申佩佩 馬振波 鄧士偉

黨的十九大報告指出要堅持人與自然和諧共生，人類社會的生存與發(fā)展離不開自然生態(tài)系統(tǒng)的支持。近年來隨著我國經濟水平的快速發(fā)展，工程施工中對水土和植被資源進行大規(guī)模的開發(fā)，造成大量的次生裸地及嚴重的水土流失問題，已經嚴重影響了社會經濟的發(fā)展和人們的生活質量。人類越來越注重生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，生態(tài)護坡作為生態(tài)水工學的重要組成部分，具有維持岸邊生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的重要作用，并越來越多的應用到工程中。

1.生態(tài)護坡的定義

生態(tài)護坡工程是結合工程力學、土壤學、生態(tài)學與植物學的一門新型學科，其原理是用植物或者用工程措施將植物與相關材料相結合，以達到穩(wěn)定坡面的目的，可以減少坡面的被侵蝕性。將傳統(tǒng)的護坡工程改造成適合動植物生存的生態(tài)護坡工程，能夠兼顧水利工程與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)水與生物的相融相洽。生態(tài)護坡主要包含兩個方面的意義，一要保證防洪抗沖的要求，防止邊坡的水土流失，確保岸坡的穩(wěn)定；二要滿足河道邊坡的生態(tài)平衡需求，建立適合植物、鳥類、微生物類及魚類生存需要的生態(tài)環(huán)境。

在生態(tài)護坡工程中要充分考慮工程的穩(wěn)定性和生態(tài)環(huán)境的需求，在工程的穩(wěn)定性中，要充分考慮工程的防護性，對水力參數(shù)、土壤系數(shù)、邊坡穩(wěn)定系數(shù)等多種相關因素進行考慮計算，保證工程的穩(wěn)定性和經濟性；在生態(tài)環(huán)境需求的考慮中，要充分尊重當?shù)氐纳鷳B(tài)原則，選擇適合當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境生長的植物、動物及魚類等，盡量保證環(huán)境的原生性，保留河流的蜿蜒性及邊坡生物群落的多樣性，充分保護當?shù)氐淖匀毁Y源。

2.生態(tài)護坡類型分類

近年來，隨著生態(tài)護坡技術的逐漸興起，生態(tài)護坡種類繁多，將生態(tài)護坡種類分為植物性護坡、多孔結構護坡、生態(tài)混凝土類護坡、土工復合材料護坡及其他護坡工程，并分別對不同種類的護坡工程進行了綜合評價。

2.1 植物型護坡

植物型護坡在邊坡的應用較為廣泛，應用在河道邊坡能夠凈化水質，為動植物提供生存場所，減少邊坡的土壤流失問題，同時能夠美化環(huán)境，為人類提供高顏值的視覺享受。

2.1.1 液壓噴播植草護坡

將綠化用的草籽與保水劑、黏合劑、綠色纖維覆蓋物及肥料等，在攪拌容器中與水混合成膠狀的混合漿液，用壓力泵將其噴播于待播土地上。由于混合漿液中含有保水材料和各種養(yǎng)分，保證了植物生長所需的水和其他營養(yǎng)物質來源，故而植物能夠健康、迅速地成長，且不需要重復補充水分。

特點：液壓噴薄技術適用于大面積的綠化作業(yè)，施工方便，效率較高，成本較低，草籽的均勻度較好，對播種環(huán)境要求較低，而且所使用的材料均為環(huán)保材料，能夠避免環(huán)境二次污染問題。

缺點：水土保持防護能力較差，在混合材料比例上容易選擇不當，在后期容易造成岸坡侵蝕、沖溝和水土流失等問題。

2.1.2 客土植生植物護坡

將保水劑、黏合劑、植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋復合肥等按照一定的比例攪拌之后制成客土，然后吹附到坡面形成客土層，再將種子與復合肥及保水劑等營養(yǎng)液混合后噴灑到客土中。

優(yōu)點：客土植生植物護坡具有廣泛的適用性，可根據(jù)當?shù)貤l件因地制宜的選擇種子配方，其抗旱性能較好，施工簡單，后期容易養(yǎng)護，適用于坡度較小的巖基坡面、風化巖、硬質土砂地及貧瘠土地等。

