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        高速公路路基邊坡“邊建邊綠”生態(tài)防護技術(shù)研究

        2022-08-11 03:03:40沈亦翀
        工程建設(shè)與設(shè)計 2022年14期
        關(guān)鍵詞:植物效果生態(tài)

        沈亦翀

        (華設(shè)設(shè)計集團股份有限公司,南京 210000)

        1 引言

        邊坡是高速公路路基施工中常見的構(gòu)造物,邊坡自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對于項目運營的社會經(jīng)濟效益影響重大,邊坡的生態(tài)型防護措施實施能夠消除坡面侵蝕、坡體坍塌等災(zāi)害?!斑吔ㄟ吘G”秸稈纖維簾生態(tài)防護新型模式近年來在江蘇省內(nèi)推廣,該技術(shù)能夠隨著項目路段路基的不斷施工逐漸完善邊坡的綠色化生態(tài)防護,在確保邊坡生態(tài)環(huán)境和諧的基礎(chǔ)上達到邊坡加固的目的,且多采用滿足區(qū)域生態(tài)需求的植被進行邊坡覆蓋,具備投入成本低、加固周期長、景觀綠化度高、環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點,符合我國基礎(chǔ)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展理念。

        2 “邊建邊綠”生態(tài)防護要求

        2.1 原則

        “邊建邊綠”生態(tài)防護是以秸稈纖維簾為代表的現(xiàn)代裝配式植物防護,采用的植被材料需要考慮其生長速率、坡面限制條件、綠化管理維護效果等方面,最終達到坡面綠化、協(xié)調(diào)生態(tài)、護坡固土的主要目的,生態(tài)植物的選取應(yīng)盡可能選擇路段區(qū)域的鄉(xiāng)土植物,以便發(fā)揮其良好的生態(tài)適應(yīng)性和快速的生長率。同時具備覆蓋率高、返青快、綠期長的特點,可充分利用多種混合草類植物來優(yōu)化抗逆性、延長綠期、提升初期綠化效率和覆蓋面積[1]。

        2.2 生態(tài)防護類型

        植草防護對于公路路基邊坡加固,前期穩(wěn)定性較高,且無環(huán)境生態(tài)污染的情況,施工投入成本較為低廉,能夠提升邊坡承載力和穩(wěn)定性,還能優(yōu)化路基景觀環(huán)境。但不宜在雨水較為豐富的地區(qū)布設(shè),難以形成完整性高、覆蓋面大的植草防護機制。為實現(xiàn)生態(tài)防護效果,植草防護選取的植物種類需結(jié)合當?shù)氐耐寥览砘h(huán)境和局部生態(tài)圈,選擇合適的生長季節(jié)進行草籽播種,促進植被隨著路基施工進展而不斷覆蓋既有邊坡的效果[2]。

        鋪草皮防護也是路基邊坡常見的生態(tài)模式,成品化草皮具備一定的延展強度,且不需要考慮強降雨造成的水流沖擊影響,施工中需要成本較低,但是草皮鋪設(shè)的景觀效果、加固作用較為單一,難以和周圍的生態(tài)植被進行充分融合,降低生態(tài)防護效果[3]。因此,采用鋪草皮應(yīng)盡可能考慮植物的多樣性,且針對不同地區(qū)環(huán)境合理選擇。

        3 “邊建邊綠”生態(tài)防護體系構(gòu)建及施工

        3.1 體系構(gòu)建

        “邊建邊綠”生態(tài)防護邊坡穩(wěn)定性加固原理主要是利用植物覆蓋坡面減少水土流失,植物根系的土體植入促使微弱邊坡結(jié)構(gòu)的致密程度提升,繼而優(yōu)化邊坡內(nèi)部構(gòu)造和強度穩(wěn)定性。后期能夠達到防風防噪聲污染、邊坡保濕、景觀美化的效果,并弱化雨水造成的邊坡沖擊力?!斑吔ㄟ吘G”生態(tài)防護體系由層狀載體、定型網(wǎng)、植被種子3 個方面構(gòu)成,層狀載體主要采用當?shù)鼐G色作物秸稈進行加工制作,在路基邊坡防護施工早期,自身起到固沙、防止水土流失的作用,后期秸稈的生物降解作用能夠使其形成土體肥料,促進植物種子的生長。定型網(wǎng)則是對整個體系進行邊坡防護的形狀維持,為植物生長提供一個穩(wěn)定的底層結(jié)構(gòu)面積,有籽種子需要專門采用紙張墊放,無籽結(jié)構(gòu)則可以直接播撒,繼而進行體系加固覆蓋處理。整個體系示意圖如圖1 所示。

        圖1 體系構(gòu)建示意圖

        3.2 材料及施工要點

        該生態(tài)防護體系主要采用人工施工方式完成,在交安工程及路面、邊坡之間培土施工完成之前,需要進行植物覆蓋邊坡處理,施工季節(jié)一般選取在春秋季,盡可能避免強雨季或者高溫低溫等情況。層狀載體材料通常采用作物秸稈+土工織物復合加工合成,尺寸一般為25 m×3 m,采取纏繞膜進行圓筒狀包裝如圖2 所示,其厚度一般控制在約8 mm,質(zhì)量為(300±25)g/m2。定型網(wǎng)分為上下兩層,為避免對土壤及周圍植物、動物造成污染危害采用環(huán)保無公害PP 雙向拉伸網(wǎng),上下網(wǎng)的縱向拉伸強度不小于3.8 kN/m,橫向拉伸強度不小于3.0 kN/m。上網(wǎng)的網(wǎng)格間距不小于15 mm×30 mm,下網(wǎng)的網(wǎng)格間距不小于10 mm×10 mm。植被主根要能深入土體邊坡3 m以上,可采取保水劑、營養(yǎng)劑等來促進植物的根系生長和上覆綠化程度,來達到“邊建邊綠”的景觀效果;采取專用紙時,需要具備遇水即溶的特點,對草種、多種化學劑進行支撐[4]。

