第１２期（总第１６４期） 综 论述■ 残淡高速公路边坟生态殇妒技术 李冰 （福建船政交通职业学院，福建福州３５０００７） 摘要边坡的生态防护技术是随着高速公路建设而兴起的一门工程技术，在环境保护日益重视的今天，生态 防护是高速公路护坡的一种趋势。本文针对高速公路边坡生态防护的发展，介绍了目前在我国常见的几种生态防护 技术，同时对我国生态边坡防护存在的问题做进一步阐述，使读者对边坡生态护坡技术有进一步的认识。 关键词公路边坡；生态防护；液压喷播；植被绿化 １ 公路边坡生态防护背景 边坡防护在高等级公路的建设与养护中占有非常重要 边坡生态防护技术的应用在发达国家己有很长均历史， 美国等西方国家从上世纪三四十年代就意识到保护生态平 衡的重要性，并开始尝试植被护坡治理。六十年代初，欧美发 的地位。缺乏有效防护的土质边坡在雨水的冲刷与侵蚀作用 下，极易造成冲沟、缺口，直至致沉陷、塌方和滑坡；对于缺少 防护的岩质边坡，不仅因岩坡表面风化脱落掉块，影响公路 达国家大规模修建高速公路，液压喷播技术在稳定 坡、防 止土壤侵蚀和恢复植被等方面广泛应用。七十年代末，欧美 正常运营和安全，还会因风化和地表水的渗入使岩体抗剪强 度降低而导致较大的塌方甚至岩崩。传统的边坡防护多采用 抹面、喷浆、勾缝、灌浆和砌护面墙等，对减轻坡面修建初期 的不稳定和侵蚀方面效果很好，作用显著，但不利于环境保 护和生态环境的恢复，且随着时间的推移，岩石的风化，混凝 土的老化，钢筋的腐蚀，强度降低，防护效果也越来越差，维 等国已建立了基本的公路环保法律体系和管理机制．环保因 素充分体现在公路规划、设计、施工与营运的各个 段。目 前，欧美发达国家规划公路网须同步开展战略环境影响评 价，并结合景观设计、环境恢复治理等技术，实现公 ｝环境保 护和综合治理。日本于１９７６年首先开发厚层基料喷射护坡 技术，主要用于软弱岩石边坡的生态防护。近年来，叁 化网护 护成本也逐步提高，同时在强降雨、易风化岩土地区也很难 保障工程材料与边坡岩土体相兼容，工程结构易被架空，易 导致滑坡事故的发生。 坡、厚层基料喷射、植被型混凝土等己成为日本最为广泛的 生态护坡技术。但因日本国土气候带，不适合我国热带、亚热 带地区植物的水热需求，草坪往往因伏秋干热而枯死，不适 合我国国情。 我国的边坡生态防护技术研究起步较晚，１９８８年我国第 一当前随着人们环保意识的进一步提高，为了扭转“公路 修到哪儿，环境破坏到哪儿”的严峻局面，公路边坡防护措施 正逐步从单纯的工程防护转向兼顾工程防护及环境保护要 求的植物防护，生态防护技术正是在这种条件下应运而生， 它能弥补传统防护工程护坡的不足，同时能保证原有的生态 平衡不受破坏满足人们对环境保护的要求。 条高速公路通车，边坡生态防护才开始成为新的误题。最 初的公路环保工作多采用铺植草皮、片石骨架植草、空心砖 植草等方法绿化，达到即铺即绿的短期效果【１Ｊ。近年来，我国 也开始了类似于客土喷播技术的研究和应用，并取得了一定 的进展。２００５年６月１６日由三峡大学护坡绿化研究所王铁 ２边坡生态护坡技术 边坡生态防护技术是基于生态工程学、工程力学、植物 桥、陈巍起草并发布《混凝土护坡绿化技术规程》，是对多年 护坡实践的总结，在现阶段具一定的指导意义。 学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其他 工程材料在边坡上构建具生态功能的护坡系统，通过生态工 ３生态边坡技术在我国的运用 ３．１铺贴草皮 该方法在早期公路生态防护中普遍使用，常用于迅速绿 化土质边坡及强风化软质岩石边坡。考虑到施工的准度，只 能设置于低矮和人能到达的边坡。一般采用就近 取的原 程自支撑、自组织、与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、 抗滑动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性 和生态平衡及美化环境等目的。 ・ｌ３・ ●综合论述 则，选取根系发达、茎矮叶茂耐旱的草皮铺种。根据坡面冲刷 情况、水流速度等具体条件，以采用平铺、水平叠铺、斜交叠 铺形式［２１。此方法在草皮移植过程中对其根系损伤较大，在新 环境中草皮重新扎根之前，将度过一个萎蔫休克期，若水分 供给不及时将导致草皮枯死。在铺贴草皮前往往还需进行边 坡换土改良，平整地表和清除表层石块等工作，效率低而且 投入大。