公路邊坡工程生態(tài)防護技術(shù)的探究

楊碧宇

（云南省公路科研院，昆明650200）

1 引言

現(xiàn)階段，公路的建設(shè)避免不了對道路生態(tài)環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在對原來地形地貌的改變，對植物群落的破壞，降低生物的多樣性等。開挖邊坡容易導(dǎo)致地表遭到破壞，水土流失加劇，如果坡度比較大或者地質(zhì)不平的地方，會導(dǎo)致崩塌和滑坡，不僅造成經(jīng)濟損失，還會危及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活。因此，要對公路的邊坡實施保護措施，保證公路自身的安全和行車安全，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活質(zhì)量，從而促進公路邊坡和生態(tài)環(huán)境能夠健康發(fā)展。

2 公路邊坡工程生態(tài)防護的重要作用

2.1 提高行車安全

生態(tài)植被能夠提高行車的安全性，通過視線誘導(dǎo)重視能夠預(yù)示或者預(yù)告線路的變化，在邊坡種植植被，能夠加固土護坡，提高路基的穩(wěn)定性，同時還能夠防雪、防風(fēng)和防水，從而保護道路。覆蓋的植物能減緩坡面溫度變化的影響，從而降低路表的溫度，延緩瀝青的老化，維持路面的良好使用質(zhì)量。

2.2 保護環(huán)境

實施綠化能夠快速地恢復(fù)公路建設(shè)中的植被破壞，不僅平衡生態(tài)系統(tǒng)，還能固土護坡，防治水土流失，植物還可以降低噪聲污染，對空氣起到凈化的作用，并且成本不高。

3 公路邊坡滑坡的主要原因

3.1 滑坡的認識

斜坡上的部分巖體和土體是在自然或者是人為因素下形成的?；露喟l(fā)生在山地、丘陵地區(qū)的斜坡、岸邊、路堤或基坑等地帶?；聦こ探ㄔO(shè)的危害很大，輕則影響施工，重則破壞建筑?；鲁Ｊ菇煌ㄖ袛?，影響公路的正常運輸；大規(guī)模的滑坡，可以堵塞河道，摧毀公路，破壞廠礦，掩埋村莊，對山區(qū)建設(shè)和交通設(shè)施危害很大。因此，研究滑坡的成因及行為特點，有助于采取有效的工程措施來避免滑坡的發(fā)生或者減少滑坡發(fā)生后的損失。本文從滑坡的形態(tài)特征、滑坡的成因及滑坡的防治措施幾個方面進行簡單介紹。

3.2 主要因素

影響公路邊坡滑坡的外在因素，主要包括邊坡的邊界條件，地表水和地震的影響，同時人類活動還會對邊坡造成一定的影響。首先，對邊坡來說，發(fā)生滑坡主要是滑動土體的下方或前方要有滑動的空間。在公路建設(shè)的過程中，開挖導(dǎo)致道路不平，很容易導(dǎo)致滑坡的條件。其次，地表水和地下水的影響。地表水的下滲，導(dǎo)致邊坡土體處于飽和狀態(tài)，邊坡下部的隔水層有積水，增加了滑體的重量，從而降低了邊坡巖土體的抗剪強度，最后導(dǎo)致滑坡。地下水的存在，減小了邊坡土體抗剪的強度，同時，地下水還能夠溶解土石中的溶解物，并使巖石和巖體結(jié)構(gòu)遭到破壞，出現(xiàn)泥化的現(xiàn)象。最后，地震。地震對滑坡的影響非常大，地震的強烈作用能夠?qū)е逻吰峦馏w的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和變化，使結(jié)構(gòu)面松弛，地表水出現(xiàn)較大的變化。一次強烈的地震，通常伴有余震，在地震力的反復(fù)振動下，斜坡的土體更容易發(fā)生變化，最后形成滑坡[1]。

4 邊坡生態(tài)防護功能及機理

要想邊坡生態(tài)環(huán)境擁有更好的防護效果，就應(yīng)該采用植物與工程材料相結(jié)合，從而實現(xiàn)穩(wěn)定和防護邊坡的目的。與常規(guī)工程護坡相比，邊坡生態(tài)防護技術(shù)除了邊坡防護功能之外，還具有生態(tài)功能和景觀工程。