缺點：不適用于長期浸水和坡度較大的邊坡。

2.1.3 高陡邊坡的植被護坡

首先需要由預應力錨桿及鋼筋混凝土等材料制作成框架，在框架內填土后再種植植物以達到綠化邊坡的目的。

優(yōu)點：整體性和穩(wěn)固性較高，適用于較為陡峭的邊坡

缺點：其施工程序復雜，不易操作，成本相對較高。

2.2 多孔結構護坡

多孔結構護坡一般是采用多孔磚和多孔混凝土等，在其孔隙中進行植草的一類護坡形式，這種多孔結構形式能貫通水、土壤和大氣之間的能量交換，為動植物及微生物提供良好的生存環(huán)境，空隙結構還能夠為水下生物提供棲息場所，在穩(wěn)固邊坡的同時能夠起到透水的作用。多孔磚結構主要為八字磚、六棱護坡網格磚等，形式多樣，可根據(jù)要求選擇不同的形式，其抗沖能力較強，但是多孔磚并不適用于坡度較大及較為彎曲的河道，其施工成本較高，施工量大。多孔混凝土結構主要由原材、多孔填充料及覆土等組成，其抗沖能力較好，對土質及坡度要求較低，但是降堿處理仍是一難題。

2.3 生態(tài)混凝土類護坡

生態(tài)混凝土是指一類特殊的混凝土，介于混凝土和耕植土之間，能夠在混凝土上進行植物的種植，生態(tài)混凝土對于協(xié)調環(huán)境發(fā)展、美化環(huán)境具有積極的作用。生態(tài)混凝土是由多孔混凝土及有機肥等組成，多孔混凝土作為生態(tài)混凝土的骨架，輔以保水材料為植被提供必要的水分。生態(tài)混凝土是依靠其自身結構及植被對土壤的抓合力來保持邊坡穩(wěn)定的，能夠提高邊坡的抗沖刷性。生態(tài)混凝土孔隙率較高，能夠保證水土體系的相通性，為動植物的生長活動提供場所。

生態(tài)類混凝土護坡還包括生態(tài)型聯(lián)鎖式預制塊護坡和生態(tài)型自嵌式擋土墻護坡等。生態(tài)型聯(lián)鎖式預制塊護坡是采用預制混凝土塊的自鎖定結構，1 塊聯(lián)鎖塊與四周6 塊聯(lián)鎖塊形成連接，在連接孔內可種植植物，也可以填補碎石起到抗沖刷的作用，其適應坡面的變形能力較高，而且施工簡單、成本較低。自嵌式擋土墻主要依靠自嵌塊的自身重量和鎖定功能來保持邊坡穩(wěn)定，在孔隙中可進行植被的種植，其抗洪能力、抗震性及穩(wěn)定性較好，能夠適應地基的不均勻沉降，而且造型多變，為人類提供多樣的視覺享受，并且施工簡單，節(jié)約材料。

生態(tài)類混凝土護坡也有其不足之處，生態(tài)混凝土的降堿問題如果處理不好將會對植物的生長造成影響，其抗凍和耐久性能還沒有有利的數(shù)據(jù)支撐，而且成本偏高。

2.4 土工復合材料類

土工復合材料類護坡是活性植物與土工材料相結合而成，植物的根系與土工材料及土壤邊坡的纏繞能夠形成一個防護系統(tǒng)，應用在坡面上能夠起到穩(wěn)固邊坡、減少水土流失的作用。

2.4.1 土工單元網

將材料做成蜂窩狀的網格單元，然后在單元中鋪土并進行種植，也可以與液壓噴播技術相結合，為植被生長提供良好的生長環(huán)境，使不毛之地充分綠化，進而對邊坡進行防護。利用同樣的原理，混凝土也可以做成蜂巢狀種植植被來進行邊坡的防護。

優(yōu)點：由于材料多為聚丙烯，其韌性較好，穩(wěn)定性較高，抗老化性較好，而且施工簡單、運輸方便、可以多次利用，經濟性能較好。

缺點：由于本身對邊坡土壤沒有很好地抓著力，不適合坡度較大、水流較快的邊坡，邊坡的水位變化也不能過大。

2.4.2 土工格柵

利用聚氯乙烯、聚丙烯等材料制作成網格狀或立體網格屏柵的土工格柵，土工格柵具有一定的厚度，可以在上面覆蓋一層腐殖土進行植被的種植生長，植物根系能夠與土工格柵纏繞在一起形成高度抗剪力系統(tǒng)，從而達到減少水土流失、植被茂密、根系牢固的目的。

