公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)是非常重要的,公路上行駛車(chē)輛產(chǎn)生的尾氣對(duì)周?chē)h(huán)境會(huì)造成巨大影響,防護(hù)措施做好才能更好的處理細(xì)節(jié)。
公路建設(shè)不可避免地要對(duì)道路通過(guò)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,主要表現(xiàn)為改變?cè)匦蔚孛、擾亂土壤結(jié)構(gòu)、破壞植物群落、降低生物多樣性、影響局地氣候、增加水土流失危險(xiǎn)性等。邊坡的開(kāi)挖使地表植被遭到破壞,水土流失加劇;同時(shí)在坡度較大或構(gòu)造不良的地方,還可能造成崩塌、滑坡等,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)嚴(yán)重危害。如不對(duì)公路邊坡實(shí)施保護(hù)措施,不僅公路自身的設(shè)施安全和行車(chē)安全得不到保障,還將對(duì)周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)不利影響。如何處理好公路邊坡綜合防護(hù)問(wèn)題,使公路邊坡與生態(tài)環(huán)境能夠協(xié)調(diào)發(fā)展,是今后公路建設(shè)工程面臨的一個(gè)重大的課題。
一、邊坡生態(tài)防護(hù)的優(yōu)越性
對(duì)于道路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),防護(hù)類(lèi)型是多種多樣的,有生物防護(hù)、坡面防護(hù)、砌石防護(hù)、錨桿防護(hù)、抗滑樁防護(hù)、擋土墻防護(hù)等等。生物防護(hù)主要就是在邊坡上種植草叢或灌木或兩者兼有,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固結(jié)邊坡土壤以有效減輕沖刷,從而達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。這對(duì)于一切適合種植的土質(zhì)邊坡都是應(yīng)當(dāng)首先選用的防治措施。生物防護(hù)還可以綠化環(huán)境和周?chē)坝^相協(xié)調(diào),這也是一種符合環(huán)保要求的防護(hù)辦法。生物防護(hù)具有施工工期短、造價(jià)低(生物防護(hù)的資金投入約為工程措施的1/3)等多種優(yōu)點(diǎn)。但過(guò)去受多方面因素的影響如:新技術(shù)、新材料、思想意識(shí)等,限制了生物防護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用。
二、邊坡生態(tài)防護(hù)的功能
邊坡生態(tài)防護(hù)主要是用植物或者植物和非生命的材料相結(jié)合的方式,代替純工程防護(hù)方式,起到穩(wěn)定邊坡和防止侵蝕的作用。邊坡生態(tài)防護(hù)的功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)邊坡防護(hù)
邊坡防護(hù)是生態(tài)防護(hù)最基本的功能。合理的邊坡生態(tài)防護(hù)能防治邊坡水土流失、坡面失穩(wěn)、塌陷或者滑坡等常見(jiàn)的病害。生態(tài)防護(hù)一方面是通過(guò)工程防護(hù)作為受力或施力框架來(lái)維持邊坡的穩(wěn)定性,另一方面是通過(guò)植被恢復(fù)來(lái)利用植物護(hù)坡功能來(lái)進(jìn)一步穩(wěn)固土體,同時(shí)植物根系起到加筋作用,防治坡面的破壞。
(二)改善行車(chē)狀況
生態(tài)植被可以提高公路交通的安全狀況,如通過(guò)視線誘導(dǎo)種植可預(yù)示或預(yù)告線型的變化;通過(guò)遮光種植可防止車(chē)輛夜間行駛對(duì)向燈光的炫目;通過(guò)明暗適應(yīng)種植,當(dāng)汽車(chē)進(jìn)入隧道時(shí),可幫助駕駛員縮短對(duì)明暗急劇變化的適應(yīng)時(shí)間;通過(guò)緩沖種植,當(dāng)車(chē)體與路外物發(fā)生沖擊時(shí),可降低車(chē)輛和駕駛員的損害程度。栽植的樹(shù)木花草增加了地表植被覆蓋度,攔截、抬升部分氣流,消除風(fēng)的動(dòng)能,可起到降低風(fēng)速、防止風(fēng)沙危害的作用;覆蓋的植物能減緩坡面溫差及溫度變化的影響,從而降低路表的溫度,延緩瀝青的老化,維持路面良好的使用質(zhì)量。
