潘惠雄，龍一平，郭媛媛，楊志峰

（1.貴州省凱里公路管理局，貴州 貴陽 550081；2.貴州省天柱公路管理段，貴州 貴陽 550081；3.石家莊鐵道大學(xué)，河北 石家莊 050043；4.國(guó)家環(huán)境保護(hù)創(chuàng)面生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)中心，北京 100082）

1 綠色公路建設(shè)邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)技術(shù)原理

三聯(lián)生態(tài)防護(hù)技術(shù)是針對(duì)邊坡生態(tài)防護(hù)和修復(fù)的技術(shù)難點(diǎn)，形成的一項(xiàng)集安全防護(hù)與生態(tài)修復(fù)為一體的坡面生態(tài)防護(hù)技術(shù)，由物理防護(hù)、抗蝕防護(hù)和植被生態(tài)修復(fù)防護(hù)三重措施聯(lián)合（三聯(lián)）防護(hù)邊坡[1-2]。第一聯(lián)物理防護(hù)是由固網(wǎng)錨桿加鍍鋅機(jī)編金屬網(wǎng)組成，第二聯(lián)抗蝕防護(hù)是采用專有生物抗蝕材料合理配比后構(gòu)成，第三聯(lián)植被生態(tài)防護(hù)是通過生境系統(tǒng)構(gòu)建、植物群落系統(tǒng)構(gòu)建和物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建，形成的自維持、自循環(huán)的完整植被生態(tài)系統(tǒng)[3-5]。該技術(shù)適用于交通、礦山、高陡邊坡等領(lǐng)域。

第一聯(lián)坡面滿鋪鍍鋅鉤花三維網(wǎng)+錨桿作為物理防護(hù)可替代原錨網(wǎng)作用；第二聯(lián)用微生物材料、生態(tài)基質(zhì)材、土壤改良劑、抗雨蝕材料和生態(tài)技術(shù)構(gòu)建的生境植被層平均厚度為12cm[6-8]，既可保護(hù)開挖面，防止風(fēng)化和雨蝕，又可飽水泌水，調(diào)節(jié)坡面溫濕；第三聯(lián)在恢復(fù)生境條件下修復(fù)坡面植物，草灌喬多樣性穩(wěn)定結(jié)構(gòu)能夠起到植物根土固坡作用，坡面植被蓋度高、長(zhǎng)效性好，能滿足生態(tài)護(hù)坡耐久性和景觀效果要求（如圖1所示）[9-11]。

圖1 三聯(lián)生態(tài)防護(hù)技術(shù)示意圖

2 施工方案及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）清坡

坡面基本平整、穩(wěn)定，坡頂與自然坡面圓滑過渡。坡面均勻，上下坡度基本一致。將坡面和臺(tái)面上的虛土、浮渣等清理干凈。

（2）掛網(wǎng)

鍍鋅金屬網(wǎng)規(guī)格為2000mm×15000mm，網(wǎng)絲直徑為1.8mm，網(wǎng)眼為50mm×50mm。金屬網(wǎng)橫向連接時(shí)，覆在上面的金屬網(wǎng)邊緣需要打結(jié)。金屬網(wǎng)縱向連接時(shí)，連接上下金屬網(wǎng)的金屬絲必須纏繞串連。結(jié)網(wǎng)工序完成后的坡面，金屬網(wǎng)連接處應(yīng)平整，邊緣無突起。

（3）錨固

錨桿前端呈切割斜面，彎頭處呈“「”或“∩”形，彎頭長(zhǎng)度大于30mm。固定兩塊金屬網(wǎng)時(shí)，應(yīng)將金屬網(wǎng)的金屬絲同時(shí)固定在錨桿的彎頭內(nèi)。在兩幅金屬網(wǎng)搭接處，錨網(wǎng)需將兩幅網(wǎng)的鐵絲同時(shí)壓住。釘入坡體的錨桿要牢固且穩(wěn)定。當(dāng)坡面存在起伏時(shí)，可在坡面起伏拐點(diǎn)處增設(shè)錨桿，以保證網(wǎng)體與坡體平行。

（4）植生層

植生層構(gòu)建嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的533 和433 構(gòu)建方式，即5cm/4cm 粘接/封底基質(zhì)層+3cm 微生物層+3cm 種植層，進(jìn)行分層施工，噴附完成后坡面平整，不能有鐵絲網(wǎng)外露現(xiàn)象。具體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法見表1～表3。

表1 基質(zhì)層檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

表2 微生物層檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

表3 工程質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

（5）植物群落

植被建植初期以草本植物為主，進(jìn)入第二年，灌木與草本植物共同構(gòu)成植被群落系統(tǒng)，構(gòu)建的植被群落質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法見表4。

表4 植被群落檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法

3 邊坡植被修復(fù)及演替過程

按照5個(gè)坡面完成植被修復(fù)和生態(tài)防護(hù)工程的先后次序逐一分析目前的修復(fù)效果。

（1）1號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

1 號(hào)坡（K9+650—K9+840，共4 400m2）于2019 年11月中下旬完成生態(tài)防護(hù)植被噴播種植，經(jīng)歷3個(gè)月苗期和6個(gè)月端午節(jié)前后暴雨考驗(yàn)，目前植被蓋度平均達(dá)90%以上，喬灌苗種目前每1m2有10余株，植被種植配比合理，植被固土保水護(hù)坡作用已形成（見圖2）。

圖2 1號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

（2）2號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

2 號(hào)坡（K9+945—K10+005，共1 300m2）于2019年9 月中旬首先完成生態(tài)防護(hù)植被噴播種植，經(jīng)歷5 個(gè)月的苗期演替到8個(gè)月的端午前后暴雨考驗(yàn)期，植被蓋度已達(dá)95%以上。草本植物已經(jīng)過越冬枯萎開始二次返青演替，油菜花已打籽將為植被土壤提供有機(jī)質(zhì)，坡面紫花苜蓿植被形成，這樣首次成功實(shí)現(xiàn)花草植被護(hù)坡，植被固土保水護(hù)坡作用已具備，為喬灌植被形成提供了土壤和肥力保障。喬灌苗種目前每1m2有10余株，為最終構(gòu)建穩(wěn)定植被群落奠定了基礎(chǔ)。后期注重養(yǎng)護(hù)、保持水分和觀察植被演替變化（見圖3）。

圖3 2號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

（3）3號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

3 號(hào)坡（K10+120—K10+160，共1 300m2）于2019年10月中下旬完成生態(tài)防護(hù)植被噴播種植，4月底開始第一次演替，目前植被蓋度已達(dá)95%，植被固土保水護(hù)坡作用也已形成，草花正在盛期（見圖4）。

圖4 3號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

（4）4號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

4 號(hào)（K10+290—K10+380，共5 700m2）于2019 年12月底完成生態(tài)防護(hù)植被噴播種植，3月份開始第一次演替，目前植被蓋度平均達(dá)85%以上，植被種植配比合理，植被固土保水護(hù)坡作用也已形成（見圖5）。

圖5 4號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

（5）5號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

5 號(hào)坡（K19+850—K20+030，共6 500m2）于2019年11 月20 日完成生態(tài)防護(hù)植被噴播種植，目前上面1～2 級(jí)坡面植被蓋度為50%，3～4 級(jí)純巖面因坡高、雨天趕工、位于風(fēng)口、局部立面、效果不理想等原因，坡面防護(hù)作用不如噴附過的坡面明顯。5 號(hào)坡屬于5～8 級(jí)高陡巖質(zhì)坡面，植被修復(fù)難度極大，植被演替緩慢，3～6 個(gè)月苗期剛開始演替，端午節(jié)前后經(jīng)歷暴雨考驗(yàn)，蓋度達(dá)到80%以上，但同坡或相鄰坡掛網(wǎng)噴漿的防護(hù)效果比生態(tài)防護(hù)效果明顯（見圖6）。

圖6 5號(hào)坡植被修復(fù)及演替過程

4 邊坡生態(tài)防護(hù)工程效果評(píng)價(jià)

貴州凱里G242 中潮至貫洞公路改擴(kuò)建工程典型邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)工程，是在前期科研方案和工程技術(shù)方案基礎(chǔ)上，按照工程管理程序，經(jīng)專家審定為交通運(yùn)輸建設(shè)科技成果“綠色公路建設(shè)邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)技術(shù)”的推廣實(shí)驗(yàn)工程。實(shí)驗(yàn)邊坡包括：K10+290—K10+380（4 級(jí)巖質(zhì)坡面5 700m2）、K19+850—K20+030（4～7 級(jí)巖質(zhì)坡面6 500m2）及其他碎石土邊坡。除上面一級(jí)坡比為1∶1，其他坡比均為1∶0.75，原防護(hù)形式主要為錨桿框架梁+植草防護(hù)。開挖邊坡基本穩(wěn)定、弱風(fēng)化且局部破碎、裂隙較多、巖質(zhì)裸露，因施工速度快，高陡邊坡成型后再實(shí)施圬工防護(hù)難度大，坡面沒有種植生境條件，綠化種植幾乎不可能。生態(tài)問題與邊坡安全問題相輔相成，實(shí)際邊坡工程面臨強(qiáng)降雨沖刷和灰?guī)r風(fēng)化等自然災(zāi)害問題，以及生態(tài)損傷嚴(yán)重、生態(tài)景觀差和視覺創(chuàng)面沖擊大等生態(tài)安全問題。

工程技術(shù)方經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文調(diào)研、原植被取樣分析，確定抗蝕及物理防護(hù)參數(shù)、生境修復(fù)構(gòu)建和鄉(xiāng)土植被恢復(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出G242 典型邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)工程實(shí)施技術(shù)方案、工程質(zhì)量控制方案以及植被修復(fù)和生態(tài)防護(hù)工序檢驗(yàn)表單等技術(shù)文件，形成專業(yè)施工技術(shù)指南和施工工藝。2019 年9 月—12 月完成了G242 典型邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)工程施工，采用該工法對(duì)巖質(zhì)坡面進(jìn)行抗蝕及物理防護(hù)、植被生境構(gòu)建、鄉(xiāng)土植物恢復(fù)和三聯(lián)生態(tài)護(hù)坡工程施工，有效解決了原框架梁+植草方案面臨的開槽難、綠化難、自重大、倒裝施工、自穩(wěn)安全可靠度差等工程實(shí)際問題。采用微生物技術(shù)構(gòu)建近自然植被生境，促進(jìn)先鋒草本植物快速形成植被蓋度70%～80%的護(hù)坡，預(yù)留喬灌植物生態(tài)位實(shí)現(xiàn)根土固坡，并保證持續(xù)肥力和植被自然演替，形成穩(wěn)定長(zhǎng)效的自然生態(tài)植被，實(shí)現(xiàn)第三聯(lián)生態(tài)防護(hù)長(zhǎng)效耐久。

G242 典型邊坡三聯(lián)生態(tài)防護(hù)工程，經(jīng)過施工期和苗期強(qiáng)降雨考驗(yàn)，植被層抗雨蝕和生態(tài)防護(hù)效果良好。2020 年8 月貴州省公路局召開了現(xiàn)場(chǎng)觀摩與技術(shù)交流會(huì)，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)工程生態(tài)景觀自然融合，視覺效果自然優(yōu)美，防護(hù)耐久性隨著喬灌建植將會(huì)愈來愈強(qiáng)，生態(tài)環(huán)保價(jià)值和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。三聯(lián)生態(tài)防護(hù)工程施工過程中沒有出現(xiàn)過質(zhì)量安全事故，技術(shù)和施工工法的推廣應(yīng)用前景廣闊。