巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材研究的綜述報告

巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材研究的綜述報告一、引言巖質(zhì)邊坡在自然環(huán)境中廣泛存在，由于人類工程活動，如礦產(chǎn)資源開發(fā)、道路建設(shè)、水利工程等，大量巖質(zhì)邊坡被開挖和暴露，這不僅破壞了原有的生態(tài)平衡，還帶來了諸如滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患。生態(tài)護(hù)坡作為一種集邊坡防護(hù)與生態(tài)修復(fù)于一體的技術(shù)手段，近年來受到了廣泛關(guān)注。生態(tài)護(hù)坡基材作為生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到護(hù)坡的穩(wěn)定性、植物的生長狀況以及生態(tài)修復(fù)的效果。因此，對巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材的研究具有重要的現(xiàn)實意義。二、巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材研究現(xiàn)狀2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國在巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材研究方面起步較早，且取得了諸多成果。早在20世紀(jì)80年代，我國就對石籠包覆鋼絲網(wǎng)質(zhì)量的控制方法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，有效提升了其護(hù)坡效果。隨著研究的深入，針對不同類型的巖石、土壤等天然基材，開展了大量試驗，驗證了它們在巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡中的可行性和適用性。例如，在一些山區(qū)公路邊坡生態(tài)修復(fù)項目中，通過對當(dāng)?shù)貛r石和土壤特性的分析，篩選出合適的天然材料作為基材，并結(jié)合客土噴播等技術(shù)，實現(xiàn)了邊坡的生態(tài)防護(hù)。此外，我國還針對極端氣候條件下的護(hù)坡材料抗凍性能、長期穩(wěn)定性等問題展開研究，為巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡在不同環(huán)境下提供了更為可靠的基材選擇。在一些高寒地區(qū)的工程實踐中，研發(fā)出了具有良好抗凍性能的生態(tài)基材，確保了在低溫環(huán)境下護(hù)坡系統(tǒng)的穩(wěn)定和植物的正常生長。2.2國外研究現(xiàn)狀國外在巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材研究領(lǐng)域同樣十分活躍。瑞典、挪威、荷蘭、德國等歐洲國家在生態(tài)護(hù)坡防治技術(shù)方面投入了大量精力，并取得了顯著成效。瑞典在大規(guī)模實踐中采用了“青苔包覆”的基材，該基材由巖石與植物相互作用形成，具有良好的生態(tài)效益和穩(wěn)定性。青苔能夠在巖石表面生長并形成一層覆蓋層，既可以防止巖石表面風(fēng)化，又能為其他植物的生長提供一定的基礎(chǔ)，同時增加了坡面的美觀性。德國提出的“綠色綁帶”基材，主要由植物根系、草本植物和土壤組成。這種基材利用植物根系的固土作用和草本植物的覆蓋防護(hù)作用，有效提高了邊坡的穩(wěn)定性，并且具有良好的生態(tài)適應(yīng)性。在一些發(fā)達(dá)國家，還注重利用先進(jìn)的材料科學(xué)技術(shù)，研發(fā)新型的人工合成生態(tài)護(hù)坡基材，這些基材往往具有高強(qiáng)度、耐侵蝕、促進(jìn)植物生長等多種優(yōu)良特性。