破損山體邊坡的分類及不同生態(tài)修復技術(shù)應用研究

張 斌

（中國鐵建房地產(chǎn)集團有限公司 北京 100039）

1 引言

在我國鐵路建設(shè)、城市建設(shè)高速發(fā)展的背景下，在山區(qū)鐵路、公路及房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)過程中，要劈山修路、平地建樓，必然對山體形成破壞，產(chǎn)生了大量裸露的破損山體邊坡。不同地域的地質(zhì)條件不同，產(chǎn)生的山體邊坡類型也多種多樣。一方面，裸露的破損山體邊坡由于受到施工建設(shè)的大型機械擾動，山體本身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到不同程度破壞，加上近幾年山體滑坡自然災害頻發(fā)，嚴重危及新建居住區(qū)居民的生命和財產(chǎn)安全。因此破損山體邊坡結(jié)構(gòu)防護工程成為房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)山區(qū)開發(fā)建設(shè)關(guān)注的焦點。另一方面，破損山體邊坡的產(chǎn)生導致山林的自然生態(tài)環(huán)境遭到破壞。人為采用鋼筋水泥結(jié)構(gòu)做的護坡景觀效果差，不利于生態(tài)恢復，并且嚴重影響新建居住區(qū)的景觀環(huán)境和居民的生活品質(zhì)，不利于地產(chǎn)開發(fā)商的品牌溢價。而目前國內(nèi)針對邊坡的研究更多的是側(cè)重于單一技術(shù)的應用試驗，缺乏對不同類型破損邊坡生態(tài)修復模式的分析和研究，因此在生態(tài)修復選擇技術(shù)時會受一定的局限，從而影響了破損邊坡修復效果。

《北方地區(qū)裸露邊坡植被恢復技術(shù)規(guī)范》等國家有關(guān)標準對裸露邊坡也進行了分類，即以土壤及巖石分類為基礎(chǔ)，可分為土質(zhì)邊坡、土石質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡三類。其中土質(zhì)分為松軟土、普通土；土石質(zhì)分為堅土、砂礫堅土、松石；巖質(zhì)分為次堅石、普堅石、特堅石。從坡度上分為緩坡（＜25°）、陡坡（25°～35°）、急坡（35°～45°）、險坡（45°～55°）、崖坡（55°～75°）、崖壁（75°～90°）等六類［1］。但以上邊坡分類對于房地產(chǎn)項目不完全適用。為了增強植被恢復技術(shù)與邊坡類型之間匹配程度，提高房地產(chǎn)邊坡修復的實操性，本研究在以上邊坡分類的基礎(chǔ)上，結(jié)合貴陽項目實際對邊坡類型進行了歸納和分類。

鑒于以上問題，結(jié)合邊坡類型選擇結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、投入低、效果好的邊坡生態(tài)修復模式成為開發(fā)企業(yè)亟待解決的重要課題，該課題成果將會對開發(fā)企業(yè)打造居住區(qū)舒適宜人的優(yōu)美環(huán)境、提升山區(qū)住宅產(chǎn)品的溢價具有重要意義。貴陽地貌屬于以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū)，山體眾多。本課題結(jié)合貴陽國際城項目的實際，并將調(diào)研的破損邊坡生態(tài)修復技術(shù)與項目的邊坡類型建立聯(lián)系，以期為今后開發(fā)企業(yè)的邊坡生態(tài)修復工作提供依據(jù)。

2 貴陽國際城項目邊坡分類

2.1 分類依據(jù)

（1）邊坡坡度

邊坡坡度直接影響坡面覆蓋土壤的穩(wěn)定性，邊坡陡、基層附著條件差，容易造成水土流失。植被賴以生存的土壤條件遭到流失、破壞后，缺乏植物生長所必需的土壤條件及養(yǎng)分條件［2］，從而導致植被無法生存和生長。坡度越大越對邊坡生態(tài)修復中的擋土技術(shù)要求就越高。

（2）邊坡高度

邊坡高度影響修復施工時操作的難易程度，比如人員施工、養(yǎng)護等；邊坡高度影響修復技術(shù)的采用，比如為了實現(xiàn)坡面穩(wěn)固，采用錨桿、掛網(wǎng)、擋土墻等固定措施；邊坡高度勢必會影響滴灌、噴灌等灌溉系統(tǒng)的布置；邊坡的高度越高會加大對周邊樓體及周邊人員安全的威脅。

