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生态防护措施实用13篇

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生态防护措施

篇1

1. 引言

高速公路目前已成为人们出行最为便捷的交通方式,高速公路的兴建是一个系统工程,它要占用大量的土地,并影响天然的植被、地形、水系等,在公路营运期间车辆排放的尾气、扬尘、废水以及产生的噪声、震动,都将会给生态环境带来长期的不利影响。生态高速公路的实践性研究也就越来越得到重视,边坡生态防护作为生态高速公路理念的重要组成部分,也被越来越广泛的应用。

2. 边坡生态防护措施

2.1 直接喷播绿化

直接喷播绿化护坡技术是利用液态播种,将草籽、灌木籽、草花籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压射到边坡坡面而完成植草施工的绿化技术。

适用范围:①高度低于4m或高度大于4m,有工程防护措(如拱形骨架防护、菱形网格护坡等)的路堤边坡;②坡比较缓(坡比缓于1:1)、高度低于2m的稳定土质边坡。

特点:①施工简单、速度快;②防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后可形成防护、绿化功能;③施工质量高,草籽喷播均匀发芽生长快,较整齐;④工程造价低等特点。

2.2 三维网喷播绿化

三维网喷播绿化护坡技术是利用三维网作为固土与早期冲刷的筋材,同时,利用三维网网包的作用,形成利于植物生长的一定厚度土层,并结合液压喷播技术进行边坡绿化防护。三维网是一种通过特殊工艺生产的三维立体网,在播种的初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用。随着植物的生长、成熟,坡面直接被植物覆盖,植物根系与三维网共同对边坡起到了长期绿化防护作用。试验证明,三维网喷播植草能承受4m/s以上得流速的水流冲刷,在一定条件下可以替代浆(干)砌片石护坡。路堑边坡坡面往往不平整,采用这种技术在覆土后容易出现网下空鼓,翘起,进而导致坡面易被冲刷,达不到网与土壤结合共同防护的作用。

适用范围:①坡比缓于1:0.75,高度低于16m的自身稳定的土质与风化较为严重的泥页岩路堑边坡;②高度大于4m的路堤边坡。

特点:①具有一定培土能力,且抗坡面冲刷能力强;②工程造价低。

2.3 CF网喷播绿化

椰纤维植物护坡技术(CF网)是利用CF网特殊的纤维层状结构(有固土保水的作用),结合液压喷播技术,形成利于植物生长的一定厚度土层,在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统,能达到永久固坡的目的。

适用范围:①坡比不陡于1:0.75,坡高不大于5m,坡面软质岩或软硬岩互层边坡,坡面岩体自身稳定,坡面可以通过人工方式初步整理圆顺,硬质岩体可适当;②坡比不陡于1:1时,坡高不大于13m,长度一般不大于100m坡面为土质或强风化软质岩(泥岩、页岩)边坡,坡面可以根据人工方式整理圆顺,与周边协调过度;③坡比不陡于1:1.25时,坡高不大于17m,坡面为土质或强风化软质岩(泥岩、页岩)边坡也可采用CF网喷播绿化。

特点:①CF网经过3~5年自动降解,是一种环保型材料:②施工速度快;③工程造价低;④固土保水能力强。

2.4 喷有机材绿化

喷有机基材绿化技术是将有机质土、长效肥、速效肥、粘结剂、保水剂及凝固剂等到按一定比例组成并搅拌均匀的有机基材,通过专门喷播机(空压)喷播在挂有底网的坡面上,形成一定厚度的有机基材层。植物长成后,发达的根系可通过基材深入到岩体的节理和裂隙中,能达到永久固坡和美化环境的双重目的。该技术又可称为:客土喷播绿化、TBS植被防护、挂网喷混植草,是目前较为推荐的一种措施。

适用范围:①边坡坡比不陡于1:0.75,整体高度不大于300m,分级开挖或不规则的岩质边坡,边坡需自身稳定,但岩体以软硬岩(泥岩与砂岩)互层或硬岩为主夹软岩条带,边坡坡面有一定的起伏且不易整平的边坡段落;②边坡坡比不陡于1:0.75,整体高度不大于20m,分级开挖,自身稳定的土夹石边坡;③边坡坡比不陡于1:1.0,整体高度不大于20m,分级开挖,自身稳定的瘠薄土边坡。

特点:①对风化岩质边坡绿化效果好;②能防止雨水冲刷,有一定护坡作用;③该措施技术较成熟,施工控制较好。

2.5土袋绿化

通过在麻袋或编制袋中,填装种植土,然后码砌在框架梁、拱形骨架等坡面,最后在其表面整体喷射一层有机材,从而达到绿化整个边坡的目的。

适用范围:坡率不陡于1:0.5的框架梁边坡(陡于1:0.75的边坡可采用一定的加固措施)。

特点:①绿化土层较厚,结合喷有机材措施,利于灌木生长和施工后较稳定;②施工复杂,进度较慢;③对于高陡边坡,应注意防止垮塌失稳。

2.6 植生袋绿化

通过在植生袋中,填装专门的绿化基质,然后码砌在框架梁、拱形骨架等坡面,利用在口袋夹层中的种子生长,从而最终覆盖整个坡面的绿化防护措施。

适用范围:坡率不陡于1:0.5的框架梁边坡(陡于1:0.75的边坡可采用一定的加固措施)。

特点:①绿化土层较厚,结合喷有机材措施,利于灌木生长和施工后较稳定;②施工工艺要求较高,需专门厂家生产;③对于高陡边坡,应注意防止垮塌失稳。

2.7 藤蔓植物绿化

对光面爆破的完整岩石边坡、浆砌片石边坡、上挡墙边坡等,不适合进行喷播绿化。而在坡脚、平台、坡顶等位置种植灌木(采用丛状种植)、攀缘植物和垂吊植物等,并根据边坡实际情况,适当的砌筑小型花槽,种植灌木、攀缘植物和垂吊植物局部绿化,使岩石边坡的绿化更加自然,层次感更强。

适用范围:1:0.3~1:0.5的完整岩石边坡、浆砌片石边坡、上挡墙边坡。

特点:①造价低,施工简单;②由于完全覆盖边坡的时间长,短期效果不明显。

2.8预制砼框格填土绿化

预制砼框格填土绿化护坡是采用预制的砼框格在边坡上形成固土的框格,通过在框格内培一定厚度的土,提供植物生长的基本条件,再进行喷播绿化的技术。近年来,这种技术在高速公路路堑边坡上应用越来越多。

适用范围:单级坡高度小于10m、边坡坡率不陡于1:0.75的较平整岩质边坡。

特点:①固土能力强,覆土厚度较易于控制,能保证绿化效果;②对坡面平整程度要求高;③圬工结构物较多,绿化施工单位很难控制其施工质量。

3. 结语

由以上各措施特点可知,路堤边坡一般多采用直接喷播绿化或三维网喷播绿化,其余生态防护措施一般多用于路堑边坡,其中喷有机材绿化措施,其技术较成熟,施工较易控制,实践效果好,可结合菱形网格、方格网等工程加固措施广泛使用。针对不同的边坡坡比,不同的边坡地质状况,结合一定的边坡工程加固措施,选用适当的边坡生态防护措施,对营造良好的景观形象,构筑和谐的生态环境起着愈发重要的作用。

参考文献:

姜永明. 高速公路边坡绿化方式探析[J]. 黑龙江交通科技,2011(11).