公路邊坡生態(tài)防護最基本和主要功能在于對邊坡的防護，主要目的就是防治邊坡水土流失和失穩(wěn)，滑坡和坡面塌陷等公路病害，從而達到邊坡防護的目的。在邊坡生態(tài)防護中，由于植被的水文效應(yīng)和植物根系的力學(xué)效應(yīng)，從而能提高邊坡的防護作用（見圖1）。邊坡植被的水文效應(yīng)通常是指植被的存在能夠有效地截留降水，極大程度上提高邊坡的穩(wěn)定性。公路邊坡生態(tài)防護在邊坡中發(fā)揮的作用主要包括加筋和支撐，對草本植物，主要位于淺表層，植物的水平根系在邊坡土體中延伸生長，形成具有一定強度的根網(wǎng)，極好地固定與支撐根基土體，這樣能夠很好地加固深處較穩(wěn)定的巖土層，通過水平根系與垂直根系的牢固連接，從而提高邊坡淺層土地的穩(wěn)定性，總而言之，植物根系具有良好的固體性，不僅能夠提高邊坡土體的抗剪強度，還能夠改善邊坡的穩(wěn)定性。

圖1 邊坡生態(tài)防護機理

5 公路邊坡工程生態(tài)防護技術(shù)

隨著公路的建設(shè)，對公路邊坡植被保護及修復(fù)的需求不斷提升，工程邊坡生態(tài)防護技術(shù)也在不斷地研究和創(chuàng)新，國內(nèi)常用的公路邊坡生態(tài)防護技術(shù)主要有以下幾種。

5.1 濕法噴播

液壓噴播植草技術(shù)的主要特點在于機械化程度高、技術(shù)含量高，施工效率高等。在噴灑后的混合物在土壤表面形成一層膜狀結(jié)構(gòu)，能夠有效地防治沖刷，在最短時間內(nèi)促進植物的生長，從而達到穩(wěn)固邊坡和綠化美化邊坡的目的。但是在操作的過程中，也有很多缺點，例如，坡體肥力不足，土地營養(yǎng)成分不夠，坡面防護的措施不正確，植物品種無選擇，主要以草木為主，選取耐貧瘠和干旱的灌木為主要物種。這樣的物種適用于普通的土質(zhì)邊坡[2]。在操作的過程中，前期的養(yǎng)護是非常重要的。因此，相關(guān)人員應(yīng)該對液壓噴播技術(shù)進行改進和完善。

5.2 地表水和地下水的治理

首先，在施工的過程中，應(yīng)該選擇好的天氣，最好選用在旱季，避免雨季。在治理地表水主要是在滑坡體周圍做出截水溝，在滑坡的范圍內(nèi)修建各種排水溝，不能讓地表水流進滑坡體范圍內(nèi)，同時要修建好溝渠，做好防滲措施。在治理滑坡體中的地下水過程中，針對出露的泉水和濕地，做好排水溝和滲溝等建設(shè)，將水引出滑坡體外。如果把水引出滑坡體外，要做好排水溝或滲溝。如果滑動帶上的水是由下向上承壓補給過程中，通常采用的是盲溝，把地下水排走或者降低地下水位到滑動畫以下。要是排除深層地下水，應(yīng)該采用長水平鉆孔，在土層和巖層進行實施。在滑坡區(qū)域內(nèi)，地下水最集中的區(qū)域，設(shè)置水井，用于集中匯集基巖面上及其附近的地下水。

5.3 植樹護坡

種植樹木適合各種土質(zhì)邊坡，在邊坡上種樹應(yīng)該選用適應(yīng)當(dāng)?shù)赝寥罈l件和氣候條件，具有一定耐密實性、根系發(fā)達、耐寒、耐干、容易成活的樹木，在實施的過程中，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境情況，對方法和設(shè)計要求進行確定。在春季解凍之后，土壤比較濕潤，降低土壤的蒸發(fā)和植物的蒸騰。種植后應(yīng)該按時澆水，并且要澆透。在風(fēng)口或較陡邊坡上栽植的過程中，應(yīng)該采用支柱支撐的措施。栽植后，相關(guān)工作人員必須對不同樹種采取不同的管理和養(yǎng)護，從而達到綠化防護目的。栽植的樹木花草增加了地表的覆蓋率。覆蓋的植物能夠減緩坡面和路表面的溫度，延緩瀝青衰老和維持路面的使用壽命[3]。

5.4 鋪草皮

鋪草皮護坡主要是在邊坡當(dāng)中鋪設(shè)天然草皮，是一種傳統(tǒng)的邊坡植物保護方式。鋪草皮護坡自身具有較多優(yōu)勢。例如，工程造價成本低、施工簡單等?？梢员桓脩?yīng)用在草坪來源較為簡單、邊坡坡度相對較緩、高度相對較低的土質(zhì)當(dāng)中，風(fēng)化較為嚴(yán)重的巖層邊坡中也可以利用鋪草皮護坡方式。通常情況下，草皮鋪設(shè)采用網(wǎng)格式鋪法、平鋪法以及豎鋪法。草皮鋪設(shè)時，需要采用自上而下的形式，同時利用竹木小樁將草皮釘裝在坡面之上。除此之外，草皮根部需要進行切割。在進行草皮鋪設(shè)時，應(yīng)該盡量在夏季、秋季或者雨季。冰凍期間以及解凍期間不適合草皮鋪設(shè)。路塹邊坡在鋪設(shè)草皮時，需要超過路塹頂部1m，或者鋪設(shè)到截水溝邊。新鋪設(shè)的草皮容易受到各種自然災(zāi)害等其他因素影響，所以，在鋪設(shè)草皮期間要加強對草皮的管理以及保養(yǎng)。