（3）邊坡表面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度

邊坡表面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度影響生態(tài)修復結(jié)構(gòu)護坡的措施選擇；影響邊坡支護的投資成本，比如錨桿的長度加長、布點密度加大等都要增加成本；影響植被根系生長環(huán)境，從而影響生態(tài)修復的耐久性、可持續(xù)性。

（4）邊坡表面的平整程度

影響覆蓋土壤的穩(wěn)定性；影響植被根系的生存環(huán)境；直接影響生態(tài)修復擋土技術(shù)。

2.2 分類結(jié)果

依據(jù)以上四項分類依據(jù)，結(jié)合貴陽國際城項目以及貴州地區(qū)的破損山體邊坡調(diào)研分析，分類結(jié)果見表1。

表1 邊坡分類及相關(guān)特征

3 邊坡生態(tài)修復技術(shù)分類介紹

基質(zhì)是植被生存的根本前提，因此不同類型邊坡進行生態(tài)修復的核心技術(shù)就是針對不同類型邊坡特點，采用不同的方法在坡面上構(gòu)建一個穩(wěn)固且達到一定厚度的基質(zhì)層，以保證土壤層能長期、穩(wěn)定地存在于邊坡表面［3］，供給植被生長所需要的水分和養(yǎng)分。

3.1 爬藤植物法

此類邊坡綠化的基礎(chǔ)條件是邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，坡面為土質(zhì)、巖質(zhì)、混凝土質(zhì)等條件均可，采用的植物多為具有吸盤等吸附攀爬能力的爬藤植物。

爬藤植物的邊坡綠化如圖1所示，其優(yōu)點是經(jīng)久不衰、景觀季相變化豐富、綠色覆蓋均勻富有生命力、不受山體邊坡角度限制。后期幾乎不需要人工養(yǎng)護，維護成本幾乎為零。

圖1 爬藤植物的邊坡綠化

爬藤植物的邊坡綠化缺點是對破損山體邊坡無保護作用，僅僅是簡單的植被覆蓋綠化；爬藤植物生長緩慢，覆蓋山體邊坡的周期長，滿覆蓋需要2～3年甚至更長的時間。受爬藤植物的生長速度限制，無法達到立竿見影即時綠化的效果。

從經(jīng)濟性考慮，此類邊坡綠化類型是最經(jīng)濟的做法，平均 50元／m2。

3.2 疊袋法

疊袋法是指在袋內(nèi)裝入土壤后，將其呈階梯狀或面狀疊放在邊坡上并加以固定，并能夠快速在坡面構(gòu)成有一定厚度的土層，該袋內(nèi)植被種子生長出來，以達到坡面的綠化覆蓋和保護功能。是一種集客土、種子直播、幼苗移栽、水土保持等原理為一體的邊坡修復形式。疊袋法根據(jù)袋材質(zhì)的不同分為植生袋疊袋法和生態(tài)袋疊袋法兩種。

兩種疊袋法的優(yōu)點均具備操作簡單、施工方便，種子出苗率高、出苗整齊，發(fā)揮護坡作用快，滿覆蓋需要1年。

生態(tài)袋與植生袋相比又各有優(yōu)勢:生態(tài)袋是由高分子聚丙烯深加工而成，有抗紫外線、耐腐蝕、不降解等優(yōu)點，其壽命達50年以上；而植生袋是由尼龍網(wǎng)、無紡布、植物種子和紙漿構(gòu)成，不具備以上優(yōu)點，其壽命在3～5年達到效果后袋體逐步降解。

生態(tài)袋疊袋法如圖2所示。具有工程扣、標準扣等內(nèi)鎖結(jié)構(gòu)和輔助加筋格柵等土工材料，使得邊坡可以從45°～90°自由建立，具備邊坡防護功能，邊坡趨于永久性生態(tài)修復。

植生袋疊袋法只能應用于一般對結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性要求不高且坡度小于45°緩邊坡上使用。在坡度45°～60°時，不宜大面積堆疊，應采用格構(gòu)梁等擋土措施對坡面進行分割以防止植生袋滑落。

圖2 生態(tài)袋疊袋法

從經(jīng)濟性考慮，疊袋法是較經(jīng)濟的做法，植生袋疊袋法價格平均80元／m2；生態(tài)袋疊袋法造價稍高，平均150元／m2。

3.3 植被砼護坡綠化法

植被砼護坡綠化法是先在巖石邊坡上鋪掛鐵絲網(wǎng)，并用錨釘或錨桿固定，然后將土壤、保水劑、粘合劑、植被砼添加劑、水泥、復合肥、腐殖質(zhì)和灌木、草種子等均勻拌和成混合料，并用特制的噴射機械（用空氣壓縮機驅(qū)動高壓噴射泵）將攪拌好的混合料噴射到工程坡面，形成厚約10 cm的人工基質(zhì)。該基質(zhì)具一定的強度，不龜裂、抗沖刷，能穩(wěn)定附著在巖石坡面上，植物種子在基質(zhì)中能正常發(fā)芽生長［4-5］，從而形成覆蓋坡面的草本或灌木植被層。

