坡防護技術(shù)與周邊的環(huán)境相協(xié)調(diào)。同時應(yīng)逐步完善植生邊坡防護技術(shù)的學(xué)科基礎(chǔ),使其設(shè)計和施工規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化,以便更進一步的推廣和應(yīng)用。
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