范海军①②,吕国军①②，刘恒源②，龙舟②，张雨姮②
（①重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074；②重庆路投科技有限公司 重庆 400023）
摘要：在道路的修建进程中易产生大深挖坑、高陡裸岩、砼喷坡面、高陡挡墙等创面，进而引发一系列生态环境问题。道路边坡创面土壤贫瘠无肥力，坡度陡、对水分、养分的保蓄能力极低，使一般的植物难以正常生长，修复难度较大。微生态锚喷防护绿化一体化技术，通过人工构建微绿化生态系统，道路边坡微生态绿化修复技术解决了坡面植物生长所需营养问题，提高边坡的稳定性。施工过程采用普通锚喷技术，施工工艺成熟，机械化程度高，施工速度快，劳动强度低，不仅能有效保存坡面土壤，防止水土流失，还能吸收城市降雨，缓解城市热岛效应、美化城市环境，提高城市绿化覆盖率，具有较高的经济价值和社会价值。
关键词：道路边坡；微生态；绿化修复；
中图分类号:
引言
可持续发展已成为人类社会发展的大趋势，但是近年来，随着我国城镇化进程不断加快，在城市道路、铁路、工民建等工程建设中，产生大量的边坡开挖、回填、弃土弃渣等，不仅破坏了原有植被覆盖层，而且形成大量土地裸露创面，产生了大量“大深挖坑”、“高陡裸岩”、“ 砼喷坡面”、“高陡挡墙”等，这些创面广泛分布在道路沿线、港口码头、商业区、工业区、住房开发区，进而造成了一系列生态环境问题[1]。
1.道路边坡创面生态修复特点
1.1道路边坡创面修复问题分析
随着我国城市开发建设升级和对环境保护越来越重视，以往主要依靠物理手段进行创面修复方法将会被以植被生态技术所取代，相关植被修复理论及技术应用方面亟待进一步研究[2]。山地城市创面绿化生态修复有待进一步解决的突出问题如下：
（1）道路建设造成自然界受损创伤坡面大、分散且点多，坡面贫瘠无肥力，对水分、养分的保蓄能力极低，热容量小、温度日变幅大，使一般的植物难以正常生长。
（2）创面具有坡度陡、客土容易被冲刷而难以长期稳定粘附。
（3）坡面土壤肥力下降速度快，需长期施肥以维持植物存活和生长。根据相关研究结果表明，重庆市主城区新建居民区绿化土壤肥力水平整体偏低，需在绿化施工和管理过程中进行土壤的改良。
（4）山地城建创面会导致城市热岛效应加剧，人居环境恶化，植物种类单一，城市景观缺失，生态价值低。
（5）既有道路创面绿化修复技术单一，缺陷明显，植被生态恢复缓慢、存活期短，修复后植被很快死亡导致生态修复的失败，需重复投资反复治理。
1.2道路边坡创面修复难点
1.创面绿化生态修复的基材
工程创面具有坡度陡、客土易侵蚀特点，要保证植被长期生长，首先需要保证客土基材能够长久稳定地粘附在创面上，不怕冲蚀；其次是种植基材具有肥力，并且肥力营养元素各组成部分的配比应达到最优。
综合国内外对创面绿化生态修复所用基材的研究成果，主要可分为以下三类：一是以土壤自然粘粒提供粘结力，即普通客土喷播技术；二是以水泥等无机胶凝剂为主，即无机粘结材料客土类，代表性的有植被混凝土技术；三是以高分子材料为粘结剂为主，即有机粘结材料客土类，代表性的有厚基材生态护坡技术、CS高次团粒技术等[3]。
总的来讲，创面绿化生态修复所用基材就是人工配制的一种种植土，组分复杂，通常含有土壤、复合肥料、水、保水剂、植物种子、其他添加剂等，其中为了改善基材物理化学特性，添加剂包括粘合剂、稳定剂、缓释肥、pH调节剂、土壤益生菌等。
2.创面生态修复面的土壤肥力
