■陳 瑩

（福州海峽置業(yè)有限公司，福州 350000）

高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)是為彌補(bǔ)傳統(tǒng)邊坡保護(hù)辦法的不足，而發(fā)展出的一種新的邊坡保護(hù)方法，其特定配方對(duì)巖石邊坡具有非常良好的防護(hù)效果[1]。 該方法不僅能夠有效解決漿砌塊石、干砌片石等方法防護(hù)性能不穩(wěn)定、不持久的問題，還能夠通過邊坡綠化，在邊坡上形成生態(tài)護(hù)坡綠化帶，解決恢復(fù)植被、保持水土、美化環(huán)境等生態(tài)環(huán)境問題，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益明顯。 但是，該邊坡防護(hù)的技術(shù)工藝要求較高，施工流程較為繁雜[2]，施工過程缺乏可靠指導(dǎo)。 基于此，本文以馬尾快安收費(fèi)口公路附屬工程生態(tài)護(hù)坡實(shí)踐為例，對(duì)高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)原理、工藝流程、施工設(shè)備要求等展開研究，總結(jié)提煉技術(shù)要點(diǎn)，以期為其他同類項(xiàng)目施工提供參考。

1 生態(tài)護(hù)坡的特點(diǎn)和應(yīng)用情況

目前， 公路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)手段相對(duì)單一，整體處于發(fā)展起步階段，生態(tài)防護(hù)方式主要以植草或鋪設(shè)草皮防護(hù)為主，生態(tài)護(hù)坡方式不同于普通護(hù)坡形式，植被對(duì)邊坡本身及周圍自然環(huán)境的變化更加敏感，導(dǎo)致不同路段內(nèi)的邊坡防護(hù)效果存在較大差異。 經(jīng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在夏秋炎熱季節(jié)，植草邊坡防護(hù)技術(shù)實(shí)施過程中部分路段邊坡植草存在不同程度的枯黃現(xiàn)象，邊坡的生態(tài)防護(hù)效果受到較大影響[3]。 除了受季節(jié)因素影響外，由于公路邊坡的自然環(huán)境復(fù)雜，邊坡長(zhǎng)期遭受多種污染源影響，導(dǎo)致邊坡覆土的肥力不足， 直接制約了植被的正常生長(zhǎng)。此外，公路邊坡在生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)過程中，缺乏植被的選型環(huán)節(jié)，導(dǎo)致植草品種與當(dāng)?shù)氐耐寥馈夂颦h(huán)境不符，最終影響了植被的正常生長(zhǎng)；生態(tài)邊坡的后期養(yǎng)護(hù)不到位也是造成生態(tài)防護(hù)效果大打折扣的主要原因。 相較于植草邊坡防護(hù)技術(shù)，邊坡鋪草皮防護(hù)工藝的效率則更高，該工藝適用于有快速綠化需求的公路邊坡項(xiàng)目，鋪草皮防護(hù)與傳統(tǒng)的植草防護(hù)原理類似， 但鋪草皮防護(hù)需供應(yīng)大量草皮，綠化成本較高，為了控制邊坡生態(tài)防護(hù)成本，鋪草皮防護(hù)一般用于邊坡坡率較大或邊坡坡面沖刷嚴(yán)重的區(qū)域。

