基于生态防护理念的山区公路防护设计 盛旭良

发表时间:2019/5/8   来源:《防护工程》2019年第2期   作者:盛旭良
[导读] 在越来越重视环境保护和生活质量的今天,生态防护己成了公路边坡防护的一种趋势,代表着边坡防护的发展方向。

杭州市临安区交通投资发展有限公司浙江省杭州市  311300
        摘要:生态防护技术是随着世界范围内山区公路建设而兴起的一门工程技术。与传统的工程防护技术不同,生态防护技术是工程防护与植物防护的适当结合,其充分利用工程防护深层加固和植物浅层固坡及生态环保的特点达到了工程建设与环保及生态恢复兼顾的目的。在越来越重视环境保护和生活质量的今天,生态防护己成了公路边坡防护的一种趋势,代表着边坡防护的发展方向。
        关键词:植物防护;工程防护;生态防护系统;综合防护
       
       
        国际上对生态防护技术还没有一个确切的术语,目前一些专家将生态防护技术定义为基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理,利用活性植被材料,结合其它工程材料在边坡上构建具有生态功能的防护系统,通过生态工程自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗活动和生态恢复,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技术。
        边坡生态防护应该是工程防护与植被防护的适当的结合。边坡防护的理念应该是以保证边坡稳定性为出发点,再考虑经济、环保及美观。即对于一般地质情况相对简单,坡度较缓且高度不大的边坡,如果单独的植被护坡可以满足维持边坡稳定的要求,则可以取代工程防护,这种情况不仅可以美化环境,并且能减少造价;如果地质情况复杂的高陡边坡,则应该采用工程防护和植被结合的方法。
        一、我国山区公路边坡生态防护研究现状
        我国是个多山的国家,山地、丘陵和比较崎岖的高原总面积,约占国土面积的三分之二。我国的森林覆盖率只有13.92%。同时,我国是地质灾害严重发生的国家,水土流失面积占国土面积的51%,而且山地的各种工程(公路、铁路、水利、矿山及工业民用建筑)的大规模建设会造成一系列的环境问题,其中最突出的是破坏了当地原有植被,形成大面积不同程度裸露的边坡(或坡地),这些边坡的存在进一步增加了水土流失、滑坡、泥石流的发生强度,也造成局部小气候的恶化及生物链的破坏等生态灾害。
        国内山区公路边坡生态防护研究有以下特点:(1)目前比较成熟的技术主要有:三维植被网、浆砌片石骨架植草防护、藤蔓植物护坡、土工格室植草及钢筋混凝土框架植草护坡等,对于填方边坡或较缓的中小挖方边坡实施效果良好,但对于高陡岩质或劣质土边坡的防护措施,虽然己有如锚杆框架梁、客土喷播、液压喷播及厚层基材喷射工法等技术出现,但由于山区公路地域性的差别,而引起的地质土质差别较大,笼统照搬试点成功技术大多达不到满意效果,缺乏生态防护技术适应性研究,造成资源和财力的浪费。(2)对单一防护形式研究较多,但对于防护体系的研究较少,缺少综合防护研究;同时,在生态防护的重要内容—植被恢复中,缺乏系统全面的恢复理论研究,物种选择显得很随意,没有进行基于恢复生态学理论基础上的筛选与配置,导致了绿化效果的千差万别,造成了不必要的损失与浪费。(3)在防护形式研究中,缺乏对不同防护模式对边坡稳定性影响的计算分析,大多为定性分析,缺乏数据支撑。
        二、山区公路边坡生态防护重要性
        山区公路边坡地域特征明显,具有带状分布、坡度大、挖填量大、植被自然恢复能力差及对公路环境影响大等特点。山区公路边坡一般情况下含土质较少,边坡填挖作业破坏了原有的稳定状态,其内部结构破坏不易及时发现,隐蔽性很强。如若发生破坏的边坡遭受风化、水流冲击等气候,很可能发生剥落、滑坡、塌方等现象,造成道路的堵塞破坏,甚至导致安全事故的发生。
        虽然在山区公路建设项目施工时会采取相应措施以降低对生态环境的影响,但不能完全杜绝这种现象的发生,公路沿线植被破坏、地貌变化不可避免。如果不采取边坡防护手段,会造成破坏,主要体现在以下几个方面:
        (1)水土流失,降低土壤肥力,是植被更加难以生存。
        (2)严重的导致山体滑坡,冲毁道路,威胁行车安全,甚至带来经济和生命损失。
        (3)打破原有的生态平衡,改变公路沿线的生态环境,例如流失土壤淤积水库,土壤沙化风沙变大等。



        为防止以上现象发生,工程上一般采用骨架防护以及坡面封闭式防护措施,虽然可以防止边坡破坏,但后期维护费用大易破坏,且对生态环境没有起到改善作用。生态防护即在边坡上种植植被以减轻坡面的不稳定性和侵蚀。生态防护经济性好且具有良好的景观效果,可以恢复遭到破坏的生态环境,而且能够降低噪声、沙尘、强光等污染为司机提供良好的行车环境,调节公路沿线小气候。因此,对山区公路边坡进行生态防护是边坡防护的必然趋势。
        三、山区公路边坡生态防护形式
        山区公路边坡防护方式分为多种,不同的方式适用于不同的条件。在实际公路工程建设中,必须根据具体的施工地质条件、边坡坡度、坡面侵蚀情况、气候条件、经济能力等选择合适的生态防护形式。
        3.1直接栽植
        直接栽植即在公路护坡上直接种植植被,不经过其他工程加固措施。
        (1)种草护坡
        坡面种草不适于岩石边坡,且边坡坡度要小于1:1。根据施工方法不同分为撒播、沟播、穴播、植生袋、铺草皮、液压喷播等集中方式。此方法施工简单、成本低,且能够美化和保护公路环境,具有较好的经济效益和社会效益。
        (2)栽植根系发达植物护坡
        比如香根草、象草等根系发达、粗壮的植被,扎根深稳强度高,适应能力强,后期养护简单。一般用于坡度小于1:1的土质边坡,在南方温暖湿润地区应用较多。
        3.2挂网喷播
        通过固定表土或者回填客土使植被更茁壮的生长,与网缠绕形成网系,有效的防止水土流失。
        (1)三维植被网
        三维植被网是原料为热塑树脂的三围网状物,化学稳定性强,与单纯种植植被相比有更好的土壤和随时防护效果。施工前要进行坡面平整,确保网格的强度和韧性。施工时网格紧贴坡面,不能褶皱、悬空,搭接留有充足的反压量。分层回填土壤冰洒水浸润,确保网格完全埋于土壤之中。该方法技术性强、施工繁琐,其防护效果受施工影响较大。适用于土质贫瘠和沙石混合型边坡,坡度1:1.5为最佳。
        (2)客土喷播
        客土喷播技术从日本引进,关键技术在于配备适用于施工地质条件的植物生长基质和种子,其配方影响到对客土是否发生开裂及后期植坪成功率。此方法要求作业机械化程度高,对于条件恶劣的岩石边坡行之有效,但是成本相对较高。
        (3)土工格室植草
        土工格室包括喷播和三维网技术,在坡面上展开固定土工格室并进行客土填充,然后进行三维植被网和喷播施工。此方法能够约束土体滑移,抗变形易修复,适用于寒冷地区坡度小于1:1的岩质边坡。但此方法工序复杂,实施麻烦。
        四、结论
        本文结合对易北公路的气候、地质地貌及植被情况经过调查分析,结合工程特点,在确定边坡形式的基础上,选取了不同边坡条件下的防护形式,并针对不同的防护形式进行了恢复植被物种选择与配置。
        沿线应用了多种生态防护形式,包括:种草护坡、三维植被网护坡、拱形骨架植草护坡及锚杆框架梁植草护坡。沿线用了多个品种的绿化、护坡植物,有草本植物:狗牙根;乔木有紫叶李、紫薇;灌木有海桐球、红继木球、紫藤、黄金菊;藤本植物有爬山虎。对不同位置、不同的边坡采用了不同的配置:包括草+灌、乔+灌、草、灌+藤本等多种组合方式,建立了公路边坡完备的植被群落,创造了公路两侧绿化带高低错落的多层立体景观。
        参考文献:
        [1]方华.植被护坡现状与展望[J].水土保持研究,2015(03).
        [2]席嘉宾等.高等级公路边坡绿化草的建植与管理技术.公路.2016(03).
        [3]余乐.山区公路边坡生态保护与植被恢复技术研究.长安大学硕士论文.2015(06).
        [4]陈向波.高速公路边坡生态防护技术及其应用研究.硕士论文.武汉理工大学,2015(03).

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