高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)淺析

1、淺析高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)秦利珍 中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 湖北省武漢市 430074摘 要：鑒于高速公路生態(tài)防護(hù)的現(xiàn)狀以及作用機(jī)理，提出要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地質(zhì)條件和工程要求，選擇生態(tài)防護(hù)的類型、植物的種類以及相應(yīng)防護(hù)類型的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：高速公路 邊坡 生態(tài)防護(hù) 拱形骨架 客土噴播1 引言近年來，為了適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國高速公路的建設(shè)飛速增長。尤其在江、浙、魯?shù)仁「咚俟肪W(wǎng)四通八達(dá)，基本實(shí)現(xiàn)了縣縣通高速。據(jù)交通部第二次全國公路普查結(jié)果顯示，我國高速公路里程近2萬km，列世界第二位。由于高速公路自身存在的特定因素，如線形條件要求高，而相當(dāng)部分的高速公路不可避免的要穿過山區(qū)

2、、丘陵。因此，高速公路的邊坡防護(hù)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的高速公路邊坡防護(hù)大多采用擋土墻、錨固網(wǎng)等大型的工程防護(hù)，使公路沿線成為令人厭倦的“灰色長廊”，這不但給沿路的生態(tài)環(huán)境造成了毀滅性的破壞，而且修建和維護(hù)都需要很大投入。另外，從美觀和環(huán)保等角度來看也存在著諸多不合理因素。2 邊坡生態(tài)防護(hù)的現(xiàn)狀及趨勢我國早期的公路邊坡生態(tài)防護(hù)，基本上采用的是在坡面上單一的鋪草皮植被的綠化方式，這種形式綠化困難大，成活率較低?，F(xiàn)在我國高速公路的低矮邊坡也采用復(fù)合植被的綠化方式，90年代以來拱形骨架內(nèi)植草防護(hù)及鋼筋（土工）網(wǎng)的客土噴播，使生態(tài)防護(hù)技術(shù)在我國得到廣泛應(yīng)用。3 生態(tài)防護(hù)的作用機(jī)理 邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)是基于生

3、態(tài)工程學(xué)、工程力學(xué)、植物學(xué)、水力學(xué)等學(xué)科的基本原理，結(jié)合其他工程材料在邊坡上構(gòu)建具生態(tài)功能的護(hù)坡系統(tǒng)。通過生態(tài)工程自支撐、自組織、與自我修復(fù)等功能來實(shí)現(xiàn)邊坡的抗沖蝕、抗滑動(dòng)和生態(tài)恢復(fù)，以達(dá)到減少水土流失、維持生態(tài)多樣性和生態(tài)平衡及美化環(huán)境等目的。一般認(rèn)為生態(tài)防護(hù)的主要作用機(jī)理是植物根系對邊坡土體的三維錨固作用。植物的垂直根系穿過坡體淺層的松散風(fēng)化層，錨固到穩(wěn)定層，起到錨桿作用，可視為三維加筋材料，可增加土體的凝聚力。另外，植物的蒸騰作用對地下水系的影響，以及微生物對土體的自我調(diào)節(jié)功能也對邊坡防護(hù)起著不可忽視的作用。4 高速公路生態(tài)防護(hù)的作用高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)的核心是保持生態(tài)平衡，因此具有工程

4、防護(hù)以及其他防護(hù)類型不可取代的作用和地位。4.1 維護(hù)生態(tài)平衡高速公路沿線邊坡的開挖，造成大量植被的毀滅、水土的流失，所有這些均給自然生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。生態(tài)防護(hù)通過種植植物，人為修復(fù)遭到破壞的環(huán)境，通過其自身內(nèi)部的自我調(diào)節(jié)功能，恢復(fù)自然的生態(tài)平衡，起到真正的生態(tài)防護(hù)效果。4.2 減少雨水沖刷，穩(wěn)固路基 公路邊坡開挖后，大部分坡面巖體裸露在外，雨水對坡面的長期沖刷極易造成邊坡坍塌、滑坡等事故的發(fā)生。對邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)后，坡面植被能夠?qū)崿F(xiàn)臺(tái)階消能原理，降低水流速度，減小水流對坡面的沖刷。4.3 邊坡生態(tài)防護(hù)的三維錨固作用 對節(jié)理發(fā)育、破碎較嚴(yán)重的邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)時(shí)，一般采用三維土工網(wǎng)。除了

5、三維網(wǎng)中錨桿和鋼筋網(wǎng)對巖體的加固作用外，坡面植被根系也可以增加破碎巖塊的整體性，起到固坡的作用。4.4 美化環(huán)境，減輕駕駛視覺疲勞 生態(tài)防護(hù)把多種形式的植物景觀合理的搭配起來，給社會(huì)創(chuàng)造了一個(gè)良好的綠色視覺空間，減輕了司機(jī)因長時(shí)間駕駛造成的視覺疲勞，降低發(fā)生交通事故的幾率。5 高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)高速公路邊坡生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮多方面的因素，諸如邊坡工程、水文地質(zhì)條件、巖性以及氣候條件等。生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)在邊坡總體穩(wěn)定的前提下進(jìn)行，并考慮適合植物生長的適當(dāng)坡度。如果存在大面積滑坡的可能則應(yīng)采用其它類型的防護(hù)形式，如框架梁、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等。5.1 植被綠化選擇 植物種類應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件