2 巖石邊坡病害機(jī)理分析

巖石邊坡病害主要受風(fēng)化作用和地質(zhì)水文條件影響，其影響機(jī)理分析如下：（1）巖石邊坡中的各種礦物成分正常情況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，其周圍的溫濕度總體穩(wěn)定，在公路邊坡施工過程中，受外界開挖擾動(dòng)和人為因素影響，導(dǎo)致巖石邊坡礦物成分由穩(wěn)定狀態(tài)逐步過渡為非穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡巖體的平衡狀態(tài)被打破，巖石中各種礦物在風(fēng)化、光照、水分侵蝕、地質(zhì)構(gòu)造等作用的綜合影響下，巖體礦物組分發(fā)生變化，由于巖體成分發(fā)生本質(zhì)改變，影響了巖石邊坡的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，在水分侵蝕的附加作用下，巖體相繼出現(xiàn)開裂、錯(cuò)動(dòng)，嚴(yán)重情況下將誘發(fā)崩塌事故[4]。 與土質(zhì)邊坡病不同的是，巖體邊坡病害的發(fā)展歷程較長(zhǎng)，但其瞬間崩塌破壞概率更高，因此，其邊坡事故的嚴(yán)重程度不亞于普通土質(zhì)邊坡。 此外，巖體邊坡崩塌造成的二次災(zāi)害，其危害程度遠(yuǎn)高于崩塌病害本身， 因邊坡巖體風(fēng)化后的碎石持續(xù)滾落，最終堆積于邊坡坡腳，在動(dòng)水侵蝕的持續(xù)沖刷作用下，碎石流入道路邊溝，進(jìn)而阻塞道路排水系統(tǒng)，大量雨水集聚在邊溝位置，積水持續(xù)向邊坡坡腳內(nèi)滲透，進(jìn)而破壞公路路基，最終影響道路整體的承載能力，嚴(yán)重情況下，道路將完全喪失通行能力。 （2）除了風(fēng)化作用外，水侵蝕及不良地質(zhì)條件也是誘發(fā)巖石邊坡病害的主要誘因，水分對(duì)軟弱巖體的影響非常明顯， 軟弱巖體在水分侵蝕作用下，其力學(xué)強(qiáng)度將迅速下降， 且隨著侵蝕水量的增加，其削弱作用將更加明顯。 長(zhǎng)期積存于邊坡坡腳位置的積水，沿著巖體裂隙逐漸滲透到巖體內(nèi)部，巖體內(nèi)孔隙飽水后導(dǎo)致孔隙水壓力上漲，進(jìn)而打破巖體的自平衡體系，最終演變?yōu)檫吰率Х€(wěn)病害。 此外，巖體邊坡泥石流病害也較為普遍， 在降雨多發(fā)季節(jié)，巖體風(fēng)化碎屑裹挾著雨水、 植被等物質(zhì)沿著山體滑落，給邊坡下的村落埋下嚴(yán)重安全隱患，嚴(yán)重情況下甚至將造成大面積掩埋事故。

3 高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)

公路邊坡施工過程中占據(jù)了大量的耕地資源，部分道路施工需穿越自然保護(hù)區(qū)， 因人工施工干預(yù)， 導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境遭到不同程度的破壞，為了突出公路工程建設(shè)的綠色化、可持續(xù)化水平和特點(diǎn)，將人為干預(yù)降至最低，特提出了公路邊坡生態(tài)防護(hù)理念。 高性能生態(tài)護(hù)坡綠化是采用特定配方對(duì)巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化的新技術(shù)。 此項(xiàng)護(hù)坡綠化技術(shù)采用的核心是高性能生態(tài)綠化，是集巖石工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、硅酸鹽化學(xué)、園藝學(xué)和環(huán)境生態(tài)等學(xué)科于一體的綜合環(huán)保技術(shù)。

3.1 應(yīng)用效應(yīng)

從功能機(jī)理角度分析，高性能生態(tài)護(hù)坡綠化具有以下基本功能：（1）能最大限度地恢復(fù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)微環(huán)境，邊坡植被為當(dāng)?shù)氐纳锾峁┝肆己玫纳鷳B(tài)環(huán)境，將公路施工造成的不利影響降至最低，有助于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)及生態(tài)功能的恢復(fù)。 （2）邊坡加固功能，通過邊坡植被防護(hù)，提高了邊坡土體及巖體的穩(wěn)定性，降低了邊坡巖體在極端惡劣條件下出現(xiàn)滑塌、崩塌事故的概率，此外，邊坡植被根系相互交錯(cuò)，有效減緩了邊坡表面的徑流量，削弱了雨水對(duì)邊坡的沖刷作用，提高了邊坡巖體的穩(wěn)定性，同時(shí)緩解了邊坡防排水系統(tǒng)的壓力；植被依靠蒸發(fā)作用可以消耗大量的邊坡積水，使邊坡巖體始終處于相對(duì)干燥狀態(tài)，提高了邊坡的穩(wěn)定性和可靠性。 （3）邊坡植被能夠及時(shí)散射聲波，同時(shí)延長(zhǎng)聲波的傳播路徑，有效削弱聲波能量，從而起到消減路噪的作用，因而通過高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)能夠顯著控制道路行車噪音。 （4）邊坡綠化防護(hù)可以充分發(fā)揮綠植的環(huán)境美化功能，邊坡綠植在炎熱夏季能夠?yàn)樗境巳藛T提供一個(gè)舒適、潮濕的行駛環(huán)境，同時(shí)通過不同植被的相互搭配組合，增強(qiáng)了道路兩側(cè)的觀賞性，不僅緩解了駕駛?cè)藛T的視覺疲勞問題，同時(shí)凸顯了公路建設(shè)美感，讓人心曠神怡，使行車成為一種真正意義上的享受。