篇2

0 引言

我国土地沙化非常严重,年扩展3436km2,相当于我国一个中等县的面积。目前沙化土地面积累计达1.74×106km2,占国土面积的18%,涉及1 亿人,2.4 万个村庄、乡镇,年经济损失540 亿元,沙化的扩展原因主要是自然因素和人为活动造成的。滥牧、滥垦、滥采、滥挖及水资源的无序利用“五滥”因素,是人口增加对生态环境容量压力的结果。而防沙治沙需要我们从根源解决,总结以往治沙的工作经验和教训,以人文本,综合治理,综合林业、农业、草原、水利以及生态移民等多种措施后,以防为主,分类进行,建设三道屏障,遏制土地沙化。

1 野生态-环境-经济冶治沙措施的思考

由于荒漠地区森林资源匮乏,森林覆盖率低,生态环境相对脆弱,土地生产力不高,防灾减灾、抵御自然灾害的能力不强。这就使得我们需要研究和探讨荒漠化地区土地治理与开发对改善生态环境,控制风沙危害,充分发挥土地资源能效,以及加快该地区经济发展,提高人民经济收入等都有着深远的意义。

“十一五”期间工程建设以恢复和扩大森林植被为中心,以减少风沙危害为目的,因地制宜,进行综合治理和开发,并建立以农田防护林和防风固沙林为主体,防、治、用相结合的、高能效的治沙工程体系,从而改善沙区脆弱的生态环境,从根本上改变沙区的自然面貌和经济条件,促进当地经济的快速发展。

传统的说法是“防治用相结合”,然而,我们在实施中主要以防治为主,忽略资源建设中的合理利用问题。我们还要从资源的观点出发,合理利用资源,这样才能通过产业拉动作用,走科学利用条件下的防沙治沙道路,才能实现科学的防沙治沙的目标,也就是我们所说的生态- 环境- 经济发展模式。

近些年我们在防沙治沙工作中总结出很多新的理念,其中重要的理念即需求决定思路———需求观,或者是分割分块进行治理的模式。在沙漠资源客观的指导下,人们到哪里,道路就到哪里。同时,防沙治沙建设工程是跟着实际需求推进的,而不是为防沙而治沙。我们实现资源利用前提下的治沙观念,就是解决了沙区交通,社会经济发展、生态环境治理以及物质运输治理等问题,并在沙区形成了若干个“绿色生态岛”,同时在公路两侧通过综合的沙地治理措施,有效控制风沙危害,实现了人进沙退的目标。

2 防沙治沙总体目标探索

防沙治沙工作需要面对的问题,即究竟是消灭沙漠还是控制其危害?沙漠、沙地做为客观的存在,主要是历史自然体在发展与演化过程中产生的。因此在具体工作中,我们需要解决旧问题,又要接受新问题,这两者是辩证的关系。因为沙漠既有危害的成分,又有保护资源的价值;既缺乏水资源,也能涵养水源;因此,减少沙漠危害程度是目标,科学利用沙漠资源、服务社会才是根本,而保留不对环境造成危害的部分沙漠未尝不是对人类有益的事情。通过近几年笔者的亲身经历,退耕还林中很多湿地、洼地、集雨水地死亡率很大。

国家近几年对公益林补助的加大,牧户对生态认识的提高,为了自身利益关系,格外的重视自家生态林的保护。而这些生态公益林正是生长在缺乏水资源,又能涵养水源的沙漠性土地上的灌木林。正所谓“因地制宜,分类施策,综合治理,保护与利用并重”。

3 加强建设林业生态环境保护的措施

由于人们没有从根本上认识到防沙的目的,所以很多人就认为天然林是自然生长的林木,没有必要计算其价格,因此天然林就遭遇到很多不公平的对待,各级部门和政府在进行开发的过程中,也造成天然林的建设,严重影响了生态环境,因此,加强对天然林的保护和重视是势在必行的。在这种全部是天然灌木林的地区,人工种植很难成林,土地沙质,降水少,因此在开发的时候,需要将生态环境保护作为工作的重点,还要各部门全力配合协作,并制定出有效计划,及时进行恢复补种,加强天然林的保护力度。

林业生态环境保护工程的实施需要大量的财力和物力作保证,要把那些生态比较脆弱又相对集中,且正在受到破坏的区域,作为工程的重点,坚持以天然林资源保护和恢复为中心,保护和恢复森林资源为前提,以此建设好我国的生态环境,保障国民经济和社会的可持续发展,实现国家长治久安的重大举措。

编制工程实施规划,搞好森林分类区划工作,为保证工程实施能够科学、合理、有序和统一地开展做好准备。通过科技教育、种苗繁育、基础设施、森林保护和信息管理体系的建设,为工程实施提供必要的基础保障。各级管理和实施人员都要端正态度,认真负责地采取科学办法,提高工程实施质量。

4 加大宣传力度袁提高全社会依法防沙治沙意识为了提高全社会依法防沙治沙的意识,就需要我们重点进行防沙治沙工作的学习和宣传。我们只有认真学习相关内容深刻领会,才能全面进行防治治沙工作的宣传工作,才能做到家喻户晓,人人明白,才能确保这部法律能够全面贯彻实施。而各级政府以及相关部门就要从贯彻落实“三个代表”要求的高度出发来全面认识防沙治沙的工作,并带头宣传、学习好造福人民和子孙后代的重要法律。

沙化重点地区需要各级政府相关组织部门利用广播、电视以及报刊等多种形式,深入到基层进行广泛的宣传,让人民能够了解防沙治沙的内容。促使广大干部群众尽快地了解和掌握这些内容,并能够进行自觉行动。

各级领导干部要深化对防沙治沙重要性和紧迫感的认识,这就需要正确理解和执行防沙治沙的目标和考核奖惩制度。政府相关部门更要明确自身的职责,依法办事,密切配合,并能够引导广大农牧民群众掌握、认清防沙治沙与发展经济脱贫致富的关系,使之能够积极主动进行防沙治沙。

5 提高全社会的生态环境保护意识

生态环境是人们赖以生存的一个重要条件,保护生态环境,就是保护我们人类自己,森林是生态系统的主体和核心。因此,我们要重视林业生态环境的保护。林业生态环境具有保持水土、调节气候、净化空气、保护农田、防沙固沙的作用,因此对人们的生活具有十分重要的影响。特别是对天然林,其结构比较稳定,自然生长力要超过人工的速度,而且因为天然林中储藏着丰富的自然资源,因此失去森林,人们也难以生存。所以,要重视生态环境的保护,保护森林资源,使森林更好地为人类做出更大的贡献。

6 遵循自然生态规律袁实行科学防沙治沙

科学技术和教育培训在防沙治沙工作中的作用极为重要。各地要高度重视科技支撑工作,组织选派专家和技术人员到沙区进行技术指导,大力推广运用先进的防沙治沙技术。要通过建立防沙治沙示范县、示范区、示范点,总结成功经验和方法,以点带面,努力提高防沙治沙工程建设的科技含量,使其充分发挥最大效益。