创面绿化生态修复实质是创面的植被重建，以达到修复生态环境、治理水土流失之目的。从恢复生态学来看，植被重建的第一步，是成功地让创面土壤肥力持续、自动的达到“稳匀足适”的状态，这样植物才能“种得活，长得好，存活久”[4]。
目前很多创面的植被修复完工后，早期能起到很好的植被景观效果，但时间一长，工程修复的创面供肥能力下降，植被就出现长得不好，甚至死亡情况，进而坡面基材在雨水冲刷下失稳、冲蚀，导致修复失败。
2.创面微生态修复技术分析
2.1修复原理
微生态修复技术模拟地球表面土壤形成过程和自然状态下土壤-植物根系-微生物的生态系统，在土壤团粒重塑技术的基础上，通过生物工程技术手段育成的多功能高效益生内生菌，和植物一起，可构成VA型微生物-植物根系共生的体系，具有高效固氮、解磷、解钾，补充有益微量元素，分泌促生植物激素功能，可为植物生长提供高效养分，实现护坡植物长期持续生长，达到固土稳坡和生态修复的目的[5]。
图1 微生态系统示意图
2.2微生态活性基材
微生态活性基材采用土壤团粒重塑技术，构造形成具有抗冲刷侵蚀能力强、团聚体比例高、孔隙率大、透气保水性能好，达到植物生长最佳容重的基材。主要由生态高分子胶凝剂、VA型益生菌和疏松材料（粉碎页岩或强风化岩石土壤）组成的[6]。
图2 含VA益生菌的疏松材料
3.施工工艺研究
陡坡绿化断面如下图5-5所示。坡面设置盲管补水，接入供水系统，规格参照供水管网。绿化结构层为锚钉挂网+厚基材营养土80mm+聚合物团粒种子层20mm。锚钉为φ12，长度450mm，间距300mm，梅花状布置。14#镀锌铁丝网为φ2.2mm，网孔约5cm*5cm。坡面每3m高度设置网兜，防止喷播层下滑。
3.1.材料准备
铁丝网：一般可选择12～14#镀锌（包塑）活络铁丝网，网孔5cm×5cm。
锚钉（杆）：一般采用Φ12～Φ20螺纹钢，其具体型号及长度可根据边坡地形、地貌及地质条件设计确定。
种植土：最好选用工程所在地原有的地表土经干燥粉碎过筛而成，要求土壤中砂粒含量不超过5%，最大粒径小于8mm，含水量不超过20%。
有机质：高级木质纤维。
绿化添加剂、保水剂等。
草灌木种子：应综合考虑地质、地形、植被环境、气候等条件，重庆地区锚喷边坡绿化常用植物配比如下表1[7]所示。
表1 草灌木种配比
植生袋：采用无纺布和遮阳网制作，抗紫外线性能优，耐用性长，透水性与透气性俱佳的产品。
保湿材料：视情况采用无纺布、遮阳网及其他材料进行覆盖保湿。
3.2施工步骤
1.工艺流程
施工准备→清理坡面→规划放样→锚钉钻孔→安装锚钉→挂网→锚钉锚固→拌和基材混合物→喷射基材→喷射聚合物团粒面层→覆盖无纺布→养护→验收。
2.坡面修整
对于以锚喷支护段，在针对设计图要求基础上，对凸出或凹进坡面大于10cm的岩土应予以削平，或采用C15砼或浆砌片石等予以嵌补，尽可能平整坡面，坡面清理其有利于基材和坡面的结合，杜绝反坡。在喷射基层团粒土壤前，应用水将坡面上的粉尘物冲洗干净。
3.规划放样
对于锥坡段未锚杆支护的坡面，进行放样定位，补充锚喷。
4.钻孔安装锚钉
按设计布置锚钉孔位，由于喷基材植被中的锚钉均较短，可采用风钻打孔，锚钉钻孔孔眼应垂直坡面，孔径50mm，锚钉为φ12，长度450mm，间距300mm，采用梅花状布置。坡顶处用铁丝网向上包50cm，两网连接处搭界15cm并用土工绳绑扎，网挂至坡顶排水沟处。
5.铺设、固定网
