3S—OER生態(tài)防護技術(shù)的應(yīng)用

田國彬

摘 要：3S-OER生態(tài)防護技術(shù)是國家環(huán)境保護創(chuàng)面生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)中心研創(chuàng)的高邊坡生態(tài)防護施工技術(shù)，通過修復(fù)三個生態(tài)系統(tǒng)，形成三維防護體系，維護邊坡穩(wěn)定性，減弱受雨水侵蝕、降低風(fēng)化速度，起到恢復(fù)生態(tài)、綠化、美化坡面的作用。

關(guān)鍵詞：3S-OER；生態(tài)系統(tǒng)；防護體系；恢復(fù)生態(tài)

1.引言

3S-OER生態(tài)防護技術(shù)是通過修復(fù)三個生態(tài)系統(tǒng)，即土壤生境系統(tǒng)、植被群落系統(tǒng)和物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)來重建生態(tài)防護系統(tǒng)。邊坡表面錨掛鍍鋅三維網(wǎng)，依次噴射基質(zhì)層、微生物層、種子層至鍍鋅三維網(wǎng)表面，漿狀基質(zhì)與骨架網(wǎng)材噴附在一起，形成一定厚度和強度的網(wǎng)材“基質(zhì)植生層”，模擬于當(dāng)?shù)刈匀煌寥缹樱B(yǎng)分充足，保水性強，植物種子在溫度和水分條件合適時發(fā)芽生長，其根系與鍍鋅三維網(wǎng)、土體交接在一起，形成三維的防護體系，維護邊坡穩(wěn)定性，保護坡面不受雨水侵蝕、降低風(fēng)化速度，并起到恢復(fù)生態(tài)、綠化、美化坡面的作用。

2.工程概況

廣東省龍川至懷集公路采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度100km/h。TJ9合同段路線全長13.85km。K76+080-K76+185右側(cè)邊坡坡面面積6785.6㎡，總長105m，開挖形成四級邊坡，最高40m、坡度1：1.25；該邊坡地層主要為粉質(zhì)黏土、碎石、全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

該區(qū)域氣候?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，具有常年氣候溫和，陽光充足，雨量充沛，無霜期長，植被豐富，水域發(fā)達的特點。年平均氣溫為19℃-20℃。雨量豐富，年降雨量大于蒸發(fā)量，全年降雨量為1410.4-2126.6毫米，陰雨天較多。

項目所在區(qū)域地表水發(fā)育，沿線常年流水溪溝較多，沿溝系坡腳，在不同的侵蝕基準(zhǔn)面常有基巖裂隙水以泉水形勢排出。多以雨水補給為主的雨源型河流，內(nèi)河流徑流豐富，比降大，落差集中，蘊藏著豐富的水能資源。

3. 3S-OER生態(tài)防護技術(shù)工程實施設(shè)計

3.1選用適宜基質(zhì)恢復(fù)植生層

現(xiàn)有邊坡表層土石體硬度高、養(yǎng)分低，不易恢復(fù)植被。為此，充分考慮植生基質(zhì)的適地性，不僅從土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分、酸堿度上保持一致，根據(jù)當(dāng)?shù)卦纪寥捞攸c和植物所需進行調(diào)配植生基質(zhì)進行植物根系生長發(fā)育層的恢復(fù)與重建，以滿足坡面生態(tài)修復(fù)所需。這種人工合成的“植生基質(zhì)”由耕層土、植物纖維、有機質(zhì)、高效肥、粘結(jié)劑、微生物菌劑等構(gòu)成，可以有效保證持久的肥效、透氣透水、適中粘性（不脫落），又易于機械噴射和保護坡面。

3.2選用適宜基質(zhì)恢復(fù)植生層

植物群落考慮七方面因素：①能在當(dāng)?shù)亓己玫厣L，有一定的耐貧瘠性和抗極端久雨的能力。②生長迅速，易形成覆蓋層，且根系較為發(fā)達。③各物種之間有一定的共生關(guān)系。④形成的群落比較穩(wěn)定，養(yǎng)護工作量小。⑤種子容易獲取，具有工程可操作性。⑥合理配置物種，充分考慮群落演替。⑦考慮陰陽坡差異，采取不同物種配比。