(三)景觀功能
公路邊坡的開(kāi)挖,使原來(lái)的自然景觀遭到破壞。采用植被護(hù)坡技術(shù)可以較大程度地恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境,生態(tài)防護(hù)使裸露的地表重新披上新裝,生態(tài)防護(hù)和純工程防護(hù)相比,由于植物婀娜多姿、豐富多彩的形態(tài),使生硬的公路構(gòu)造物景觀充滿(mǎn)生氣,極大地豐富公路的景觀環(huán)境。
(四)生態(tài)功能
生態(tài)防護(hù)可以作為公路構(gòu)造物向周?chē)h(huán)境過(guò)渡的緩沖帶;植物群落可以成為生物的棲息地,也能逐漸恢復(fù)因坡體開(kāi)挖而遭到破壞的生物鏈,使已破壞的生態(tài)環(huán)境得到最大程度恢復(fù);從而有效降低公路建設(shè)對(duì)生物多樣性的影響。
植物對(duì)顆粒污染物具有吸滯和阻擋作用,能使空氣中的部分顆粒物沉降下來(lái)。據(jù)稱(chēng)草坪的滯留塵埃的能力比裸露的土地大70倍。并且已知植物能吸收多種交通污染物質(zhì)如CO、CO、NH、HS、SO等及大氣中的金屬和非金屬粉塵;植物的吸聲作用會(huì)有效減弱交通噪聲,據(jù)北京園林科學(xué)研究所研究測(cè)定,20m寬的草坪,可減少噪聲2dB。特別對(duì)于覆蓋植被的路塹邊坡,相當(dāng)于隔斷視線的聲屏障,平均聲障衰減量達(dá)到5~7dB;高速公路兩旁的人工邊坡用綠色的喬木、灌木、草合理搭配覆蓋,加上公路兩側(cè)天然生長(zhǎng)的喬木、灌木、花草及棲息的生物,形成一條人工與自然相結(jié)合的迷人的風(fēng)景線。
三、公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)
(一)鋪草皮
鋪草皮是將培育好的生長(zhǎng)優(yōu)良健壯的草坪,用平板鏟或起草皮機(jī)鏟起,運(yùn)至需防護(hù)綠化的坡面,按照一定的大小規(guī)格重新鋪植,使坡面迅速形成草坪的護(hù)坡綠化技術(shù)。其特點(diǎn)是:成坪時(shí)間短,護(hù)坡功能見(jiàn)效快,施工季節(jié)限制少。主要缺點(diǎn)是:基質(zhì)配置不當(dāng),養(yǎng)分補(bǔ)充不夠;坡面排水措施不足,基質(zhì)保護(hù)不好;植物品種單一,采用的是平地綠化的草皮品種;養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高,前期和后期管理難度均較大。
(二)濕法噴播
液壓噴播植草是將草種、木纖維、保水劑、粘合劑、肥料、染色劑等與水的混合物通過(guò)專(zhuān)用噴播機(jī)噴射到預(yù)定區(qū)域建植草坪的一種高效綠化技術(shù)。其特點(diǎn)是:機(jī)械化程度高、技術(shù)含量較高、施工效率高、種植成本低、成坪時(shí)間快、草坪覆蓋度大、草坪均勻度好、質(zhì)量高。噴播后的混合物在土壤表面形成一層膜狀結(jié)構(gòu),能有效地防止沖刷,能在較短時(shí)間內(nèi)萌芽長(zhǎng)成植株迅速覆蓋地面,以達(dá)到穩(wěn)固邊坡和綠化美化邊坡之目的。其主要缺點(diǎn)是:坡體肥力不足,基質(zhì)養(yǎng)分補(bǔ)充不夠;坡面基質(zhì)保護(hù)方式不當(dāng),未采取適當(dāng)防沖刷和加強(qiáng)植物根系相互連接的措施;植物品種選擇以草木為主,應(yīng)選取耐貧瘠、耐干旱的灌木為主要物種;僅適用于普通土質(zhì)邊坡;前期養(yǎng)護(hù)工作量較大,尤其對(duì)寒冷地區(qū),依然沒(méi)有比較適用的植物品種選擇來(lái)源。采用改進(jìn)的液壓噴播技術(shù),則適用于風(fēng)化及半風(fēng)化的二、三類(lèi)紅砂巖邊坡、煤矸石邊坡、石質(zhì)網(wǎng)紋層邊坡。
(三)客土噴播
客土噴播護(hù)坡,是在邊坡坡面上掛網(wǎng)機(jī)械噴填(或人工鋪設(shè))一定厚度適宜植物生長(zhǎng)的土壤或基質(zhì)(客土)和種子的邊坡植物防護(hù)措施。其特點(diǎn)是可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件進(jìn)行基質(zhì)和種子配方,從而具有廣泛的適應(yīng)性,適用于普通條件下無(wú)法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以用機(jī)械拌和,掛網(wǎng)實(shí)施容易,施工機(jī)械化程度高,速度快,防護(hù)效果良好,基本不需要養(yǎng)護(hù)。植被的覆蓋可使地表土壤免受雨水的直接沖擊,并緩沖雨水的流速,阻止水流形成。在表土層形成盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的根系,有效地抑制暴雨徑流對(duì)邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強(qiáng)度,減少空隙水壓力和土體自重力,從而大幅度提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力,能夠達(dá)到長(zhǎng)期有效防護(hù)公路邊坡的目的。
(四)三維植被網(wǎng)
三維植被網(wǎng)護(hù)坡是指利用活性植物并結(jié)合土工合成材料等工程材料,在坡面構(gòu)建一個(gè)具有自身生長(zhǎng)能力的防護(hù)系統(tǒng)。三維植被網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)綜合了土工網(wǎng)和植物護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn),從而起到了復(fù)合護(hù)坡的作用。邊坡的植被覆蓋率達(dá)到30%以上時(shí),能承受小雨的沖刷,覆蓋率達(dá)80%以上時(shí)能承受暴雨的沖刷。待植物生長(zhǎng)茂盛時(shí),能抵抗沖刷的徑流流速為一般草皮的兩倍多。土工網(wǎng)的存在,對(duì)減少邊坡土壤的水分蒸發(fā),增加入滲量有良好的作用。同時(shí),由于土工網(wǎng)材料為黑色的聚乙烯,具有吸熱保溫的作用,可促進(jìn)種子發(fā)芽,有利于植物生長(zhǎng)。
(五)植被混凝土
噴混植生植物護(hù)坡,是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后,采用專(zhuān)用噴射機(jī),將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上,形成10cm以上厚度的具有連續(xù)空隙的硬化體,種子可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長(zhǎng)。植物依靠“基材”生長(zhǎng)發(fā)育,形成植物護(hù)坡的技術(shù)。基材由種植土、混合草灌種子、有機(jī)質(zhì)、肥料、團(tuán)粒劑、保水劑、穩(wěn)定劑、pH緩解劑和水等組成,其種植基材的配方是成功的關(guān)鍵,良好的配方能夠在陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上既具備一定的強(qiáng)度保護(hù)坡面和抵抗雨水沖刷,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長(zhǎng)。其主要缺點(diǎn)是:基質(zhì)配置不當(dāng);基質(zhì)保護(hù)措施不足;未采取有效的防沖刷措施和加強(qiáng)植物根系相互連接的措施。該法噴射的基質(zhì)在工后是直接裸露在空氣中的,雨季施工,降雨會(huì)對(duì)基質(zhì)產(chǎn)生沖刷作用,使基質(zhì)越來(lái)越少,植物也就沒(méi)有了生長(zhǎng)的基礎(chǔ),造成邊坡又恢復(fù)到裸露狀態(tài),使護(hù)坡失敗。
(六)砌石骨架植草
砌石骨架植草護(hù)坡是指采用砌石在坡面形成框架,結(jié)合鋪草皮、三維植被網(wǎng)、土工格室、噴播植草、栽植苗木等方法形成的一種護(hù)坡技術(shù)。這種方法不僅成本較高,而且容易受凍融影響,后期損壞時(shí)維修費(fèi)用也較高。從與環(huán)境的協(xié)調(diào)性來(lái)看,人工痕跡十分明顯,不宜大量使用。
(七)土工格室植草
土工格室植草護(hù)坡是在坡面上的固定展開(kāi)的土工格室內(nèi)填充改良客土(經(jīng)試驗(yàn),利用普通黏土,如果草種適當(dāng)或利用天然野生草亦可迅速形成植被護(hù)坡),然后在格室內(nèi)植草的方法。利用土工格室可為護(hù)坡植物提供較好的生長(zhǎng)環(huán)境并防止雨水對(duì)坡面的沖蝕,對(duì)坡體還有一定的加固作用。優(yōu)點(diǎn)是:施工迅速,容易與環(huán)境協(xié)調(diào),沒(méi)有圬工護(hù)坡的明顯人工痕跡,對(duì)邊坡有較好的穩(wěn)定加固作用。缺點(diǎn)是:成本偏高。
(八)植生帶
植生帶是采用專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備,依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝,把草種、肥料、保水劑等按一定的密度定植在可自然降解的無(wú)紡布或其他材料上,并經(jīng)過(guò)機(jī)器的滾壓和針刺的復(fù)合定位工序,形成一定規(guī)格的產(chǎn)品。植生帶制作的關(guān)鍵是草種配比。植生帶護(hù)坡的特點(diǎn)是:植生帶置草種與肥料于一體,播種施肥均勻、數(shù)量精確,草種、肥料不易移動(dòng);植生帶具有保水和避免水流沖失草種的性質(zhì);草種成活率高、出苗整齊、建植成坪快;采用可自然降解的紙或無(wú)紡布等作為底布,與地表吸附作用強(qiáng),腐爛后可轉(zhuǎn)化為肥料;植生帶體積小、重量輕,便于貯藏運(yùn)輸,可根據(jù)需要常年生產(chǎn),生產(chǎn)速度快,產(chǎn)品成卷入庫(kù),貯存容易,運(yùn)輸、搬運(yùn)輕便靈活;施工省時(shí)、省工、操作簡(jiǎn)便,并可根據(jù)需要任意裁剪。適合于坡度較緩、坡表平整的土質(zhì)或砂土類(lèi)邊坡和已做工程加固(如方格混凝土肋)的石質(zhì)邊坡以及較低緩的石質(zhì)邊坡。缺點(diǎn)是:在未做窗格式混凝土肋的高邊坡上不易錨固,且對(duì)植生帶生產(chǎn)的質(zhì)量要求較高。
(九)布魯特(Bluet)巖石邊坡垂直綠化技術(shù)
垂直綠化原理布魯特巖石邊坡垂直綠化技術(shù)是采用綠色罩面網(wǎng)對(duì)巖石邊坡進(jìn)行加固處理,防止表層巖石墜落危及行車(chē)安全的一種綠化技術(shù),綠色罩面網(wǎng)自身亦具備景觀效果。為達(dá)到長(zhǎng)期綠化效果,需在邊坡底部或馬道上修建花池,在花池內(nèi)栽種攀緣植物進(jìn)行綠化。綠色罩面網(wǎng)的多孔性結(jié)構(gòu)也為攀緣植物提供了支架,有利于植物的快速攀延,促進(jìn)植物生長(zhǎng)。一般選擇生長(zhǎng)快、綠期長(zhǎng)、適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的綠色攀緣植物和藤本花卉,從而達(dá)到自然景觀效果。其最大特點(diǎn)是:把植物的生存基質(zhì)放在極易操作的坡腳或平臺(tái)上,技術(shù)上得到了根本保證,既經(jīng)濟(jì)又易于附諸實(shí)施。景觀效果與時(shí)俱增,后期效果好。
四、結(jié)語(yǔ)
公路邊坡是公路建設(shè)中破壞最為嚴(yán)重的區(qū)域之一,為此,對(duì)其進(jìn)行有效防護(hù)是公路生態(tài)恢復(fù)的重要內(nèi)容。由于生態(tài)防護(hù)的防護(hù)效果突出,且具有較好的景觀效果,它是公路邊坡防護(hù)的主要形式。但每一種生態(tài)防護(hù)形式都有一定的適用范圍和局限性,為此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)本著因地制宜的原則,根據(jù)具體的工程特點(diǎn)合理選用合適的防護(hù)方式。