固定网采用14#镀锌铁丝网，网孔50mm*50mm。挂网应在锚钉可受力后进行。固定网必须张拉紧，网间搭接宽度不小于15cm，并用土工绳绑扎，保证网与网间的牢固连接和控制网与坡面的距离一致，有利于控制网面基材混合物的厚度一致及稳定。
安放锚钉托板固定网，确保网与原坡面的最小距离不小于5.5cm。挂网应在锚钉可受力后进行，保证网与网间的牢固连接和控制网与坡面的距离一致，有利于控制网面基材混合物的厚度一致及稳定。坡面每3m高度设置网兜，防止喷播层下滑。
6.基层厚团粒土壤喷播
将植生砂壤土、有机菌肥、高品质木质纤维、保水剂、生态粘合剂等按比例加入水将植生混合料充分拌匀后形成团粒型超强的植生土壤，用喷浆机将其喷布在已挂好镀锌机编网岩石坡面上，平均厚度8cm，保证铁丝网上有3cm左右。
7.种子营养层喷播
在喷混有机基材层后，即可进行常规的喷播草籽工序。草、灌种子可经过催芽等处理。将草籽、灌木种子、纤维、保水剂、有机菌肥等按一定比例混合加水拌，依据机械液压传递原理将其喷播附着在坡面，喷射厚度尽可能均匀，但在植生条件好的地方可适当喷薄一些，条件差一些的地方喷厚一些，保证2cm厚度。
8.盖无纺布
喷射完毕后应采用30g/m2的无纺布覆盖，并用U形钉固定，注意不留接缝，以防草种或物料被雨水冲刷，并实现种子萌发期间的保温保湿。无纺布覆盖后应注意观察种子发芽和生长情况，待草、灌木长到3cm后可撤去无纺布。
9.前期养护
及时做好洒水、病虫害防治及补播等养护工作。护坡喷植后，进行不少于45天的喷(洒)水养生，使喷植护坡始终具有足够水份，促使草种发芽、生长。
10.修复效果
重庆市渝北区某路侧喷射混凝土边坡经生态修复后，效果如下图所示。
图3 微生态修复实景图
4.结论
道路边坡微生态绿化修复技术解决了坡面植物生长所需营养问题，通过人工构建微绿化生态系统，为多种植物生长构建了“根瘤菌”式的高效养分供给体系，保证了基盘持久肥力，促使植物长久旺盛生长，进而增强了植物根系固坡能力，提高边坡的稳定性。施工过程采用普通锚喷技术，施工工艺成熟，机械化程度高，施工速度快，劳动强度低。微生态绿化修复技术不仅能有效保存坡面土壤，防止水土流失，还能吸收城市降雨，缓解城市热岛效应、美化城市环境，提高城市绿化覆盖率，具有较高的经济价值和社会价值。
参考文献
[1]刘春霞,高速公路裸露坡面植被恢复机理的研究[D].北京林业大学,2016:16-22.
[2]蒋德松,蒋冲,赵明华.城市岩质边坡生态防护机理及试验[J].中南大学学报（自然科
学版,2008,39:1088.
[3]单双成,陈满.新型生态护坡技术在岩质边坡中的应用研究[J].市政技术.2013.
[4]王喜华.岩质路堑边坡绿色防护技术国内外研究现状[J].成都:西南交通大学,2005.
[5]江源,陶岩,顾卫等.高速公路边坡植被恢复效果研究[J].公路交通科技,2017,24(11)：147-152.
[6]苏东凯,周永斌,伐力民.高速公路边坡植被恢复过程中植被群落特征[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版）,2009,28(3):498-501.
[7]周德培,张俊云.植被护坡工程技术[M].北京:人民交通出版社,2015.
作者简介：范海军（1981-），男，博士生，教授级高工，主要从事道路工程生态治理、生态修复等研究。
项目基金：重庆市建设科技计划项目（城科字2018第1-3-3号）:山地城市创面绿化生态修复关键技术研究与应用；重庆市渝北区科技计划项目：山地城市坡坎崖生态修复关键技术研究与