3.2 設(shè)計(jì)原理

高性能生態(tài)護(hù)坡綠化具有一定的強(qiáng)度 （約0.45 MPa），能抵御強(qiáng)暴雨（135 mm/h 以內(nèi)）和流水的沖刷，不易出現(xiàn)龜裂；其合理的材料組成是植物生長(zhǎng)的良好基材， 也能為物種迅速本地化創(chuàng)造條件，并且具有保水和水肥緩釋功能，降低了維護(hù)管理成本；并且其多品種、立體性、常綠型的植物生長(zhǎng)狀態(tài)具有良好的視覺、欣賞效果，是整個(gè)環(huán)保系統(tǒng)中的一個(gè)完美子系統(tǒng)。 高性能生態(tài)綠化應(yīng)充分結(jié)合工程所在地的生態(tài)環(huán)境、所處位置、邊坡角度、巖土性質(zhì)、防護(hù)要求等條件，合理配置砂壤土、團(tuán)粒劑、粘合劑、添加劑、腐殖質(zhì)、混合植綠種子和水組成比例[5]。 應(yīng)根據(jù)邊坡角度、防護(hù)要求等，鋪設(shè)復(fù)合材料網(wǎng)，并合理采用錨釘、錨桿等方式固定；根據(jù)巖土性質(zhì)、綠化要求等，合理配置由砂壤土、團(tuán)粒劑、腐殖質(zhì)、團(tuán)粒劑、混合植綠種子和水等成分組成的高性能生態(tài)綠化原料；將高性能生態(tài)綠化原料充分?jǐn)嚢韬?，采用噴錨設(shè)備噴射到邊坡；噴射施工完畢，為避免高性能生態(tài)綠化原料快速失水使防護(hù)層性能不足，導(dǎo)致混合植物種子干燥死亡，可采用覆蓋一層無紡布的方式，起到防護(hù)層防曬養(yǎng)護(hù)作用；此外，還應(yīng)合理進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，待防護(hù)層被植被完全覆蓋后繼續(xù)生長(zhǎng)1 個(gè)月，方可撤去紗布，使其自然生長(zhǎng)成茂密植被，形成有效的巖坡淺層的防護(hù)層。

3.3 選用條件

高性能生態(tài)護(hù)坡綠化的環(huán)保綠化技術(shù)適用范圍廣泛：土體邊坡、巖石（包括人工砌石）邊坡、混凝土（包括混凝土面板）邊坡等各種結(jié)構(gòu)的邊坡，從緩邊坡到陡邊坡，甚至直立邊坡，無論植物生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)如何， 都能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況配制出合適的混凝土和植物種子配合比， 運(yùn)用妥善的施工方法實(shí)施。

4 案例分析

4.1 工程概況

圖1 為馬尾快安收費(fèi)口公路附屬工程生態(tài)護(hù)坡踏勘現(xiàn)場(chǎng)。 從現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況可知該坡面表土喪失、巖石風(fēng)化較為嚴(yán)重，容易發(fā)生坡面斷裂或者巖土自上而下的滾落。 本項(xiàng)目為了維持邊坡的穩(wěn)定性，保護(hù)邊坡不出現(xiàn)落石崩塌的現(xiàn)象，倡導(dǎo)恢復(fù)自然的生態(tài)模式， 深化生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展理念，營(yíng)造更加符合工程所在地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)的基材，確保生態(tài)護(hù)坡防護(hù)持久性，工程技術(shù)人員擬采用高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)實(shí)施生態(tài)恢復(fù)工程。

圖1 馬尾快安收費(fèi)口公路路側(cè)邊坡防護(hù)施工前現(xiàn)場(chǎng)

4.2 高性能生態(tài)護(hù)坡綠化防護(hù)方案

在坡面采用高性能生態(tài)施工工藝可豐富坡面植物品種，改善坡面立地條件，提升坡面植物景觀，為植物提供更好的生長(zhǎng)基層條件， 增加基材層厚度，使植物根系得到有效擴(kuò)展，促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)。

4.2.1 工藝流程

工藝流程如下：清理坡面→局部坡面修整→坡面加糙處理→高次團(tuán)粒附土層→生態(tài)棒分隔、植生基材→鍍鋅網(wǎng)→加筋麥克墊→土壤活性基質(zhì)→高性能生態(tài)基材→初期養(yǎng)護(hù)→后期養(yǎng)護(hù)和維保。