植被砼護坡綠化法的優(yōu)點是操作工藝相對簡單、施工周期較短，滿覆蓋需要1年左右時間。當植被穩(wěn)定后能夠起到防止水土流失的作用。

植被砼護坡綠化法缺點是對山體結(jié)構(gòu)無保護作用，另外坡度較陡（大于45°）的地方水土流失嚴重，植物根系成長穩(wěn)定前期在水土保持方面無法保證。

此方法較為經(jīng)濟，工程造價400～500元／m2。

圖3 格子梁客土綠化法

3.4 格子梁客土綠化法

格子梁客土綠化法如圖3所示。其錨桿施工采用二次灌漿工藝，錨桿長度依據(jù)結(jié)構(gòu)計算得出；格構(gòu)梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，梁的交叉處為錨桿。在鋼筋混凝土格子梁之間回填客土、種植植被，滿覆蓋需要3年以上時間。

格子梁客土綠化法的優(yōu)點是格子梁的施工方法比較簡單易行，所形成的種植基層可以有一定的厚度，有利于水、肥的保持，使采用灌木甚至喬木進行生態(tài)護坡成為可能［6］。

格子梁客土綠化法的缺點是鋼筋混凝土格子梁的自重大，多對山體穩(wěn)定性有很大的破壞性，施工周期較長，施工工藝較為復雜，結(jié)構(gòu)計算較多，錨桿嵌入山體深度較深，格子梁經(jīng)過長時間的沉降作用后容易發(fā)生變形，且這種方法僅適宜于坡角在60°以下的巖石邊坡，超過此坡度的陡坡，格構(gòu)成型比較困難［7］。另外該方法的工程造價很高，約2 200元／m2左右。

3.5 多維生態(tài)護坡綠化法

多維生態(tài)護坡綠化法如圖4所示，是擋墻結(jié)構(gòu)與綠化結(jié)構(gòu)的組合。擋墻結(jié)構(gòu)是由剛性骨架（立柱、底梁）及柔性材料（纖維網(wǎng)及纖維繩）組成的空間網(wǎng)格體系，為重心向后的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；綠化結(jié)構(gòu)依附于主體結(jié)構(gòu)，由綠植網(wǎng)片及連結(jié)筋形成種植空間，填充種植土進行綠化。

圖4 多維生態(tài)護坡綠化法

多維生態(tài)護坡綠化法的優(yōu)點是對山體邊坡有保護作用，可防止水土流失；因混凝土作業(yè)量小，所以相對施工周期較短，花灌木栽植后，可立即呈現(xiàn)一定的景觀效果；實現(xiàn)綠化滿覆蓋需要半年。

多維生態(tài)護坡綠化法的缺點是需要山體邊坡底部預留足夠結(jié)構(gòu)空間；適宜施工的山體邊坡最大角度小于90°，坡體高度要求不超過30 m；綜合單價較高，約為1 800～2 000元／m2。

3.6 V型槽法

V型槽法如圖5所示。主要是在原有坡面上打入錨桿，并結(jié)合錨桿的外露部分混凝土現(xiàn)澆成擋土板，該擋土板與原有坡面形成一定的夾角，最終形成如圖所示的V型種植槽。在槽內(nèi)填充種植土，覆蓋有機覆蓋物，并且敷設(shè)灌溉系統(tǒng)后進行植物栽植。植物栽植分三個層次:貼近原坡面一側(cè)栽植爬藤植物，爬藤植物沿坡面向上生長，以實現(xiàn)對V型槽上部坡面的綠化；V型槽中間位置栽植花灌木，借助花灌木的高度實現(xiàn)對坡面的遮擋；V型槽的混凝土擋土板一側(cè)采用垂吊類植物，垂吊類植物向下生長，以實現(xiàn)對V型槽下方坡面的綠化。因為受爬藤植物和垂吊植物生長速度所限，實現(xiàn)綠化滿覆蓋需要1年。