3.3施工工藝及流程

工程實施流程：邊坡穩(wěn)定性判斷→生態(tài)環(huán)境取樣分析→坡面防護系統(tǒng)設(shè)計→坡面平整、清理→錨固系統(tǒng)構(gòu)建→土壤生境系統(tǒng)構(gòu)建→物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建→鄉(xiāng)土植被數(shù)據(jù)庫選取物種并確定物種配比方案→植被群落建指→群落結(jié)構(gòu)調(diào)整→工程效果標(biāo)準(zhǔn)化檢驗。

4. 3S-OER生態(tài)防護施工技術(shù)

3.1 邊坡坡面清理

確定邊坡作業(yè)范圍，測量放樣，在作業(yè)邊界做出拉線，邊坡必須保證基本平整，坡頂與自然邊坡圓滑過渡，采取防水蝕、沖蝕措施。坡面溝槽需特殊處理，在溝槽及沖溝底部做臺狀處理，用降解袋裝土壓實，從下至上、依次疊放，用錨桿加固，噴附前割破包裝袋表面，袋內(nèi)土散出，以利植物生根。

3.2錨掛鍍鋅三維網(wǎng)

嚴格使用質(zhì)量合格的鍍鋅三維網(wǎng)，應(yīng)符合下列規(guī)定：①邊坡頂部安全包裹寬度不得少于60cm，根據(jù)坡體質(zhì)地的穩(wěn)定性和安全性可適當(dāng)加大坡頭包裹寬度。②坡腳鋪網(wǎng)的下邊緣應(yīng)與護腳上沿吻合，無滲水空間。③鍍鋅三維網(wǎng)橫向連接時，兩網(wǎng)重疊寬度≥8cm。覆在上面鍍鋅三維網(wǎng)邊緣須全部打結(jié)，不得遺漏。④鍍鋅三維網(wǎng)縱向連接時，連接上下鍍鋅三維網(wǎng)的金屬絲，須環(huán)環(huán)纏繞串連，不得遺漏一環(huán)。⑤鍍鋅三維網(wǎng)出現(xiàn)破損處時，須對破損處先行修補，再進行兩網(wǎng)連接。⑥結(jié)網(wǎng)工序完成后的邊坡，鍍鋅三維網(wǎng)連接處應(yīng)平整，邊緣無突起的網(wǎng)絲。

鍍鋅三維網(wǎng)錨固，①錨桿前端呈切割斜面，彎頭處呈“「”或“∩”型，彎頭長度≥30mm。

②使用“「”型錨桿固定鍍鋅三維網(wǎng)時，錨桿應(yīng)沿網(wǎng)孔最上緣垂直釘入邊坡，彎頭向上釘入邊坡。③使用“∩”型錨桿固定鍍鋅三維網(wǎng)時，錨桿開口向下沿網(wǎng)孔最上緣垂直釘入邊坡。

④當(dāng)同時固定兩塊鍍鋅三維網(wǎng)時，應(yīng)將兩鍍鋅三維網(wǎng)的金屬絲同時固定在錨桿的彎頭內(nèi)。在兩鍍鋅三維網(wǎng)搭接處，錨網(wǎng)須將兩幅網(wǎng)的鐵絲同時壓住。⑤在坡頭包裹處固定鍍鋅三維網(wǎng)，錨桿應(yīng)以70°-80°角斜向釘入地面，傾角背向邊坡。⑥邊坡錨固后的鍍鋅三維網(wǎng)須滿足：在錨桿固定的中間拉起時，鍍鋅三維網(wǎng)可拉起5cm-20cm距離。

3.2噴射生態(tài)層

生態(tài)系統(tǒng)分為土壤生境系統(tǒng)（Soil Habitat System）、植被群落系統(tