阿力坦巴根那

（通遼市交通工程局二處，內(nèi)蒙古 通遼028000）

近年來為了減少水土流失，增加邊坡的蓄水保土能力，生物護坡技術日益引起人們的關注。采用合理的邊坡生物防護技術，可以達到節(jié)省工程費用、美化環(huán)境和保護生態(tài)環(huán)境的效果。生物護坡是在傳統(tǒng)的工程護坡基礎上開發(fā)的一種考慮生態(tài)環(huán)境恢復、植物群落重建的新型護坡技術，在土石質邊坡整體穩(wěn)定的條件下，利用植物根系涵水固土的原理來保證邊坡面層的穩(wěn)定，起到美化環(huán)境，保護生態(tài)的作用［1］。

厚層基質噴附技術（Thick Lay Base Material Spraying Technology）是將人工配制的植物生育基質與植物種子、防侵蝕材料等混合在一起，采用專用設備（灰漿噴射機），通過高壓空氣將其噴射出去附著在邊坡表面的一種植被建植方法［2］。其技術內(nèi)涵是根據(jù)坡體穩(wěn)定性情況，通過工程手段，如錨桿、錨索等，確保邊坡整體穩(wěn)定，然后在邊坡坡面上重新建立生態(tài)層，使邊坡坡面形成土工網(wǎng)狀材料和植物根莖交錯織成的保護層，增加邊坡巖土體抵抗雨水沖刷侵蝕能力，可減緩坡面風化、控制墜石等瀉溜物的發(fā)生。同時，通過對生態(tài)層物種的人工技術組合，形成與整個周圍環(huán)境相協(xié)調的常綠景觀，同時兼有治理邊坡水土流失、恢復生態(tài)環(huán)境、綠化景觀等的綜合效果。

在高邊坡治理過程中采用的厚層基質植被護坡技術，是邊坡生態(tài)防護技術中較為先進的一種，適用于高陡巖質邊坡，與其他邊坡防護技術相比，設計和施工要求標準均較高。因此，本文就內(nèi)蒙古東部赤通高速山區(qū)厚層基質噴附技術的設計思路及應用效果初步分析進行簡明闡述

1 工程概況

工程區(qū)道路開挖形成很多路塹邊坡，開挖邊坡地形坡度25～35°，地形較完整，該路段處于一個丘陵之上，坡面植被發(fā)育良好，植被類型為灌叢草原，并有部分人工林。土壤類型以黃綿土為主。山體開挖后形成長約1.5km，面積約8萬m2，最高達30m的大型邊坡。地理位置41°27′N、119°39′E，海拔高度575m。其中K72＋890－K73＋088左幅為弱風化破碎巖石坡面，坡度60°，坡向為南坡；其余坡面為強風化平整巖石坡面，坡度45°。

弱風化破碎巖石坡面組成物質為火山巖，風化程度中等，呈暗灰色，巖石質地堅硬，坡面破碎不規(guī)則。坡面沒有明顯分級，坡長188m，最大坡高31.9 m，平均坡高18.2m。強風化平整巖石坡面組成物質為火山巖風化物，風化程度大，呈暗黃色，質地較軟，坡面平整規(guī)則，最大坡高20m，平均坡高10m。

2 治理方案設計

邊坡生物防護的核心技術設計思路是在邊坡穩(wěn)定的前提下，結合水土保持、景觀等要求，進行邊坡坡面生態(tài)恢復和景觀綜合整治。

邊坡生物防護設計包括植物群落設計、土壤設計、施工技術設計和養(yǎng)護方案設計［3］。植被是邊坡生物防護的主體，土壤是邊坡生態(tài)系統(tǒng)的基礎，施工技術是邊坡土壤植被系統(tǒng)重建的關鍵措施，養(yǎng)護是邊坡植被迅速恢復的重要保證，只有當這幾者達到相互協(xié)調時，公路邊坡生物防護的目的才能實現(xiàn)，路域生態(tài)系統(tǒng)才能恢復并達到穩(wěn)定。

2.1 植物群落設計

植物群落設計的核心是如何有針對性地選擇施工路段擬種植的植物物種及其組合結構［4］。對于邊坡來說，選擇植物群落的最基本要求有兩點；一是要保證在坡面上建植的植物群落有較高的存活率；二是要使恢復后的植物群落具有穩(wěn)定性和能夠自我維持、更新的能力。邊坡植物群落設計要遵循以下原則。

2.1.1 因地制宜、適地適種原則 因地制宜、適地適種的含義有三點：一是要遵循植物地帶性規(guī)律，按照當?shù)氐臍夂蛱卣骱屯寥捞匦赃x擇物種，盡量選擇鄉(xiāng)土物種。二是要根據(jù)坡面的地形地貌、坡面組成物質的特征選擇物種，如向陽坡和背陰坡應分別選擇喜光耐旱（如高羊茅、無芒雀麥、白羊草）和喜陰不耐旱（多年生黑麥草、早熟禾、紫羊茅、披堿草）物種；坡度較陡的巖石坡面可選擇能攀緣的藤本植物；不同坡度的邊坡設計不同類型的群落（表1）。三是要考慮到后期管護的問題，選擇抗逆性強、耐干旱、耐瘠薄土壤的物種。

表1 坡度和植被群落設計

2.1.2 物種多樣性原則 物種多樣性是生物多樣性的重要組成部分，一般可以認為它是群落內(nèi)物種數(shù)目和每一個物種的個體數(shù)量。把握物種多樣性原則應注重三個問題：一是避免單一種的大量使用，盡可能地采用混植，例如采取禾本科與豆科、菊科混播，喬、灌、草混種等。二是注重地區(qū)（大范圍）物種的“絕對”豐富和地段（小范圍）物種的“相對”豐富，即整個地區(qū)的群落類型和物種數(shù)目盡可能地多，局部路段的物種數(shù)目相對穩(wěn)定。初期投入適量的物種作為先鋒種，先達到覆蓋地表、為整個生態(tài)系統(tǒng)恢復創(chuàng)造條件的目的，然后經(jīng)過4～5年時間的自然競爭淘汰，鄰近的本地群落的物種不斷入侵，最終逐漸形成適合于當?shù)氐貛蕴卣髦参锶郝洹Ｈ菍ν鈦矸N的引入要特別注意，確保生態(tài)安全。

2.1.3 護坡效果原則 邊坡生態(tài)恢復的主要目的是保護坡面和恢復生態(tài)。在進行植被設計時必須要考慮到護坡對植物的要求。這一要求體現(xiàn)為兩方面：一是要求選用速生植物種，盡快在坡面形成植被覆蓋層。因為只有當植被層迅速形成之后，外力如降水和風對坡面的侵蝕才有可能被植被層的覆蓋而減緩。二是要求選用根系比較發(fā)達的植物，因為發(fā)達的根系可以扎根于深層土壤，與植物的葉莖的覆蓋相結合，達到保護坡面的效果。

2.1.4 美化景觀原則 要考慮邊坡生態(tài)恢復對道路的綠化美化作用。利用植物的形狀、顏色、花期、綠期、空間布局等特點，使恢復后的邊坡植被既能與周圍環(huán)境相融合，又能對道路起到指示、誘導、遮蔽、減小空氣污染等作用。不能在邊坡上隨意種植植被，需要對護坡植被進行必要的景觀設計。邊坡的景觀設計應結合邊坡自身的特點，從“和諧、經(jīng)濟、持久”的角度出發(fā)，考慮各種邊坡景觀的影響因素，遵循人性、文化、經(jīng)濟等原則，從而設計出美化環(huán)境、與環(huán)境協(xié)調的植被景觀。

根據(jù)赤通高速公路植被地帶性特點，選取在當?shù)囟嗄晟敛轂橹饕o坡植物，同時配置耐寒、耐旱、耐貧瘠、根系發(fā)達的灌木種，形成草－灌護坡植物群落結構。草本植物生長快，可以在邊坡表面迅速形成植被層，能在施工初期起到防護效果；灌木生長雖然比草本慢，但根系發(fā)達，耐旱能力強，能在施工后期起到長期坡面防護效果。具體選用的植物物種組合是：

陽坡：苜蓿、冰草、披堿草、無芒雀麥、檸條、山桃和山杏。

陰坡：苜蓿、早熟禾、冰草、草木樨、無芒雀麥、檸條、山杏。

播種量也是制約生物護坡效果的重要因素。播種量少，初期植被覆蓋率低，達不到護坡和景觀效果；播種量多，初期植被覆蓋率高，護坡效果和景觀效果均能得到充分表現(xiàn)，但耗水量和耗肥量大，不僅增加后期養(yǎng)護成本和工作量，而且高密度的草本還影響灌木的發(fā)芽和生長，對植物長期護坡效果產(chǎn)生不利影響。

2.2 土壤設計

土壤是植物生長的基礎。不同的植物對生長基礎厚度的要求不同。由于自然土壤容重較大，在坡面容易因重力作用下落。邊坡土壤設計時通常采用富含有機質的物質作為主要材料。而且有機質材料具有比一般土壤更優(yōu)良的保水及保肥性，因此可以適當減少噴附基質的厚度。決定噴播厚度主要有三個因素，即山體狀態(tài)、年降雨量和坡度等。

除厚度外，植物對土壤的化學性質和物理結構也有相應的要求。一般來說，土壤過酸或過堿都不利于植物生長；土壤過疏、過密或團粒結構差，都會影響植物生長。因此，在進行基質選材和配比時要充分考慮這些因素。

根據(jù)赤通高速土壤地帶性特點，結合厚層基質噴附技術適用性分析，邊坡土壤（厚層基質）主要由以下成分組成：當?shù)卦寥溃ㄗ詈檬寝r(nóng)田土壤）、草炭土、土壤改良劑（蛭石等）、有機肥料、速效無機肥、緩釋性無機肥、保水劑等。

2.3 施工設計

對于弱風化破碎巖石坡面，采用兩種植被恢復技術試驗方案：一是通過客土噴播方法建立穩(wěn)定、通透性好、養(yǎng)分含量高、保墑性能強的人工土壤層；二是通過種子直播和喬灌木幼苗移栽的方法建立植物群落，恢復邊坡表面植被。

人工土壤層厚度15cm，混播草種為紫花苜蓿、冰草、披堿草，喬灌木幼苗為山杏、榆樹、榆葉梅、荊條、油松等。

對于強風化平整巖石坡面植被恢復，采用技術試驗方案為厚層基質掛網(wǎng)噴播，即采用種子直播的方式建立植物群落，恢復邊坡表面植被。

厚層基質厚度7cm，草種為紫花苜蓿、冰草、披堿草，灌木為沙棘、檸條等。

2.4 養(yǎng)護技術設計

考慮到赤通高速公路路域的干旱氣候特點［5］，養(yǎng)護技術方案設計為：

保墑措施：施工后采用90%遮蔽度的遮陽網(wǎng)覆蓋，待出齊苗后撤掉。

補水措施：分苗期補水（播種后1～2個月）和后期補水，苗期補水量設計為0.05～0.06t·m－2·月，后期補水量設計為0.001～0.02t·m－2·月。視天氣情況，適當增減。

3 治理效果

工程實施后，使開挖形成的高邊坡得到綜合治理，不僅實現(xiàn)了開挖邊坡區(qū)域安全穩(wěn)定，控制水土流失，同時使巖質邊坡裸露面全部復綠，體現(xiàn)了生態(tài)景觀建設與工程建設相協(xié)調的設計理念。

另一方面，生物護坡提高了邊坡的生物多樣性，對生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定作用也是噴砼方案所不可比擬的。選用適當?shù)闹参镱愋秃罂梢允惯吰乱荒晁募颈３殖＞G，在景觀方面也取得了良好的效果，邊坡治理后效果詳見圖1。

圖1 厚層基質噴附技術施工效果

4 結語

以往工程護坡措施通常只考慮到如何保證邊坡的穩(wěn)定性，忽略了其作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分而應具備的特征。如噴砼護坡、漿砌片石護坡等技術雖然可以保證邊坡的穩(wěn)定，且施工工藝成熟、簡單，但也存在一些弊端，如投資大、景觀效果差、破壞生態(tài)、阻斷邊坡上下的物種交流等。生物護坡可以較好地解決這些缺點，是邊坡治理的發(fā)展方向之一。人與自然同在，工程建設與生態(tài)保護相結合，是現(xiàn)代生態(tài)高速公路建設應樹立的基本理念。通過對厚層基材生態(tài)護坡的各個環(huán)節(jié)設計原理及原則的客觀了解并正確應用，可實現(xiàn)邊坡穩(wěn)定與生態(tài)保護的結合，解決了基礎設施建設劣化人類生存環(huán)境問題，是生態(tài)文明建設的客觀體現(xiàn)。

［1］周德培，張俊云.植被護坡工程技術［M］.北京：人民交通出版社，2003

［2］張俊云，周德培，李紹才.厚層基材噴射護坡試驗研究［J］.水土保持通報，2001，21（4）：23－24

［3］劉向東.秦沈.客運專線路基邊坡植被防護工程設計與施工［J］.鐵路工程學報，2002，73（1）：86－88

［4］楊喜田，趙寧，董惠英.論厚層客土噴播技術的植物群落目標設定和植物種選配［J］.中國水土保持科學，2006，4（1）：70－74，80

［5］黎明亮.公路養(yǎng)護工程［M］.北京：人民交通出版社，2001