三、巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材分類3.1按材料來源分類3.1.1自然資源自然資源類基材包括巖石、礫石、土壤等。巖石作為一種常見的護(hù)坡基材，具有硬度高、質(zhì)地堅實、不易腐蝕等特點，是抗風(fēng)化、抗侵蝕的理想材料。不同種類的巖石，如花崗巖、砂巖等，其物理化學(xué)性質(zhì)有所差異，在護(hù)坡應(yīng)用中表現(xiàn)出不同的特性。例如，花崗巖硬度較高，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，但表面較為光滑，不利于植物根系附著；而砂巖表面相對粗糙，有利于植物根系扎根，但抗侵蝕能力相對較弱。礫石具有一定的透水性和透氣性，能夠改善土壤的排水條件，在一些對排水要求較高的邊坡生態(tài)護(hù)坡中常被使用。土壤是植物生長的基礎(chǔ)，為植物提供養(yǎng)分和水分。不同類型的土壤，如壤土、黏土、砂土等，其肥力、保水性、透氣性等特性不同，對植物生長的影響也各不相同。在生態(tài)護(hù)坡中，通常會根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、植物種類等因素選擇合適的土壤作為基材或?qū)ν寥肋M(jìn)行改良。3.1.2人工生產(chǎn)資源人工生產(chǎn)資源類基材是人工生態(tài)護(hù)坡工程常用的材料，主要包括鋼絲網(wǎng)、石籠、植物柵欄等。鋼絲網(wǎng)具有一定的強(qiáng)度和柔韌性，能夠?qū)吰缕鸬揭欢ǖ姆雷o(hù)作用，防止坡面土體滑落。同時，鋼絲網(wǎng)還可以為植物生長提供支撐，使植物能夠更好地附著在坡面上。石籠是將鋼絲網(wǎng)編織成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，再填充石頭或其他堅硬材料而成。石籠具有良好的抗壓應(yīng)力和抗震性能，通過填充不同的材料，可以調(diào)整其滲透能力、耐侵蝕能力等特性。例如，填充碎石的石籠透水性較好，適用于地下水豐富的邊坡；填充混凝土塊的石籠則具有更高的強(qiáng)度和抗侵蝕能力，適用于坡度較大、水流沖刷較強(qiáng)的邊坡。植物柵欄是利用灌木、草本植物等自然生態(tài)資源進(jìn)行編織而成的生態(tài)護(hù)坡材料。它成本低廉，生態(tài)環(huán)保性能較好，但其自身抵御外力的能力相對較弱，一般適用于坡度較小、防護(hù)要求不高的邊坡。3.2按材料特性分類3.2.1固態(tài)固態(tài)護(hù)坡材料主要包括巖石、大石頭、混凝土等。巖石和大石頭作為天然的固態(tài)材料，在護(hù)坡中具有較高的穩(wěn)定性和抗侵蝕能力。但由于其質(zhì)地堅硬，不利于植物生長，通常需要與其他材料配合使用?；炷潦且环N人工合成的固態(tài)材料，具有強(qiáng)度高、可塑性強(qiáng)等特點。在巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡中，混凝土可以用于制作護(hù)坡結(jié)構(gòu)，如擋土墻、護(hù)坡板等，為邊坡提供穩(wěn)定的支撐。同時，在混凝土中添加一些特殊的添加劑，如植物纖維、保水劑等，可以改善其性能，使其更有利于植物生長。3.2.2半固態(tài)半固態(tài)護(hù)坡材料主要是指需要進(jìn)行配制以達(dá)到特定材料特性的石籠、繩網(wǎng)等。石籠如前所述，通過鋼絲網(wǎng)和填充材料的組合形成半固態(tài)結(jié)構(gòu)，具有較好的柔韌性和變形能力，能夠適應(yīng)一定程度的邊坡變形。繩網(wǎng)通常由高強(qiáng)度的纖維材料制成，具有一定的彈性和韌性，能夠?qū)ζ旅嫫鸬椒雷o(hù)作用，防止土體滑落。同時，繩網(wǎng)還可以為植物生長提供一定的空間，使植物能夠在繩網(wǎng)的孔隙中生長。半固態(tài)護(hù)坡材料在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)邊坡的具體情況進(jìn)行合理設(shè)計和施工，以確保其防護(hù)效果和生態(tài)功能。