防沙治沙最重要的是保护和培育林草植被,提高土地植被覆盖率。在恢复和建设林草植被时,一定要从实际出发,因地制宜遵循自然生态规律、气候地带性规律,根据不同区域的不同条件,宜农则农,宜林则林,宜草则草,实行乔、灌、草相结合,带、网、片相结合,生物技术与工程措施相结合,依法制止滥垦、滥牧、滥樵,实行封禁保护。切实讲求科学,注重实效。

7 结语

防沙治沙是我国一项长期的社会公益性事业,在此基础上也是我们利用资源产业属性,结合财力、物力、人力,制定各种措施,做到机制创新和体制改革,并能够激活工程建设的原动力,形成可持续的生态建设机制;并通过依法治沙,提高执法水平,保护工程建设成果,通过科技创新,增加工程建设的科技含量,以此提高建设质量和效益;通过发展产业,产业结构调整,农民能力建设的提高,为新农村建设做出新贡献;通过项目拉动,促进社会资金和各种生产要素向工程区聚集,增加林业建设投入;通过强化管理和监督,严格工程建设制度,确保工程快速健康推进。一个高质量、高稳定性的生态防护体系,必将优化生态环境,保障工程区经济社会协调发展。

参考文献:

篇3

1.前言

我国公路建设迅猛发展,边坡防护也越来越受到重视。边坡是公路建设中最常见的形式,随着公路路基变宽、挖填变大,怎样确保公路安全稳定,延长公路使用寿命,都必须加强边坡防护。公路边坡防护从设计到施工应紧密结合工程实际,灵活有效的防护方式和环境保护并重,在保证边坡安全稳定的前提,加大植被面积,建造生态公路,人文公路。

2.边坡防护技术

2.1边坡防护与加固的类型

边坡防护技术主要从坡面防护和坡体稳定两个方面考虑。坡面防护主要是保护路基边坡表面免受降水、日照、气温、风力等自然力的破坏,从而提高边坡的稳固性。边坡稳定采用的加固措施有护脚墙、抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱、排水固结等。边坡防护包括植物防护和工程防护。植物防护:植被混凝土、种草、铺草皮、植树等;工程防护:片石护坡和护面墙、网格护坡、喷射砼护坡等。

2.2边坡防护技术的现状

2.2.1浆砌片石护坡

浆砌片石护坡是工程中坡面防护普遍应用的方法,是采用砂浆与毛石料砌筑的砌体结构,主要有片石护坡和片石护面墙两种方式。通过浆砌片石防护坡面,可防止雨水对坡面的冲刷,同时对坡体也具有一定的稳定作用。护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层,用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡,多用于易风化和风化严重的软质岩层以及较破碎的岩石地段,以防止继续风化。可以有效地防止边坡冲刷,防止滑动型、流动型及落石型边坡崩塌,最常用于上边坡。护面墙除自重外,不负担其他荷载,亦不承受墙后土压力,因此护面墙所防护的挖方边坡坡度应符合极限稳定边坡的要求。浆砌片石护坡施工工艺简单,但由于其形式单一,与环境协调效果差,在现代公路边坡防护中,其应用有不断减少的趋势。

2.2.2骨架植被防护

骨架护坡和生态防护相结合的防护措施是指浆砌片石在坡面形成框架,在框架里面铺填种植土,再铺草皮、喷播草种和种植灌木等的一种防护措施。与浆砌片石护坡相比较,该方法在能满足坡面防护功能的情况下,还具有节省材料、降低工程造价、对高边坡降低坡体荷载、较好地协调周围环境等优点,因而在边坡防护工程中得到了广泛应用。骨架可以采用拱形、人字形、菱形、矩形等多种形式,骨架形式与尺度应从美学和当地的文化背景方面多加考虑。当要突出骨架时,骨架施工应精细。骨架内的植被防护可结合边坡岩土性质、坡率,采用前述植被防护的各种措施。一般情况下,浆砌片石或混凝土骨架植被防护、多边形混凝土空心块植被防护适合于坡率缓于1∶0.75的土质和全、强风化岩石边坡。

2.2.3挂网喷射混凝土护坡

挂网喷射混凝土护坡也是常用的护坡方法,主要应用在石质边坡且岩石比较破碎的地段。当石质边坡很高、岩质较差、坡面岩石易风化、坡面岩石切割破碎严重、节理发育易受外界影响而产生危害时,或其他防护措施造价较高或难以实施时,为了防止高陡石质边坡坠石砸伤行人或车辆,采用坡面挂网喷射混凝土的方法防护。它是依靠锚杆、钢筋网和喷射混凝同负荷来提高边坡岩体的结构强度和抗变形刚度,以减少岩体侧向变形,增强边坡整体稳定性和耐久性。有些地段岩石较好,可不挂网,直接喷射混凝土进行防护。

2.2.4土工格室植被护坡

土工格室是一种新型的土工合成材料,具有强度高、抗腐蚀、抗老化性能好等特点,其在坡面防护方面具有独特的优势。将其张拉开固定在坡面上,在其格室内填入腐殖土,种上草,不但可起到坡面防护的作用,还可起到恢复生态环境的作用。土工格室边坡绿化防护适合于坡率缓于1∶0.5的各类边坡。这种方法操作简单,施工速度快,工程造价低,尤其在缺少石料或生态环境要求高的地方具有很大优势。

2.2.5喷混植生防护

喷混植生防护是当前边坡生态修复的最新模式,是岩石边坡工程防护与生态绿化并重的新技术,能使植物在短时间内快速生长覆盖。喷混植生技术是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌合均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用。该技术使用的种植基材由种植土、有机核心料、粘结剂、稳定剂、水、植物种子等混合组成,种植基材的良好是成功的关键。粘结剂使喷混基质与岩面粘结,并使喷混基质硬化,从而避免雨水等对种植基质造成冲刷侵蚀。不仅喷混基材有很强的抗侵蚀性能,在灌草植被与基材的共同作用下,基材的抗侵蚀性又得到进一步的增强。另外以客土为主的喷混基层的厚度为10cm,能确保植物安全生长的极限需求,可以保障植被快速成型及生态稳定性。石质边坡上喷混植生后,60d能全面覆盖,1年灌草立体生态成型。该方法适用于坡率缓于1∶0.75稳定土质与风化较为严重的岩石路堑边坡,该技术已广泛应用于各类岩石边坡的生态防护工程。

2.3边坡防护的基本原则

(1)在满足功能和安全的条件下,边坡防护应选择刚性结构与柔性结构、多层防护与生态植被防护相结合的方式。在防护方案选择时,需要考虑实际工程中的边坡岩土性质、环境气候条件、排水条件等多种因素影响,选择合理的防护措施。从安全稳定、节约费用、环境保护、美学观感上综合考虑防护措施的选择与调整,保证安全的前提下优先考虑绿化防护,以取得良好的景观效果。

(2)边坡防护贯彻协调自然的原则,应充分考虑防护措施与沿线景观的协调、防护措施自身的协调,力求避免采用连续的大面积护面墙,使公路与沿线景观达到有机的统一。多种防护措施在同一边坡上采用或相邻边坡群采用不同的防护措施时,应考虑防护措施间的协调。稳定的岩质边坡有时不防护比进行不必要的人为防护更好;自然的边坡坡形、坡面有利于与周围环境相协调;适当保持稳定的孤石能增加公路景观的情趣。边坡防护应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,使防护工程于周围环境融为一体。

3.边坡防护技术发展趋向,工程防护逐渐减少

工程防护的防护能力强,但是美化效果差,不利于生态环保。修建较早的公路边坡防护大都不见草木,普遍采用浆砌片石、预制混凝土网格等,虽然相对美观,但人工迹象明显,与自然环境不协调。随着我国公路建设技术的高速发展,对公路沿线景观的要求不断提高,美观、生态和环保越来越受到人们的重视。因此,工程防护的应用在不断减少,除非必要,一般都会尽量避免采用这种单一的方式。生态型植被护坡能保护边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差及温度变化的影响,防止延缓软弱岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变进程,从而保护边坡的整体稳定性,同事兼顾美化环境、恢复生态环境和协调自然环境的作用。生态边坡防护技术符合可持续发展的理念,其效益是巨大的,必将得到普遍推广应用。

4.结语

边坡防护是公路工程的重要组成部分,采用合理的边坡防护技术,以达到节约费用、美化和保护生态环境的效果。本文对常见的边坡防护技术进行了,并探讨了边坡防护技术今后的发展方向,生态边坡防护技术是今后发展的主流。

参考文献:

[1]黄求顺,张四平,胡岱文.边坡工程[M].重庆:重庆大学出版社,2003.7.

篇4

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

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2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5 OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土) 和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

转贴于 3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

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2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于四周草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护治理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整洁一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过非凡工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施轻易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的要害,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和反抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边

坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供给较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,

积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的浇灌技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

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2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于四周草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护治理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满足的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整洁一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过非凡工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5 OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

转贴于 2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土) 和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施轻易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的要害,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和反抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边

坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供给较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,

积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的浇灌技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

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2边坡防护

边坡防护以工程治理为要,是生态修复的基础。其采取的措施主要有工程防护和生态防护两大类型。

2.1工程防护:边坡工程防护分为坡体防护和坡面防护。坡体防护即上文所述的支档加固措施,在此不再赘述。坡面防护一般分为以下3个方面。(1)挂网锚喷防护:挂网锚喷是向坡体内打锚钉或锚杆,然后在上面铺设土工塑料或钢筋网,之后在表面喷射素混凝土。此方法多对于稳定性较差的岩质边坡。(2)喷浆防护:即坡体表面喷射素混凝土。多与挂网锚喷相结合,共同提高边坡稳定性。主要适用于易风化但稳定性较好的岩质边坡。(3)砌石防护:有干砌石、浆砌石、护面墙等措施。适用于坡面土体松散、自稳性差、坡度较陡的边坡。

2.2生态防护:本文所说的生态防护包括纯植物防护以及植物与工程相结合的综合防护。其常用措施分析归纳如下表1。

3截、排水设置

依据山体的不同坡向及治理面汇水情况,可采取以下几类截、排水措施。(1)截水沟:在边坡上方一般会设置截水沟以拦截疏导坡外地表径流,防止坡面受边坡以外的水冲刷,影响边坡的稳定性。但对于稳定性较强的边坡可以不用设置。(2)截水墙:一般在坡体内设置,用于拦截地表径流,对坡面汇流进行疏导,降低雨水冲刷,提高边坡稳定性。(3)排水沟:坡体内设置排水沟可以将地表径流进行汇集和排出,防止边坡受雨水冲刷。可以通过改变其方向来调节水流速度。

4不稳定边坡生态修复模式

笔者经多方调查总结提出了3种不稳定边坡类型的修复模式如下,其模式可视具体情况进行单一或综合性应用。(1)陡崖型:大于70°的边坡,崖体坡面光滑,无任何基质,自然条件恶劣。是名副其实的悬崖峭壁。可采用石刻、雕塑等人造艺术加工手法,使其陡崖型边坡成为雅俗共赏的艺术品。或运用藤蔓植被护坡技术、坡面穴植和生态槽种植等护坡技术。根据具体情况在坡底、坡顶和岩面局部坑洼处直接种植藤蔓,同时若条件允许,可选取坡面适当位置,通过挖凿或坡面加槽,最终形成可回填土壤并直接进行植物种植的封闭区域。(2)倾斜型:坡度为30°~70°的边坡,修复模式为:削坡排险等改变斜坡几何形态危岩体卸载、坡面清理临空面回填修建挡土坝、挡水墙等支档措施修建截、排水系统采取2.4章节提到的生态或工程护坡措施(可视情况单一或综合性利用)铺设灌溉系统,并对绿化工程进行养护。(3)平缓型:坡度小于30°,坡度较缓,一般不用改变斜坡几何形态。若边坡质地疏松,稳定性差,植物难以生长。则先用惰性基材(固化剂)或化学添加剂等技术手段进行固化稳定处理。固化剂可以用水泥、硅土、消石灰、石膏或碳酸钙等材质;化学添加剂稳定化处理技术则以处理含重金属废物为主,目前常见的有:pH值控制技术、氧化或还原电位控制技术、沉淀与共沉淀技术、吸附技术、离子交换技术、超临界技术等。固化稳定土壤后,可采取客土喷播即坡面挂网并喷播有机基材(客土)及植物种子进行土壤复绿。若边坡质地较稳定,则进行人工排险种植土回填修建挡土墙修建截、排水系统视具体情况有选择地采取撒播植草、平铺草皮、液力喷播等草皮种植技术,之后进行乔灌木栽植,形成乔、灌、藤三层立体防护,以遮蔽边坡和挡土墙等硬质结构,形成良好的生态立体防护景观。

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公路建设是经济和国防建设中不可或缺的重要基础设施。建设中不仅要求稳定,确保安全,随着公路等级不断提高,人们环保及交通安全观念的转变,边坡防护设计和施工越来越收到人们关注[1]。由于我国对公路边坡技术的研究起步较晚,要提高防护意识,确保公路建设对环境影响最小化。

1 概念

公路边坡防护是采取一系列技术达到安全环保的一套综合防护措施。应遵守设计、施工、养护原则,结合设计对象气候环境、工程地质等特点,结合路面排水,因地制宜,在保证公路边坡稳定、安全情况下,选用适当的工程类型或采取综合措施保障公路主体即达到安全标准,又做到环境保护[2]。

2 我国边坡防护技术发展

自建国以来我国边坡防护技术经历了五个时期的发展,在不同时期拥有不同的边坡防护技术,根据公路建设的具体情况比如土质和坡度等同样也采取不同的防护技术[1]。

第一个阶段是填土反压、边坡放缓、地表排水、清方减载措施;

第二阶段是抗滑桩措施;

第三阶段抗滑桩支挡为主;

第四阶段锚喷防护为主;

第五阶段多措施综合治理基础上采用植物防护措施。

总之,我国边坡防护主要是侧重预防,因地制宜的考虑各种因素做到预防为主,在考虑各类因素的时候要做到主次分明,有选择有针对的对边坡进行防治。目前防治技术是抗滑支挡、完善排水系统、滑带良等措施[3]。

3 边坡防护技术类型

在《公路路基设计规范》中提出边坡防护技术的类型共分三种,分别是圬工防护、骨架护坡、植物防护。

圬工防护包括护坡、锚杆挂网喷浆、喷护、护面墙。是由片石砌筑、砖砌而形成的路基防护结构,需要注意的是采用该种防护时不宜采用锚杆挂网喷浆。

骨架护坡包括锚杆砼框架植物防护、多边形水泥砼空心块植物护坡、浆砌片石或水泥砼骨架植草护坡,是在路基边坡使用浆砌片石或混凝土形成框架式构筑物,通过框架植草而防止路基边坡溜坍的防护工程。

植物防护包括客土喷播、三维植被网防护、植被防护、湿法喷播。

生物防护有植被混凝土、种草、铺草皮、植树等。是以植物为材料,达到边坡稳定的目标属传统防护形式主要用于下边坡[1]。

4 边坡防护技术的功能性

边坡防护技术是在公路建设和养护阶段中在考虑道路的安全性、耐久性、便利性和可驶性的同时考虑环境与人文美化的综合防范措施。合理的边坡防护能有效的防治坡面失稳、水土流失、滑坡、塌陷等公路问题。具功能性主要体现在以下几点。

①水土防护功能

在公路设计中尤其是经过山区的公路,怎么解决边坡失稳的问题尤为重要,经研究边坡失稳与坡体水压力的有密切关系,而降雨是诱发边坡土壤重力侵蚀重要因素,通过种植浅根性的草本植物,让植物的垂直根系穿过浅层土壤,同时锚固到深层的岩土层,形成预应力锚杆作用,同时植物通过吸收和蒸腾作用降低边坡内的水分和孔隙水压力,提高抗剪强度。在降雨量大的地区,在降雨到达坡面之前,就被

坡体内水分、降低土体的孔隙水压力,提高土体的抗剪强度,进而促覆盖植被截流,植被的茎叶对雨滴和集中股流进行销能,可有效防止边坡水土流失。

②安全行驶功能

合理的公路边坡设计能有效提高行驶安全。周边植物能够过减缓路面温差变化,降低路表的温度延缓路面老化。可在事故高发地段在边坡种植视线诱导种植,通过植被变化提醒人们路型的变化。可在有隧道的地段种植命案植被,缩短驾驶员明暗变化的适应时间。可在夜间车流量大的地段种植遮光植物,提高夜间行车的安全性。

③生态恢复功能

公路建设对周边生态环境影响非常大,合理的边坡植物能够对颗粒污染物阻挡和吸滞,研究表明草坪的滞留颗粒物能力比土地高70倍,同时植物能够有效减弱交通噪声。边坡植物形成公路构造物对周围环境过渡缓冲,同时植物群落可成为生物栖息地,逐渐恢复因坡体开挖破坏的生物链,最大程度上恢复生态环境,降低公路建设对生物多样性影响。

④美观功能

公路建设过程中对路面进行开挖,原有的自然景观遭到破坏,在保障安全通车的同时,如何恢复被破坏的自然环境尤为重要。通过不同植物品种和不同造型的配置,使的地表展现出不同生态景观效果。

对生硬的公路构造物产生丰富的美观效果,提高行驶在公路的人们的舒适性。

5 结语

公路建设过程中既要保证交通运输,又要考虑沿线环境的影响。随着公路边坡发展经历了多个发展阶段,从混凝土、钢筋构造物防护,到目前的生物防护演变,是植物防护与工程措施相结合的结果,研究公路边坡技术有利于解决公路建设与生态破坏的矛盾,从而保证了边坡稳定和沿线生态快速恢复的目标。

参考文献:

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生态建设和环境保护是人类生存和持续发展的基本条件,是人类现今乃至长期持续关注的话题,也是各国政府和人民群众迫切需要解决的问题。公路工程建设的持续发展不能顾忌到生态环境,致使人类赖以生存的环境遭到严重毁坏,对人类的生存和社会发展造成了影响。

交通基本建设位置多处在丘陵、山地等地形复杂多变区域,地形较为复杂。然而随着国家对环保工作的重视,特别是对作业面植被的复种,怎样才能不断提高生态环境质量已越来越重要。为更好的保护生态环境,在“建设生态路”的思想指导下,在边坡结构稳固的情况下,边坡防护适当采取“客土植生植物”,即为生物防护与工程防护相结合的措施,建立了生态防护体系,在具体实践中防护效果得到了大家的一致认可。

然而我国初期的公路边坡生态防护,基本都采取在坡面上单独铺设草皮种植的绿化方式,这种种植方法绿化施工作业困难,植被成活率普遍较低。现阶段我国高速公路的低矮边坡已经采取符合植被的种植模式,近些年来,一直采用拱形构件内种植植被防护及钢筋、土工网的客土喷播技术,在我国高速工作生态防护施工中得到了广泛应用。

现阶段路基边坡防护工程在设计时,要根据当地气候、水文、地质地貌及结构层修筑时选用的材料等情况,结合实际情况考虑边坡位置、断面形态尺寸、稳定性、排水及防护、环境等因素。选择适合本地工程防护形式的边坡。

在工程造价、施工技术相对合理的前提下,边坡防护类型要优先选择植物防护或综合防护类型进行施工,从而将公路建设施工环节对环境的破坏程度降到最低。从技术经济、环境美观的角度出发,在保证路基稳定的前提下,选择边坡防护类型的顺序:植物防护(喷播植草、土工网植草)――截水沟型骨架植物防护――锚杆混凝土框架植物防护――圬工防护(护坡,护面墙、挂网喷护)。

边坡绿化生态防护施工技术是基于多方面的,如生态工程学、力学、植物学、水力学等多学科的基本施工原理,并需要结合其他工程材料在边坡上建设具有生态功能的防护系统。通过生态防护工程自生长、自组织、与自我修正的功能来实现边坡的抗侵蚀、抗流动和生态植物的恢复,以达到减少水土流失、固化生态多样性和生态植被平衡共存已达到美化环境等目的。

要想真正达到固化边坡的目的,通过增加植被种植面积,减少地表之间的径流,可以从根本上减少公路路基的水土流失。通过树木及草皮的覆盖对于地表径流和雨水的冲刷有极为重要的缓和作用,生长茂盛的枝叶及树冠能减少一部分雨水的冲刷,繁密的根系能够对很大一部分水分进行吸收和存储,还能使地表图层稳固。植物的根茎能与边坡土层紧密的进行结合,根系之间的交错,使地表层土壤形成牢固的稳定层,从而有效的起到稳定边坡土层、阻止冲刷和塌陷。

但是边坡生态防护在很大程度上又取决于种植植物品种的选择。作为景观设计的一部分,选择植物品种时往往只注重景观美化效果,在具体功能及适应能力方面考虑不足,因此在选择植被时要根据不同的气候条件,因地制宜,选择适合在当地生长的植被。尽可能的选择使用发芽快、根系茂盛、防护作用突出的品种;再是尽可能地使用本土植物,这类植物在当地经历漫长的演化过程,最能够适应当地的生境条件,其生理、遗传、形态特征与当地的自然条件相适应,具有较强的适应能力。从而重建道路沿线的生态环境,使我们的绿化防护形式由“低投入高养护型”转向“低投入低养护型”。

确定边坡类型、植被播种后,仍然以草本植物为主,灌木从属,由于草本植物早期生长速度较快,有利于尽早的对边坡进行覆盖,但其中的灌木会因为资源的不足被草本植物摄取过多营养,等土壤中的营养消耗到一定程度,很可能造成大面积的枯萎。因而制定合理的养护管理措施,是促进公路边坡绿化的重要内容。

肥水管理是抑制草本生产,促进木本植物发育的最基本要素,水是各类植被能否存活的另一个主要原因,不同的植被在不同的生长发育时期对水量的需求有很大的差异,通过对水的管理可以实现对植物的生长方向的调控。合理的施肥,满足植物对氮磷钾等营养的需求,是维持植物正常生长的必要措施。

各种生态护坡技术逐渐在公路生态通道建设中占有非常重要位置,但由于施工技术控制、后期养护、人为破坏以及环境变化所引起的恶劣天气等原因,实际使用过程中也存在一些技术难题。

在工程施工中,边坡防护施工投入的人力物力相对不足,后期养护不到位或不养护,让边坡绿化基本处于自生自灭状态,极易死亡。由于人工种植的草木生命力较弱、草木品种不全,在成长过程中,养分、水分供应越来越差,就会出现不同情况的草坡空白、死亡现象,若草木的空白、死亡不能够有效控制,不仅造成再次施工,资金浪费,而且达不到生态防护的效果,最终可能会引起水毁、坡面结构层不稳定、影响安全等许多严重后果。

生态边坡防护工程建设,应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,采取一切措施,尽快恢复边坡原来的自然植物,使防护工程的植被与周围环境融为一体。根据当地的生态植物结构,将乔、灌、草有机结合、合理配置,恢复其生态平衡。根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生具有典型生态防护施工技术,值得普遍推广应用。

参考文献:

[1]王代军,胡贵馨,高洁.公路边坡侵蚀及坡面生态工程的应用现状[J].草原与草坪,2000.

[2]肖恩.浅谈南邓高速公路边坡防护植物的选择和养护管理[J].现代园艺,2012.

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1 生态经济学的认识

生态经济学是研究生态系统和经济系统和谐发展的学科,是经济学与生态学结合产生的一门边缘学科。生态经济学以生态学发展的客观原理来指导人们的经济活动,通过一系列有效的工程措施实现社会与自然的可持续发展,改变人们的生产、生活方式,实现自然资源的合理配置和优化配置。生态经济学要求经济的发展要符合生态环境的客观规律,生态环境的保护工作要与经济的快速发展相一致。经济的发展要在生态系统的承受范围之内,在保证不破坏生态平衡的基础上发展经济,实现发展经济和保护生态环境之间的双收益,建立经济与生态环境之间的良性发展。

2 生态经济型防护林建设的不利因素

传统的防护林思想过分的注重防护功能,防护林的建造方向、采用的技术措施、树种的配置等都只是围绕着“防护”进行探讨,对防护林工程带来的长期经济效益没有进行准确的预计。生态效益和经济效益之间相互联系、相互制约,是密不可分的两个主体,在遵循自然规律的前提下发展经济,合理的调节经济发展与自然环境之间的供求矛盾,从而实现经济与生态的同步发展。

3 生态经济型防护林建设的原则 3.1 生态保护为主

生态环境的好坏直接影响着生态经济的发展,防护林的建设一定要遵循生态学发展的基本原理,将生态经济型防护林的建设作为一个长期工作目标。生态经济型防护林的建设工作要把植树造林作为工作的重点,发展多种绿化植物种植,通过防护林建造技术水平的提高,增加防护林的覆盖面积,提高树木等绿色植被对地下水源的涵养能力,减少水土流失现象的发生。近年来过度放牧、过度砍伐、无限制的开采矿产资源的现象越来越严重,使生态环境持续恶化。国家的相关部门要制定相应的政策法规来限制不良经济活动,保护脆弱的生态环境。

3.2 尊重客观规律

生态经济型防护林的建设要尊重自然规律的发展要求,因地制宜,实现资源的合理配置,发展生态农业。经济的发展要服从生态环境的承载范围,在生态系统允许的范围内借助科学技术的帮助,争取获得更高的经济效益。

4 构建生态经济型防护林的措施

4.1 完善构建生态经济型防护林的技术和理论体系

防护林的建设需要有一个科学合理的理论体系作为指导,而构建完善的生态经济型防护林的技术和理论体系需要借助生态学、经济学、林业学、工程系统学等专业的理论和技术方法。生态经济型防护林工程将维护生态系统平衡和经济发展作为工作的重点,要求从生态系统的整体观点出发研究生态环境与经济之间的相互效益。构建生态经济型防护林体系要选择优良的品种发展高效的生态农业,形成不同层次的林业区以满足市场的需求;防护林的建造工程一定要遵循客观规律,工程的设计要符合施工现场的自然环境,加强对施工过程的管理,保证按时按质完成任务。

4.2 因地制宜,合理配置林种结构

构建生态经济型防护林体系一定要做到因地制宜,根据不同的土地类型合理配置种植的林种。根据土壤的类型以及土壤中水资源的含有量选择适合生长的树种进行种植,调整林种的种植结构,实现单一防护林生态系统向生态经济型生态系统的有效转变,以取得最大的经济效益。

4.3 实现林农式的综合经营

依据生态经济学发展的基本原理实现林、农业的综合经营,运用现代的科学技术在同一区域内实现林、农业之间小生态系统的平衡。在林木的幼苗时期种植农作物,充分的利用光能,即可以获得农作物带来的短期经济收益,又可以涵养水源,提高林木的存活率。林木生长茂盛时要停止农业生产,防治农作物与林木争抢土壤中的养分,妨碍林木的生长。在林木生长旺盛时期可以充分利用土地进行副业的生产活动。除了林农结合型防护体系和林副结合型防护体系外,还有种养结合型防护体系和菜园经济型防护体系。这四种防护体系获得了经济发展的短期和长期收益,为防护林业提供了很好的发展前景。

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1.1固岸截流

在河道两岸营造防水林,能有效遏制河道变迁。

因为树木的枝叶能截流降水,减缓了地表水流汇集,减轻降水对地表的冲刷;树木的枝干能阻滞洪水,降低河水流速,从而减轻洪水对桥梁的冲击作用;树木的根系盘根错节,能深入土体内部发挥“锚固”作用,提高了土体整体强度,从而稳固了河岸,保护了堤岸及桥梁的安全。生物对桥梁的防护效能是工程防护设施所不具有的。

1.2落淤防冲

在宽浅变迁及宽浅游荡河段上建桥,洪水主流摆动对河岸冲此淤彼,易导致河道变迁引发桥梁水毁。

因此,应在桥址河段的凹岸设计石笼丁坝等导流构造物,待丁坝回流区落淤后再栽植树木,用于稳固河岸,防止洪水冲刷加剧。这样做不仅能增强工程防护的效果,还能有效预防工程防护设施被洪水冲毁。据调查,随着树木郁蔽成荫,丁坝间回流区泥沙淤积不断增厚,丁坝(石笼)在淤积的泥沙及树木的保护下,坝头的局部冲刷减弱,坝身会逐步得到稳固,能有效预防某些桥梁因防护设施屡修屡毁而导致水毁。再者,在河道两岸及其上游流域植树,能有效拦蓄降水、消减洪峰,从而减轻洪水对河床及桥梁墩台的冲刷。

1.3生态效益与经济效益双现

由于洪水泛溢,桥位河段往往是冲沟交错、滩石裸露,加之桥梁施工对生态环境的冲击,桥址生态环境十分脆弱;特别是季节性河流,这种现象尤为突出。而在桥位河段两岸营造防护林,树木的枝叶能吸收有害气体,并借助光合作用吸收大量二氧化碳气体,并放出氧气,从而净化了空气。此外,枝叶繁茂的树木还能遮蔽裸露的滩石,将丁坝、护岸等防护设施掩映于树木之中,使桥梁建筑与河流、树木相融合,形成友好和谐的自然景观,改善了生态环境。再者,桥位河段土壤肥沃且含水量较高,为生物生长提供充足的养分,栽植杨柳易成活、生长快,一般8一10 a就能成材,更新树木可获得较高的收益。不仅如此,由于桥梁的工程防护设施具有易老化、防护效果衰减等不足之处,某些桥梁往往因此屡遭水毁,修复这类设施不仅需要大量资金,而且耗费大量资源(如水泥、砂石等),且后期尚需投入资金进行维修养护。解决这一矛盾的有效措施是对桥梁水毁实施生物防治。因为:①生物防护桥梁投入低,成本一般仅需工程防护设施的20%~30%,且其防护效果随时间推移逐渐增强。②生物防治措施与工程防护措施相互配合,既能增强工程防护设施的防护效果,又有效保护丁坝、顺坝、锥坡等调治与防护设施免遭水毁。

综上所述,生物防治桥梁水毁不仅具有良好的生态效益与环境效益,而且可节约因修复桥梁水毁工程的资金投入与资源消耗,经济效益显著。

2经验做法与效果

2.1桥台的生物防护

在桥头引道附近及锥坡基础外围植树,树木根系稳固了地表土层;其枝干能阻滞洪水,降低洪水流速,有效防止洪水直接冲刷引道路基坡角及锥坡基础。树木的固土防冲与导流作用,能消除或有效防止洪水对桥梁锥坡及桥台造成的水毁威胁。例如:1986年敖汉旗新玉线北扎兰营子桥锥坡被洪水冲毁,桥头引道被冲陷。水毁抢修应急措施是在被毁锥坡基础外围每隔20 cm打入直径15 cm、高200 cm的木桩,形成排桩,而后再于木桩上挂树冠(要求将树冠以8号铁丝系在木桩上)。按上述方法布置的木桩及树冠经历洪水后被淤埋固定下来,有效遏制洪水直接冲刷引道路基与桥台,收到良好的生物防护效果。

2.2桥墩的生物防护与加固

桥墩局部冲刷加剧易导致水毁。因此,应根据河水流速及水深采取不同形式的生物防护措施。①若河水流速较高,可采取抛石挂柳的形式对桥墩进行防护。这样,抛石能阻止洪水淘刷桥墩基础,挂柳(柳枝)则可降低墩身附近的水流流速,有利于减缓冲刷及墩身外围泥沙沉积。②若河水流过较低,可于枯水期在桥墩冲刷严重部位分层填埋(或栽植)亲水性强的树木。这样,桥墩局部冲刷坑内填埋的树枝被洪水淤积后会与泥沙紧密结合,形成加固的土体结构,有利于阻止洪水冲刷。若填埋的树枝成活生长,其防护效果会不断增强。

2.3河湾的生物防治

桥址河段的河岸遭洪水淘刷易形成河湾,河湾引发洪水冲此淤彼,对桥孔通畅泄洪极为不利,应及时采取生物防护措施进行治理。①若河水流速较低,可在河湾内填筑丁坝,待坝问落淤稳定再配植树木。这样,随着树木的增长,河湾凹岸淤积逐年增高,并行成稳定的新河岸。②若河水流速较高,河湾凹岸冲刷严重,应先在河湾内布设石笼丁坝、顺坝等导流构造物,将洪水调离河湾区域,待丁坝、顺坝间落淤稳定,再于坝间配植树木,形成生物“柔性坝”,既保护了丁坝、顺坝等防护工程,又能拦洪落淤、固岸防冲,有效遏制河道变迁导致桥梁水毁。

2.4生物护岸

在桥址河道两岸的滩地栽植防水林,形成生物护岸,将洪水平顺导入桥孔,防止洪水淘蚀冲刷河岸,保持了河槽稳定。若挢址河岸局部冲刷严重,应重点在河岸塌部位栽植树木,以生物防护措施替代砌石防护工程,用于调治洪水、稳固河岸。实践证明:在河道两岸栽植杨柳并配植沙棘。形成乔灌结合、高低合理搭配的生物防护体系,既能有效防止河道演变导致桥梁水毁,又保护了环境,改善了生态。近年,敖汉地区结合公路绿化对桥位河段实施生物防护,并在河岸两侧的滩地、桥头引道路段以及锥坡附近栽植了杨柳与沙棘,有效地防护了桥梁,减轻了桥梁水毁灾害。

2.5桥位上游流域的生物治理

结合生物措施对桥址上游流域进行综合治理是防治桥梁水毁的根本措施。具体做法:①在河道汇流区的山坡上沿等高线方向挖品字形鱼鳞坑,并在坑内植树种草.以拦蓄地表径流,这样能使降雨就地拦蓄、就地下渗。②在桥址上游流域的沟谷内修筑塘坝,并于坝同配植树木,形成降水一拦蓄一下渗一植物蒸腾的水量循环体系。上述措施减少了坡面水流汇集,降低了河道洪峰流量,有效防止桥梁遭受水毁灾害。通过多年的绿化,敖汉地区森林覆盖率已达41.8%,2003年敖汉旗被联合国授予“全球环保500佳”。据测定,与20世纪60年代相比,敖汉地区降雨量增加19 mm,空气湿度提高3.2%~11.5%,无霜期延长5 d,流域内的土壤含水量提高3.2%~5.8%。据典型调查,在同等条件下,最大洪峰流量由31.7 m3/a降至6.03m3/s,土壤侵蚀模数每年由10 197 t/km2降至2 200 t/km3。生态环境的改善收到良好防灾减灾效果,过去每逢汛期因洪水泛滥常常冲毁公路桥梁的现象得到遏铡:1998年内蒙古东部盟市遭遇历史罕见的洪灾,全区有723座桥梁被洪水冲垮。但是,由于敖汉地区生态环境优良,加之桥梁的生物防护措施比较完善,其境内管护的9l座桥梁除老虎山桥、各各召桥及山嘴桥三座桥梁的锥坡发生不同程度水毁外,其他桥梁均安全渡汛。

3结语

①桥梁设计不仅要完善桥梁的调治与防护工程,还要提出完备的生物防治措施,使桥梁的工程防护与生物防护完美结合。

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一、生态环境的保护

如何保护沿线生态环境,不破坏、尽量少的破坏就是最好的保护。结合承赤高速公路建设的实践,我认为在山区高速公路建设时应采取以下措施:

1.减少临时用地,保护周围生态环境

施工单位在项目部建设、拌和站、预制场、便道等临时用地选址时,进一步完善并落实基本农田环境保护方案,采用避让基本农田或收缩边坡及排水沟外边缘用地等措施,严格控制互通立交等辅助设施占地面积,水泥预制件厂和沥青搅拌站等临时占地应设置在服务区或互通、路基等永久用地范围内,施工便道尽量利用乡村道路加固使用,减少工程占用耕地的数量。落实各项水土保持措施,加强取弃土纵向调配,尽可能做到填挖平衡,减少弃渣或借方。

2.采用隧道、桥梁形式穿越自然保护区

主线采用隧道、桥梁形式穿越自然保护区实验区。承德支线采用隧道形式地下穿越自然保护区核心区、缓冲区,隧道进出口尽量远离自然保护区缓冲区边界之外,并按照自然景观设计。隧道工程采用两边对进施工方案和进出口通风方案,核心区、缓冲区内施工期不得设置斜井、竖井等施工便道,运营期不设通风井。严格施工管理,尽量缩小施工范围,不在自然保护区和森林公园内设置去弃土场、施工营地、施工场地等临时工程。采取小剂量多点延时控制爆破工艺,减少噪声振动影响。途经自然保护区和森林公园等生态敏感区路段设立禁鸣标志。

3、隧道施工时的生态保护

根据地形、地质条件,结合排水要求,以“早进洞、晚出洞”的原则来确定洞口位置和洞门的形式,确保洞口及洞门的安全可靠。洞门应当进行必要的防护和绿化,绿化优先选用原生植被物种,讲究植被的层次搭配,洞顶截排水沟两侧以矮灌木和植草遮掩,以减少人工构筑物对洞口整体景观的影响。

4、生态保护深入到施工细节中

在施工全过程实施环保型施工,从施工细节入手,采取有效措施预防和消除因施工造成的生态破坏,做到“施工不流土,完工不露土”,做到“三不五隐蔽”――即不大填大挖,不乱砍风景林、名贵树木,不扰乱山洪水系;取土场、弃土场、拌和场、采石场、建筑垃圾场要即使复耕或制备植被防护;切实保护工程范围以外的土地和植被,维护沿线生态环境。

二、生态恢复措施

1.路基边坡生态恢复措施

路基防护全线以生态防护为主,增强道路景观效果,美化环境。沿线绿化追求主体化和四季常绿,植树种草富有层次,体现多样性、多变性,并注意与生态环境保护相结合。路基防护在岩土结构稳定、满足安全要求的前提下,提倡“不见土少见石,适应地形、保持原貌”的防护设计理念,坚持刚性结构与柔性结构相结合,圬工防护与生态植被防护相结合的方法。

1.1填方路基边坡的生态恢复

一般填方路段:当路基填土高度小于等于4.0m时,采用草灌结合防护;当填土高度大于4.0m时,采用拱形骨架植草防护的形式。

受水流冲刷边坡防护适情况采用浆砌片石护坡或挡土墙。陡坡填方路段:根据实际情况在陡坡坡脚设浆砌片石护脚、重力式挡墙等支挡结构。同时考虑设置边沟、截水沟、碎石盲沟等排水设施以阻止地面水浸湿基底。

1.2挖方路基边坡的生态恢复

挖方路堑根据不同岩性、边坡率,经稳定分析判定后,采用不同的坡面防护措施。挖方边坡高度小于4m的土质边坡或强风化~全风化的岩石边坡,采用草灌结合防护。挖方边坡高度大于4m的土质边坡或强风化~全风化的岩石边坡,采用拱形骨架植草防护。

中~微风化石质边坡:稳定性良好的硬质岩边坡,采用挖方阶梯进行防护;坡面整体稳定,但表层坡面破坏或宜破坏的岩质边坡采用砼框架植草防护;岩体欠稳定的边坡采用锚杆框架内植草防护;有碎落路段采用主动网防护。

2.取土场、弃土场生态恢复

1、承赤高速公路区域以为山岭重丘区为主,路基填筑材料丰富,路基填筑主要采用以挖作填的方式,由沿线路基挖方和隧道出渣所得;取土场一般将高速公路可视范围外的荒山、低产地的碎石土、山皮土作为路基填料。弃土主要为不适宜做路基填料的地表土和隧道弃碴,弃土场一般选择在路线可视范围之外的低洼地、沟谷等位置。

2、在工程施工初期,公路用地范围内清除出来的表土要集中堆放,并要用土工布进行覆盖加以保护,用于后期植被恢复、覆盖表层、边坡绿化等后期绿化工程。对有些土场、渣场难以复耕、复垦的,在取(弃)土完成后选用速生的乡土植物,采用草、灌、乔相结合的方式尽快恢复原貌,这样既达到了生态防护效果又防止了水土流失。弃土场应做到尽量减少人工雕凿的痕迹,弃土场坡面端部采用弧形过渡,消除“一刀切”的不良视觉;采用挡墙、护面墙的则适当种植攀藤、垂枝植物及灌木作遮掩处理。为防止雨水冲刷造成水土流失,弃渣场进行完善的排水设计;弃渣场形状应适应地形,自然灵活,弃渣后形成的高填方边坡的坡度不应大于1:1.5,并且前缘设置坡脚挡土墙,以防止地表径流冲刷和减少弃渣场占地面积;弃渣后形成的高填方边坡要进行表面防护,如表面植被等。弃渣后形成坡面与周围地形协调一致,并进行植被或回填复耕处理。

3.排水工程的生态恢复

为了节约公路用地,设计中对路线进行平纵横综合设计,尽量减少填挖高度,对于农田路段和耕地紧张路段采用了矩形排水沟,减少公路用地宽度;对地面横坡较陡,边坡坡脚(顶)延伸较远者,设置了护肩墙或挡土墙等;集中设置弃土场,有利于生态保护和复耕。

部分路段高速公路边坡由开挖山体后形成,有些山体走向是向公路倾斜,一到雨季山体水流汇集流向边坡后漫向公路路面,容易造成边坡冲刷。故在设计阶段将边坡后设置浆砌片石截水沟,将山体汇水隔断集中到边坡水沟。我们在施工时发现有些边坡后山体较为平缓,汇水面积不大,特别是一些土质山体,可取消石砌截水沟,将截水沟开挖后夯实,贴铺草皮,等草皮生长成活、根系扎入土壤内即可起到排水固坡的作用,避免了此类石砌截水沟与公路的绿化景观不协调的现象。

山区高速突出“植物+工程”一体化防护设计的模式,采用植生带法、喷播植被法、三维网植被法、土工格室绿化法、框格锚杆植被法等。植物种类尽量用当地的物种,包括草、茶树、松树、樟树、塔柏等。挖方边沟分明盖板边沟、暗盖板边沟、土质敝开式配暗沟、浅碟型边沟等5种形式,截水沟尽量不设。全线排水设施自成系统,不露或少露圬工痕迹。

4.施工临时用地的生态恢复

一般要求临时用地要恢复为原先的用地类型,如占用的是耕地,那么工程结束后,应恢复为耕地,将地面复耕后并覆盖一米五的表土进行复耕。