圖5 V型槽法

實際操作中，結(jié)合項目對綠化覆蓋成型時間要求以及項目成本要求等可以適當?shù)卣{(diào)節(jié)V型槽的間距，此間距宜控制在3～5 m。

V型槽法的優(yōu)點是施工快、操作方便，綠化采取花灌木、爬藤植物、垂吊植物移栽的方式，綠化效果立竿見影，即時效果好；對邊坡坡度要求不高，0～90°均能夠適用；V型槽間距可以根據(jù)投資成本、覆蓋周期等要求靈活調(diào)整；隱蔽敷設(shè)灌溉管道，減少后期人工成本，養(yǎng)護方便。

V型槽法的缺點是不具備坡面防護作用；另外，由于V型槽擋土板采用錨桿與邊坡固定，對坡面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求較高，山體邊坡需是穩(wěn)固的巖石結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。

從經(jīng)濟性考慮，V型槽法總體造價僅100～200元／m2。

4 不同類型破損邊坡適宜采用的生態(tài)修復模式分析

4.1 純土質(zhì)邊坡

此類邊坡的特點是坡度小、高度低，其自身的土壤層本身就能夠為植被提供水分和養(yǎng)分；此類邊坡坡度小于45°，可以直接依靠植被根系的固著力來減少水土流失，起到景觀綠化、美化的效果；植被選擇靈活，對修復技術(shù)要求較低。當坡度大于45°時，就需要采取一定的擋土措施。

宜采用爬藤植物法以及常規(guī)的綠化栽植形式。邊坡坡度大于45°時，建議采用疊袋法等具備一定擋土功能的邊坡綠化方法。

4.2 純巖質(zhì)邊坡

純巖質(zhì)邊坡如圖6所示。此類邊坡的特點是坡度大、坡體高，坡面整體穩(wěn)定、平整，無碎石結(jié)構(gòu)。因巖體堅硬，開挖施工過程會盡量節(jié)省開挖量，所以最終形成的坡面坡度較大。若無特殊景觀需求可不必做任何防護和生態(tài)修復。如位于居住區(qū)景觀重要地段，對景觀有強烈需求，可以采取生態(tài)修復措施。

圖6 純巖質(zhì)邊坡

宜采用植生袋堆疊+掛網(wǎng)噴播法的生態(tài)修復模式。

4.3 風化巖質(zhì)邊坡

風化巖質(zhì)邊坡如圖7所示。此類邊坡的特點是坡度較緩、坡體較低，巖石風化程度高，呈散體狀，坡面較平整松軟，有利于植被根系生長。但坡體穩(wěn)定性較差，自然條件下易發(fā)生碎石滾落，雨水沖刷易造成塌方、水土流失等情況。

圖7 風化巖質(zhì)邊坡

考慮生態(tài)修復即時效果和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定耐久性，對成本要求不高時，建議采用生態(tài)護坡綠化法；如果側(cè)重于成本控制的項目建議采用掛網(wǎng)噴播。

4.4 噴混凝土質(zhì)邊坡

噴混凝土質(zhì)邊坡如圖8所示。此類邊坡的特點是坡面很陡、坡體很高，且是噴混凝土坡面，無土壤附著，坡面不透水，植被很難生長，養(yǎng)護難度系數(shù)大，但是坡體整體穩(wěn)固。此類邊坡分為兩種:有格子梁噴混凝土邊坡和無支擋噴混凝土邊坡。

圖8 噴混凝土質(zhì)邊坡

綜上所述，建議對噴混凝土質(zhì)邊坡分類進行生態(tài)修復。有格子梁邊坡宜采用植生袋堆疊法+掛網(wǎng)噴播+補植花灌木的生態(tài)修復模式；建議無支擋噴混凝土邊坡采用V型槽法+補植花灌木和爬藤植物的生態(tài)修復模式。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合貴陽國際城項目實際，經(jīng)過大量的破損山體邊坡類型考察和邊坡生態(tài)修復模式調(diào)研、施工案例分析、實驗研究，將破損山體邊坡類型在原有類型的基礎(chǔ)上進行了重新劃分。依據(jù)坡度、坡體結(jié)構(gòu)材質(zhì)、風化程度等作為分類指標，主要分為純土質(zhì)邊坡、純巖質(zhì)邊坡、風化巖質(zhì)邊坡、噴混凝土質(zhì)邊坡四類，并且針對每一種類型的破損邊坡提出了相應的生態(tài)修復模式?？蔀榻窈箢愃品康禺a(chǎn)開發(fā)項目的景觀策劃、破損邊坡綠化及生態(tài)修復設(shè)計和施工提供參考，從而全方位提升房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的景觀品質(zhì)和溢價空間，更好地保障山區(qū)居住區(qū)樓體安全和居民的生命安全。