四、不同基材的應(yīng)用研究分析4.1巖石巖石作為護(hù)坡基材具有諸多優(yōu)勢。其硬度高，能夠有效抵抗風(fēng)化和侵蝕作用，延長護(hù)坡的使用壽命。巖石表面的裂隙和縫隙為植物根系提供了生長環(huán)境，有利于植物扎根，從而加強(qiáng)生態(tài)效益。例如，在一些山區(qū)的裸露巖石邊坡上，通過人工開鑿種植坑或利用巖石天然的縫隙，種植一些耐旱、耐瘠薄的植物，如側(cè)柏、荊條等，這些植物在巖石縫隙中生長，根系逐漸深入巖石內(nèi)部，不僅起到了固土護(hù)坡的作用，還改善了坡面的生態(tài)環(huán)境。然而，巖石作為天然資源，其獲取和應(yīng)用可能對當(dāng)?shù)丨h(huán)境和生態(tài)造成影響。大規(guī)模開采巖石可能導(dǎo)致植被破壞、水土流失等問題。此外，巖石的運輸和施工成本較高，在采用巖石作為生態(tài)護(hù)坡基材時，需要綜合考慮多方面因素，如巖石的來源、開采對環(huán)境的影響、施工難度和成本等。4.2石籠石籠作為一種人工半固態(tài)基材，在巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡中應(yīng)用廣泛。其良好的抗壓應(yīng)力和抗震性能使其能夠適應(yīng)不同地質(zhì)條件和氣候環(huán)境下的邊坡防護(hù)需求。通過選擇不同的填充材料，可以調(diào)整石籠的滲透能力和耐侵蝕能力。例如，在一些河流岸邊的巖質(zhì)邊坡防護(hù)中，采用填充碎石的石籠，其透水性好，能夠有效防止河水對邊坡的沖刷，同時還能使地下水與河水相互交換，維持生態(tài)平衡。石籠較為平滑的外表面為植物生長提供了一定的基礎(chǔ)，在石籠表面鋪設(shè)土壤或種植一些攀援植物，如爬山虎、凌霄等，這些植物可以在石籠表面生長并覆蓋，進(jìn)一步增強(qiáng)護(hù)坡的生態(tài)效果。然而，鋼絲網(wǎng)作為石籠的重要組成部分，存在耐腐蝕和壽命短的缺陷。為了保障石籠的使用壽命和性能，需要選擇用永久鍍鋅、鍍鋁或特殊材料制成的高強(qiáng)度鋼絲網(wǎng)，這在一定程度上增加了成本。此外，石籠在施工過程中需要專業(yè)的安裝技術(shù)和設(shè)備，以確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。4.3植物柵欄植物柵欄利用灌木、草本植物等自然生態(tài)資源進(jìn)行編織，形成以植物為基礎(chǔ)的生態(tài)護(hù)坡工程。它具有成本低廉、生態(tài)環(huán)保性能好的優(yōu)點。植物柵欄中的植物能夠吸收二氧化碳、釋放氧氣，改善空氣質(zhì)量，同時還能為動物提供棲息地，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。例如，在一些農(nóng)村地區(qū)的小型邊坡防護(hù)中，采用柳條、竹子等植物編織成柵欄，并在柵欄周圍種植一些草本植物，如狗尾草、三葉草等，既起到了護(hù)坡的作用，又美化了環(huán)境。然而，植物柵欄自身抵御外力的能力相對較弱，難以承受較大的土體壓力和水流沖刷。在應(yīng)用植物柵欄時，需要選擇合適的植物種類和編織方式，并結(jié)合其他防護(hù)措施，如設(shè)置擋土墻、排水系統(tǒng)等，以提高其防護(hù)效果。同時，植物柵欄的維護(hù)管理也較為重要，需要定期修剪植物、防治病蟲害，以確保植物的健康生長和護(hù)坡功能的正常發(fā)揮。五、結(jié)論巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡基材的研究和應(yīng)用是我國生態(tài)環(huán)保工程事業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。選擇合適的基材對于生態(tài)護(hù)坡體系的穩(wěn)定性和生態(tài)效益具有至關(guān)重要的作用。不同類型的基材在性能、成本、環(huán)保等方面各有優(yōu)劣，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、防護(hù)要求等多方面因