另外，草皮多出自于附近农田，移植时带走了表层肥 土，使农田土层变薄、肥力下降，对以后耕作不利；同时还不 可避免地带进了生命力极强的农田杂草，尤其是高大旱生植 物的种子与根茎，给草皮生长带来了严重隐患。一些地方靠 采集附近山坡上或道路边的野生自然草皮用于公路边坡绿 化，虽然成本低廉，暂时满足了公路护坡的局部要求，但这种 以破坏自然生态环境为代价来满足公路护坡暂时需要的方 法显然是不可取的。总之，铺贴草皮在城镇小区绿化中不失 为一种理想的快速绿化方式，但对于大面积在公路边坡绿化 中采用，仍需慎重考虑。 ３．２三维绿化网植草法翩 这是目前应用较多的一种边坡防护绿化方法，适用于较 缓的土质及部分砂石土边坡，不适用于陡坡和岩石边坡。三 维网一般由聚氯乙烯材料制成，具有良好的抗老化能力，能 减轻水对边坡土的冲蚀从而有效护坡和保护草种。待草种发 芽形成植被时，生长的草根即与三维网形成地面网系，坡面 土层、三维网和草坪共同组成立体坡面防护体系，达到生态 护坡目的。三维网植草法具有工艺简单、操作方便、施工快速 的特点，实际应用较广，但其效果较液压喷播稍差。 ３．３液压喷播［４１ 液压喷播主要由防护方法选定、土壤分析、植物筛选、建 植技术四部分组成，其原理是将草种、肥料、土壤改良剂、土 壤稳定剂、种子粘结剂和水充分混合均匀，用喷均匀地喷 射到坡面并覆盖，以待植物种子发芽生长。液压喷播常有湿 法喷播、客土液压喷播及挖沟换土液压喷播等方法。 （１）湿法喷播。湿法喷播要求坡面上有一定深度的土层， 且坡度较缓，在高速公路上应用已取得了较好的效果。在防 护难度较小的土质边坡上，它能良好地适用于高边坡及贫瘠 地带的强制绿化，机械化施工，喷播效率高；在施工时无需换 土处理和清除地表石块等杂物，省工省时，且不至于人为带 入中间杂草，便于后期管理；同时在植物纤维和土壤稳定剂 的共同作用，能有效地防止雨水冲刷，避免种子流失；并且草 种配比灵活多变，可据不同地域、不同气候和不同播种季节 选择不同的草种。 ・１４・ ２０１４生 （２）客土喷播。客土喷播主要适用于岩石边坡和混凝土 边坡。它是以岩面挂网为基础，通过喷射机将搅拌均匀的高 营养有机质客土原料自上而下喷射到岩面，直至达到设计最 小厚度，从而为其岩石表面生长提供生养基础。因此，它需加 入高边坡专用基质、客土、缓效肥料以及植物纤维，必要时还 须加入土壤稳定剂、消毒剂等。客土喷播方法投入大，施工有 一定的技术难度。 （３）挖沟换土液压喷播。挖沟换土液压喷播是指在坡面 上人工开挖出间距约４０ｃｍ、深１５—２０ｅｍ的浅沟，回填有机 肥土后将混和草种、肥料、覆盖材料、土壤改良剂和稳定剂、 种子粘结剂、色素及水用机械均匀混合成浆状，靠喷播附着 在坡面上。此方法适用于中风化至强风化岩石边坡，以人工 施工为主，成本低廉。 ３．４框格植被绿化法 框格植被绿化法指在整个坡面或框格及拱架内实施，如 浆砌空心砖培土种草法，其优点是固土效果良好，但缺陷是 空心砖自身所占面积过大，所培客土占用面积较小，保水效 果不佳，不利于绿化连续成片，且施工成本较高，对于较陡坡 面，由于重力作用，空心砖上部土少且薄，不利于草的生长。 因此在设计和施工中需要克服其缺陷而有针对性地优化设 计。 ３．５厚层基质混喷植草法 厚层基质混喷植草法 源于日本，它是在岩石或混凝土 坡面上喷１～２层植生基质，以实现绿化从而防护坡面的方 法。它要求植生基质在岩石或混凝土坡面上营造出一个既能 让植物生长发育且自身又耐冲刷的多孔稳定结构，这就需要 消耗大量的有机质材料。植生基质的主要成分一般有：土壤 矿物质、胶结材料、缓冲剂、肥料和有机质、成孔材料、保水剂 及植物种子。通过胶结材料的粘结作用，植生基质混合物可 在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体，通过一定程度 的硬化使其承受一般程度上的冲蚀，空隙内填有植物种子、 土壤、肥料、保水材料等，提供了植物根系的生长空间和条 件。此方法可用于坡度较陡的软岩、中硬岩、硬岩边坡及混凝 土或片石坡面，它与客土液压喷播法是目前我国应用较为成 功的岩石边坡防护绿化技术。 ３．６植被型多孔混凝土法 植被型多孔混凝土法一般由预制混凝土、充填材料和表 层土三部分组成。比较典型的有纤维垫层混凝土预制块法， 它由混凝土预制块与裹覆在表面厚约ｌＯｃｍ的椰子纤维垫层 构成，在椰子纤维层中掺入土、砂及植物种子，在预制块问缝 第１２期（总第１６４期） 悫曩建ｌ前 综合ｔ≥述一 栽种植物根囊。