4.2.2 主要施工設(shè)備

主要施工設(shè)備包括：（1）攪拌機(jī)：一般為250 的強(qiáng)制式攪拌機(jī)；（2）噴漿機(jī)：生產(chǎn)能力（干混料）為4～5 m3/h；水平輸送距離200 m；垂直輸送距離60 m；工作風(fēng)壓為0.6 MPa；耗風(fēng)量為540 m3/h；（3）空壓機(jī)：規(guī)格為10 m3/min 以上；（4）施工吊籃及單筒快速2.5 t 卷揚(yáng)機(jī)；（5）其他設(shè)備：手持電風(fēng)鉆；用于粉碎砂壤土的粉碎機(jī)1 臺(tái)。

4.3 高性能生態(tài)護(hù)坡綠化施工技術(shù)要點(diǎn)

4.3.1 坡面處理

為保證坡面平整度，方面鋪設(shè)土工格柵，減少施工安全隱患，保證基材噴灑效果，需先清理坡面松散石塊。 對(duì)于較大的突起且有松動(dòng)的石頭，需要用風(fēng)鎬進(jìn)行處理，確保整體平整度。

4.3.2 高次團(tuán)粒附土層

平均厚度約為3～5 cm， 主要由過篩細(xì)粒土、團(tuán)粒劑、腐殖質(zhì)等配方構(gòu)成，采用客土噴播機(jī)，通過噴射的方式，覆蓋于坡面。 通過添加團(tuán)粒劑、腐殖質(zhì)等，提高了土壤保水保肥能力，同時(shí)可有效增加基材黏附力，避免被雨水沖刷脫了落，有利于植被的長(zhǎng)期生長(zhǎng)，有效保持邊坡防護(hù)和綠化作用。

4.3.3 生態(tài)棒+植生基材

生態(tài)棒與植生基材的選擇，應(yīng)遵循：（1）生態(tài)棒（圖2）能夠在起伏不平的坡面緊密附著，具有十分優(yōu)異的抗滑性能，可有效分割坡面，穩(wěn)定基材；棒體內(nèi)有多種多孔性基質(zhì)材料，具備優(yōu)異的保水、透氣性能，可有效保證邊坡植被的根系健康，促進(jìn)植被生長(zhǎng)； 選擇生態(tài)棒規(guī)格為直徑為10 cm， 每根長(zhǎng)度100 cm，棒體內(nèi)充噴播混合植生基材；（2）植生基材土層的厚度和肥力，共同決定了基材綠植的根系深度和綠植體量；基于邊坡上基材厚度有限的實(shí)際條件，通過增加基材土壤肥力，可以保證植被的生長(zhǎng)；基材以肥沃的種植土為主，添加生物有機(jī)肥、保水劑、緩釋肥等材料。

圖2 施工過程中生態(tài)棒施工現(xiàn)場(chǎng)

4.3.4 鍍鋅網(wǎng)

鍍鋅網(wǎng)采用熱鍍高鋅的低碳鋼絲為主要原料，經(jīng)勾花編織工藝加工而成， 型號(hào)為網(wǎng)絲直徑22 mm，網(wǎng)孔大小為（50×50）mm，主要作用為提高坡面摩擦系數(shù)且為植生棒固定提供支護(hù)作用。 鍍鋅網(wǎng)固定時(shí)務(wù)必采用七字釘，平均間距20 cm 進(jìn)行。

4.3.5 土壤活性基質(zhì)和種子噴射

（1）植生基材噴射施工階段，應(yīng)嚴(yán)格遵守施工工藝和工序要求， 將基材噴射至加筋麥克墊面，噴射厚度在3～5 cm；（2）合理的材料混合比例和水量控制，是保證噴射施工的關(guān)鍵，直接影響后期基材附著性和植被生長(zhǎng)，因此施工前應(yīng)嚴(yán)格檢查，確保材料混合比例和水量合理；（3）植生基材噴射施工要噴射緊實(shí)，保證厚度。

4.3.6 高性能生態(tài)基材

高性能生態(tài)基材、水混合拌勻，采用基材噴播機(jī)設(shè)備， 將基材和水的混合物均勻地噴射到坡面，形成厚約1 cm 的防侵蝕生物毯。 噴射施工現(xiàn)場(chǎng)如圖3 所示。

圖3 噴射施工現(xiàn)場(chǎng)

4.3.7 植物配合比

高性能生態(tài)植物配合比如表1 所示。

表1 植物配合比情況

4.3.8 出苗期養(yǎng)護(hù)管理

施工完畢后，應(yīng)合理進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，保證植物成活，健康生長(zhǎng)。 澆水養(yǎng)護(hù)是保證植物出苗率和正常生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，要按照多次少量的原則，表層濕潤(rùn)，基材澆透，直到出苗齊全。