優(yōu)點：土工格柵的抗沖刷能力、整體穩(wěn)定性、抗老化及抗凍性能都較好，而且施工簡單、速度較快、成本較低。

缺點：在太陽暴曬的情況下土工格柵使用年限較低，部分聚丙烯材料格柵抗火性能較差，遇火能燃燒。

2.4.3 生態(tài)石籠網

石籠網是由低碳鋼絲包裹上PVC材料后使用機械編織而成的籠狀結構，其材料具有一定的延展性，在石籠網內填充石塊后，以一定的方式組合固定于河岸邊坡上，石頭的縫隙間能夠進行植物的播種生長。

優(yōu)點：石籠網的整體性及透水性都較好，能夠適應地基的變化，具有較強的適應性，而且成本較低、運輸方便。

缺點：由于石籠網的填充固定需要大量的石料，因此在平原地區(qū)并不適用，石籠護坡局部破損需要及時補救，否則造成大量石料外漏，從而影響岸坡的整體穩(wěn)定性，

2.4.4 土工固袋

土工固袋是以石籠網為框架，內部襯以高拉力合成材質透水織物組成的結構體。在土工固袋內部可填放泥土、砂石或廢棄料，能夠快速的形成擋水結構體，從而起到邊坡防護及修復環(huán)境的作用。

優(yōu)點：土工固袋穩(wěn)定性較強，具有透水不透土的過濾功能，可就地取材，節(jié)省成本，施工快捷、方便。

缺點：袋內的土顆粒易受水流沖刷的影響，土工固袋材料的抗老化性及抗穿刺能力需要進行加強，由于土工固袋的空間有限，植株生長受到限制，對邊坡的防護效果并不理想。

2.4.5 生態(tài)防護毯

生態(tài)防護毯是將復合土工織物、土壤、配套材料等相結合后鋪設于坡面上，植被根系的纏繞能夠對邊坡土壤起到“挾持”作用，從而有效地減少潮土、粉土、細質沙土等顆粒細小的土壤的水土流失問題，達到保護邊坡的目的。

優(yōu)點：穩(wěn)定性較高，施工方便快捷，最大程度的保持了生態(tài)環(huán)境的原生性。

缺點：由于材料的性質，可能對環(huán)境會造成二次污染問題。

3.生態(tài)護坡優(yōu)勢

傳統(tǒng)的護坡工程主要采用混凝土、漿砌石等硬性材料，防護能力較強，但與土體的兼容性較差，在雨水的沖刷下，容易掏空坡體，不利于邊坡的穩(wěn)定，在坡面處幾乎不能進行植被的生長，不利于生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。生態(tài)護坡工程多采用植被、天然石塊及多孔性混凝土等材料，能夠在固坡護坡減少水土流失的同時美化環(huán)境，給人們以高顏值的視覺享受。

在工程理念上傳統(tǒng)的護坡工程只是注重興利除害，以救災為主，生態(tài)護坡工程注重興利和自然環(huán)境的和諧發(fā)展，更多的考慮了生態(tài)環(huán)境及生物的需求，強調工程的生態(tài)性，對自然災害能夠起到預防作用。傳統(tǒng)的護坡工程斷面形式比較規(guī)整，而生態(tài)護坡則保留自然環(huán)境的原始性，斷面蜿蜒曲直不一，呈現(xiàn)出多樣化的狀態(tài)。傳統(tǒng)護坡工程有一定期限，需要工程的不斷投入，而生態(tài)護坡工程并沒有期限限制，能夠達到永久性的目的。生態(tài)護坡是對傳統(tǒng)護坡工程的發(fā)展與改進，是未來工程護坡的新興發(fā)展方向。

4.結論

通過以上分析總結評價可見，生態(tài)護坡工程是利用植被或植被與工程材料的相結合來達到邊坡防護的目的，在固坡護坡的同時追求與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，由于邊坡防護的土質、坡度、水位等條件不同，所適用的生態(tài)護坡工程也不相同，不同的護坡工程可根據(jù)其自身的特點選擇相適應的生態(tài)護坡形式，傳統(tǒng)的護坡工程注重興利除災，但不利于生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，生態(tài)護坡工程既能夠滿足人類對“高顏值”的視覺要求，也是生態(tài)文明建設的必然要求。生態(tài)護坡工程是傳統(tǒng)護坡工程的發(fā)展與改進，是工程護坡新的發(fā)展方向，也是人類與自然和諧發(fā)展的內在需求。