        圖2 層狀載體示意圖

        “邊建邊綠”生態(tài)防護體系裝配式施工流程如下:秸稈纖維簾應(yīng)在坡頂延伸10~20 cm 埋入土中,自上而下平鋪到護坡道,坡面頂部底部固定牢固,交接處重疊搭接,搭接寬度為5 cm,搭接面要順應(yīng)風向,同時加強搭接部分錨固,鋪設(shè)要保持整齊一致,并及時滾壓,確保秸稈纖維簾跟坡面緊密接觸。利用U 形釘(8 號鉛絲)、綁扎鐵絲和錨桿等對纖維簾的縱橫向連接固定,如圖3 所示?,F(xiàn)場采用人工澆水直至草種萌發(fā)至幼苗階段,按照出芽、幼苗、生長3 個階段進行合理控制。出芽期全方位澆水處理,5 d 濕潤深度控制在3 cm;幼苗期早晚單遍澆水,控制濕潤深度為15 cm,便于10 d 左右的齊苗效果;生長期中午單次澆水,控制深度為12 cm,便于提升15 d 左右植被枝葉韌度。肥料施加需少量多次,在養(yǎng)護約10 d,全面檢查植被的發(fā)育情況;并及時檢查其破損情況,對于20 d 左右的死亡植被則要補充更換處理[4]。

        圖3 秸稈纖維簾現(xiàn)場布置圖

        4 “邊建邊綠”植物配置優(yōu)化及邊坡防護效果分析

        4.1 試驗概況

        某高速公路路基邊坡生態(tài)防護工程位于江蘇省內(nèi)某市,該地區(qū)為平原開闊地區(qū),氣候年降雨量為700~800 mm,年氣溫為25 ℃,夏季經(jīng)常出現(xiàn)強降雨情況,局部邊坡路段主要以黏土、粉砂土土質(zhì)結(jié)構(gòu)為主,土體呈現(xiàn)松散、軟塑狀態(tài);設(shè)計邊坡坡度為1∶1.5,路段填土路堤高度為3~10 m,邊坡土層多含有約10~15 g/kg 的有機質(zhì),邊坡孔隙率見表1。本實驗選取其中坡高為7 m、長50 m 的粉砂土路段進行“邊建邊綠”生態(tài)防護邊坡加固?,F(xiàn)場采取混合種植、簡單種植兩種模式,簡單種植主要是對狗牙根等生長周期較短且適應(yīng)性極強的植物進行滿鋪;混合種植則開展兩種及以上植物的混播,如高羊茅、多年生黑麥草、狗牙根1∶1∶1 混播。兩個模式的播種量控制在25 g/m2,并且對植物的生長情況、覆蓋率土壤邊坡的侵蝕情況進行周期性觀測[4]。

        表1 試驗路段邊坡孔隙情況(平均范圍)

        4.2 植物邊坡抗沖刷能力分析

        砂土路段邊坡不同植物配置經(jīng)過20 d 的結(jié)果觀測,其10 d、20 d 植被覆蓋率和土壤侵蝕效果見表2,其中,滿鋪草塊應(yīng)用在路段邊坡的1 號塊和2 號塊,結(jié)果表明,狗牙根滿鋪具備良好的水土流失阻礙效果,且整體防護體系較為穩(wěn)定;草灌混合種植則主要發(fā)生在號塊和4 號塊,結(jié)果表明高羊茅、多年生黑麥草、狗牙根混合播種中,先栽植高羊茅和多年生黑麥草,繼而再播種狗牙根,則在10 d 左右的種植期后坡面存在較少的覆蓋率,土壤出現(xiàn)輕微侵蝕,但是20 d 后則具備良好的土壤加固效果,植被根系較為發(fā)達,抗環(huán)境變化適應(yīng)性較強??紤]到混播具備較強的生態(tài)適應(yīng)性,且植被覆蓋率和土壤侵蝕效果都優(yōu)于單種滿鋪,本項目在全路段范圍都采取該混播形式,整體生態(tài)防護結(jié)果良好。

        表2 不同生態(tài)植物配置防護中覆蓋率和土壤侵蝕狀況

        5 結(jié)語

        公路路基生態(tài)邊坡防護中,考慮“邊建邊綠”的生態(tài)技術(shù)應(yīng)用能夠有效避免傳統(tǒng)綠色護坡的成本較高、施工周期長等缺陷,本文采取的邊坡生態(tài)防護體系具備良好的應(yīng)用效果,其分階段進行邊坡綠化防護,實現(xiàn)邊建邊綠;通過合理調(diào)整圬工與綠化防護高度,實現(xiàn)綠色防護最大化;合理利用農(nóng)田秸稈,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)保,能夠在不同公路工程路基邊坡施工中得到應(yīng)用。

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