4.4 工程驗(yàn)收要求及綠化效果

工程驗(yàn)收要求如下：（1）所有綠化施工完畢，進(jìn)入強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)階段前，進(jìn)行第1 次驗(yàn)收；（2）施工工期約60 d，強(qiáng)制養(yǎng)護(hù)60 d，強(qiáng)制養(yǎng)護(hù)期結(jié)束且覆綠率達(dá)到85%時(shí)進(jìn)行工程2 次交驗(yàn)；（3）植物品種多樣化措施實(shí)施。 在高性能生態(tài)綠化噴射施工結(jié)束后，即著手植物品種多樣化措施的實(shí)施工作， 包括：當(dāng)?shù)刂参锲贩N調(diào)查，篩選、采集、播種和成活性培育；（4）竣工交驗(yàn)。 在高性能生態(tài)綠化噴射施工結(jié)束1 年后（圖4），也是植物完成一個(gè)生長(zhǎng)期后，進(jìn)行工程竣工交驗(yàn)，本工程驗(yàn)收合格。 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示，檢驗(yàn)指標(biāo)包括坡面侵蝕、植被生長(zhǎng)、草根發(fā)育及物種情況，質(zhì)量等級(jí)分為不合格、合格及優(yōu)良三級(jí)。

圖4 高性能生態(tài)綠化竣工驗(yàn)收現(xiàn)場(chǎng)情況

表2 高性能生態(tài)綠化噴射施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

從綠化效果來看，坡面侵蝕是影響邊坡植被防護(hù)成效的一個(gè)重要因素，坡面侵蝕容易造成邊坡的不穩(wěn)定，這樣就達(dá)不到邊坡綠色防護(hù)的宗旨。 坡面應(yīng)保持無垮落無沖溝，當(dāng)坡面植被垮落和沖溝較多時(shí)，認(rèn)定為不合格。 植被生長(zhǎng)情況是體現(xiàn)綠植的環(huán)境美化功能的又一重要因素。 若坡面植被生長(zhǎng)稀疏、瘦弱、有較大面積病害，則起不到邊坡綠化防護(hù)效果，最終可能會(huì)引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。 邊坡綠植茂密、旺盛、無病害則說明植物的生長(zhǎng)基層條件和坡面植物景觀效果良好。 密集的植物根系呈網(wǎng)狀分布于土壤中，其分泌出的具有膠結(jié)作用的分解產(chǎn)物有助于防止坡體巖石的風(fēng)化剝落。 若草根發(fā)育情況發(fā)達(dá)，長(zhǎng)入坡面圍巖裂隙，可增大巖土層的滑移與運(yùn)動(dòng)阻力，減少邊坡坍塌，穩(wěn)固風(fēng)化的巖面從而提高邊坡的穩(wěn)定性。 在工程實(shí)踐中，物種多樣性可充分發(fā)揮各種植物的優(yōu)勢(shì)以適應(yīng)自然條件的不斷變化，若播種物種未全長(zhǎng)出，則說明物種成活性培育較差， 不利于解決恢復(fù)植被、保持水土、美化環(huán)境等生態(tài)環(huán)境問題；若播種物種全長(zhǎng)出，并有當(dāng)?shù)匚锓N侵入，則說明植物的品種選用及配合比合理。

5 結(jié)論

本文提供了一種工程坡面表土喪失和局部穩(wěn)定巖石坡面綠化的生態(tài)修復(fù)技術(shù)， 為坡面栽植喬木、灌木、植被景觀營(yíng)造穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。 不僅恢復(fù)了坡面植被，而且提升了植物景觀，立面上層次豐富，色彩上季相分明，保證了植物的多樣性。 同時(shí)使坡面形成自然起伏的微地形，增加了自然效果。 結(jié)論如下：（1）高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)可在巖坡淺層形成有效的防護(hù)層，持久防護(hù)性能良好，并可有效解決綠化問題；（2）高性能生態(tài)護(hù)坡綠化技術(shù)的核心在于高性能生態(tài)基材，考慮基材以肥沃的種植土為主，添加生物有機(jī)肥、保水劑、緩釋肥等材料，可有效保證植物生長(zhǎng)；（3）施工完畢后，應(yīng)合理進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，澆水養(yǎng)護(hù)應(yīng)遵循多次少量的原則，保證植物出苗率和正常生長(zhǎng)。