5.5 三維植被網(wǎng)

這種技術(shù)又稱為防侵蝕網(wǎng)，主要采用的是熱塑樹脂作為原材料。三維植被網(wǎng)主要分為上下2層，上層為一個經(jīng)雙面拉伸的模量基礎(chǔ)層，具有很強的硬度，足以防治植被網(wǎng)出現(xiàn)變形，還能夠有效防治水土流失。下層由有彈性的、規(guī)則的、凸凹不平的三維植被網(wǎng)組成。

5.6 鋼繩網(wǎng)主動防護

通過錨桿和支撐繩進行固定，鋼繩網(wǎng)主動防護技術(shù)和三維植被網(wǎng)技術(shù)一樣，對植物具有防護作用。使植物根系的固土作用與坡面防護系統(tǒng)結(jié)為一體，不僅對邊坡起到防護作用，還能保護周圍環(huán)境。鋼繩網(wǎng)被動防護技術(shù)，是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網(wǎng)，主要由鋼繩網(wǎng)、固定系統(tǒng)、減壓環(huán)和鋼柱4部分組成。這種方式主要適用于巖體交互發(fā)育，坡面整體性差的邊坡。

5.7 生物防護技術(shù)的未來發(fā)展

以目前我國植被防護技術(shù)現(xiàn)狀來講，生物防護的主要內(nèi)容就是通過對科學(xué)方法的有效利用，進行邊坡植草、植樹以及鋪草皮等，若是田垅地段有路線通過的話，也要根據(jù)實際情況來完成矮腳墻的加砌。實際上，將植樹傳統(tǒng)防護形式除外，鋪草皮以及植草的方式在我國高速公路流行的時間并不長，其憑借著公路沿線綠色景觀恢復(fù)期短與有效防治邊坡沖刷的優(yōu)勢，在我國應(yīng)用愈發(fā)廣泛。但這種防護方式也存在一定的缺陷，例如，養(yǎng)護費用相比較傳統(tǒng)方法來講較高，且綠植保持難度也較大。其次是巖質(zhì)邊坡綠化噴播技術(shù)，其核心思想就是在巖質(zhì)坡面條件允許的情況下，創(chuàng)造出一個在確保植物健康生長發(fā)育，且能夠完成基質(zhì)種植且不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。巖質(zhì)邊坡綠化噴播技術(shù)主要適用于開挖之后的巖體邊坡，另外，軟巖、碎裂巖以及極酸性土巖也能夠有效運用這一技術(shù)。最后則是框格護坡技術(shù)。巖質(zhì)邊坡若是風(fēng)化程度比較嚴(yán)重，或是坡面穩(wěn)定的較高土質(zhì)邊坡都可以使用這一技術(shù)。

6 公路邊坡防護發(fā)展的主要趨勢

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公路建設(shè)水平的提高，在工程建設(shè)中，對植被的防護技術(shù)不斷創(chuàng)新，已經(jīng)發(fā)展到機械化作業(yè)，從傳統(tǒng)的采用植物逐漸向植物與土工材料相結(jié)合過渡，工程的防護工作與植被防護工作緊密結(jié)合，拓展植被防護的范疇，與工程防護相結(jié)合，逐漸弱化工程防護與植被防護之間的分界線，生物防護技術(shù)和柔性支護技術(shù)能降低工程造價，從而促進防護工程的發(fā)展。公路邊坡是公路和周圍環(huán)境的自然分界線，應(yīng)該與周邊環(huán)境自然和諧。同時在公路邊上種植植被，能有效凈化空氣，防治大氣污染，降低污染等，不僅改善路域的水熱環(huán)境，使路域范圍的不良因素減弱，而且能提高行駛安全。

7 結(jié)語

總而言之，公路在建設(shè)過程中，最容易受到破壞的區(qū)域是公路邊坡，因此，需對其進行有效防護，采取有效的措施，對破壞的生態(tài)環(huán)境進行恢復(fù)。生態(tài)防護的防護效果最突出，同時具有較好的景觀效果，是公路邊坡防護的主要形式。但是生態(tài)防護形式具有一定的適用范圍和局限性。因此，在實際工程中要結(jié)合實際情況，采用合適的防護技術(shù)，從而提高防護質(zhì)量，促進防護工作的健康發(fā)展。