6、，選擇適合當(dāng)?shù)厣L的植物。由于不同植物成長特性不同，可以考慮多種植物混配種植的方式，充分利用各種植物根系的特點(diǎn)，達(dá)到固坡和生態(tài)環(huán)境自我修復(fù)的雙重效果。生態(tài)防護(hù)關(guān)鍵是如何長久綠化，所植（噴）草籽也更加要科學(xué)化，如采用小冠花、高羊茅、黑麥草等復(fù)合化種植，這些植被綜合考慮了：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)。5.2 生態(tài)防護(hù)的主要類型及各自的優(yōu)缺點(diǎn) 邊坡的穩(wěn)定性評價(jià)是生態(tài)防護(hù)的重要前提，生態(tài)防護(hù)對邊坡穩(wěn)定性最主要的作用表現(xiàn)在對坡體表面破碎巖石的加固和防止水土流失，而坡體深層的破裂和滑移則需進(jìn)行一般工程上的錨固，有時(shí)甚至需要適度的削坡，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇生

7、態(tài)防護(hù)的類型。(1) 直接植草綠化防護(hù)該類防護(hù)類型，全國所有高速公路均有所采用，一般多用于整體穩(wěn)定性好，完整性高的低(高度在6米以下)土質(zhì)邊坡。邊坡開挖一定坡度（一般在1：11：2之間）后，可直接鋪植草皮進(jìn)行生態(tài)防護(hù)。該類防護(hù)簡單可行，專業(yè)技術(shù)要求不高，另外，單位工程造價(jià)也較低。但該類生態(tài)防護(hù)方式抗不住大的雨水沖刷，成活率也不高。初期應(yīng)加大成本提高成活率。(2) 拱形骨架內(nèi)植草生態(tài)防護(hù)多適用于坡比不陡于1：0.75的土質(zhì)邊坡。漿砌片石拱形骨架形成流水槽，防止雨水沖刷邊坡，確保邊坡穩(wěn)定；拱內(nèi)種植草皮美化環(huán)境。但是不太適用于高陡的石質(zhì)邊坡，因在施工槽拱時(shí)不易成槽，也不利于植被生長。所以填方區(qū)的下邊

8、坡拱形骨架防護(hù)高水11：1。7在我國高速公路近幾年來應(yīng)用最為廣泛。如“襄十高速（湖北襄樊至十堰）”多數(shù)采用拱形骨架防護(hù)，新建的“宛坪高速（河南南陽至西坪）”下邊坡填方以拱形骨架防護(hù)為主。(3) 砌筑預(yù)制六棱塊 預(yù)制六棱塊多用于橋頭錐坡，穩(wěn)定性及防止雨水沖刷性能較拱形骨架更好。其內(nèi)也能保水利于植被生長。但是，六棱塊預(yù)制不方便，徑向厚度較?。ㄒ话銥?6cm），脫模及施工運(yùn)輸中易碎裂，且總成本比用漿砌片石防護(hù)還要高，可作適當(dāng)改進(jìn)，詳見<<對比大樣及效果圖>>。(4) 客土噴播 多適用于上邊坡，尤其是石質(zhì)邊坡，采用了鋼筋（或土工）網(wǎng)的客土噴播。適用范圍廣泛，對于整體穩(wěn)定性較好，

9、或只有部分坡面巖體比較破碎，或邊坡整體穩(wěn)定性較差，坡面出現(xiàn)大塊松動(dòng)巖石，而且坡體大部分巖石碎裂的邊坡，均可適用。如果直接植草防護(hù)，一方面不易成活，另一方面，雨水沖刷極易使坡面松動(dòng)巖塊滑落，從而導(dǎo)致坡面防護(hù)植被的坍塌，再進(jìn)行二次防護(hù)困難加大，而且經(jīng)濟(jì)上不合理。邊坡開挖后，鋼筋網(wǎng)在安裝前，對于整體性稍好的坡面，先將坡面整平，清除碎石，然后放置鋼筋網(wǎng)并在網(wǎng)搭接縫處按一定間距打入一定長度的固定釘；對于巖層結(jié)構(gòu)差的坡面，掛網(wǎng)后視情況應(yīng)打入一定長度的錨桿。然后將草籽、肥料、土壤、水等（視情況可加入少量水泥）按一定比例混合后直接噴射于已掛好鋼筋網(wǎng)的坡面。該類防護(hù)施工的關(guān)鍵是控制混合物的配置比例，工程應(yīng)用時(shí)須嚴(yán)格按實(shí)際情況和工程要求進(jìn)行試配。6 小結(jié)公路邊坡生態(tài)防護(hù)能有效的防止坡面水土流失，加強(qiáng)邊坡的整體性，并保護(hù)公路沿線的生態(tài)環(huán)境。在人類生存環(huán)境日益惡化的背景下，生態(tài)保護(hù)作用不言自明。在我國，由于長期只注重經(jīng)濟(jì)效益、缺乏環(huán)境保護(hù)意識(shí)，高速公路的修建造成了大量環(huán)境破壞，可以預(yù)見，邊坡生態(tài)防護(hù)具有廣泛的應(yīng)用前景。2007年7月份通車的青藏鐵路，給我們樹立了保護(hù)環(huán)境的楷模，避免修建時(shí)的大挖大填，同時(shí)多設(shè)橋梁（生物通道）通過，這也表明了我國在發(fā)展中進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決心。參考文獻(xiàn)1胡利文，陳漢寧.錨固三維網(wǎng)生態(tài)防護(hù)理論及其在邊坡工程中的應(yīng)用，2003.2金忠.噴砼植草技術(shù)在惠河高速公路高邊坡防