由于椰子纤维层纤维交错、孔隙较多，具有优 都强。若能利用野生植物品种来进行边坡绿化将有着巨大的 经济意义。野生藤本植物的应用亦较少，在边坡绿化中，草种 和灌木的抗逆性是有限的，缺少了野生藤本植物，将影响到 边坡的景观效果。野生资源品种是丰富多彩的，若能选择一 良的透气性、吸水性和保水性；加上使用纤维从而降低水泥 用量，减少了碱性对植物的影响，使预制块表面及间缝植物 种子发育良好，最终形成植物群落，实现防护、环保的一体化 进程。其缺点是成本较高。 些景观效果较好、容易繁殖的野生植被，将对边坡绿亿工作 带来新的突破。 （３）缺乏对草种混播比例的深入研究。目前国内一些单 位对草种混播比例凭经验甚至盲目施工，这是因为国Ｆ 对于 该方法首先在日本研制使用，并在工程中不断改进和演 变，我国曾尝试过类似的多孔混凝土绿化法阎，其中一种是在 无沙大孔混凝土中掺加部分酸性聚合物及聚丙稀纤维等高 分子材料预制砌块，同时在砌块孔隙中充填腐植土、种子、缓 释肥料、保水剂等混合材料，并在混凝土表层采用植物纤维 覆盖，创造适肩植物生长的环境形成植被。此方法２００２年在 天津外河改造工程中进行了大面积野外实验，结果表明青草 能在无沙大孔混凝土内布满根系，绿草长势良好，其防护作 用尚在进一步实践检验。 ４国内生态边坡防护存在的问囊 目前国内边坡生态防护技术运用较为广泛，如高速公路 上普遍应用的液压喷播技术，适用于较缓土质边坡及部分砂 石土边坡的三维网植草法，适用于岩石、混凝土或片石坡面 的厚层基质混喷植草法、复合型预制块等，但还存在一些典 型问题有待进一步研究： （１）ｘ４生物防护认识的不足。美国生态学会定义生态恢 复为：人们有目标地把一个地方改建成定义明确、固有的、历 史的生态系统的过程，这一过程的目的是竭力仿效那种特定 生态系统的结构、功能、生物多样性及其变迁过程。由此可 见，生态恢复不是自然生态系统的自然演替，而是人们有目 的、有需求的进行生态改造，这不是简单地种植各种物种，而 是对系统的结构、功能、生物多样性和持续性进行全面的优 化恢复１７］。因此，生物防护是通过人工辅助的方法，使自然本 身具有的恢复力得到充分发挥。这不是要求改变立地条件， 而是在自然生态系统允许的范围内，依照植物的特性和植被 群落自然恢复演绎的顺序促使植物持续快速生长繁衍。若违 背这些自然规律，只能形成与自然环境极不协调的绿色产 物，难以自我调节持续生存。 （２）草种资源缺乏多样性。草种选播时过于单一，很少考 虑草、花、灌、乔等多种植物的有机结合。草种选择上若适量 加人适应于各种环境、不同季节的草花品种，不但能使植物 群落生长达到优势互补，还可增加草坪的观赏性，形成风景 独特又长期稳定的植物群落。目前边坡绿化施工中主要采用 外来品种，然而野生品种的抗逆性和适应性比任何外来品种 植物种类、混播比例方面的研究还处在初期阶段，尚天总结 出一套适合于中国各类环境的方法。席嘉宾等１７１，曾对 ￡种混 播比例作过一些研究，总结出适用于当地生长的混播组合， 指出３ ４个品种混播效果较为理想，品种过多或过 ≯均易 造成植物群落失衡，生长发育不良。 （４）坡面处理方式的选择问题。除播种方式和草种选择 外，坡面处理方式的选择也是成功营造公路边坡植被的关 键。对于有地表植物的边坡坡面，在播种草种萌发的同时，也 会促进原有杂草的萌发，从而打破草种配比的均衡，特别是 一年生杂草的生长，不仅抑制了混播植物的发育，还≤ 严重 影响绿化的景观效果。而铲除原有地表植物显然是不明智的 作法，故应注意对原有地表植物的利用和影响进行研究。 参考文献 【１】赵明阶，何光春，王多根．边坡工程处置技术【Ｍ］．人民交通 出版社。２００３ 【２】王思成，兰剑，王宁．高速公路边坡生物防护技术研究进 展Ⅱ】．宁夏农学院学报，２００３，２３（２） ［３］高速公路丛书编委会．高速公路环境保护欲绿化 】．人民 交通出版社，２００１ ［４］周海波，梁庆东．三维植被网草护坡效果研究Ⅱ】．广 交通 科技，２００３，２８（３） 【５】周利民．运用液压喷播技术进行植草护坡的研究口】．水土 保持通报，２００３，２３（３） 【６】陈效星．液压喷播植草在胶新线绿色防护的应用【１＿路基 工程，２００４，（２） ［７】席嘉宾．高等级公路边坡绿化草的建植与管理技术Ⅱ】． 公路，１９９８，（３） 作者简介：李冰，女，副教授，研究方向：土木工程、交通 工程。 ・ｌ５・
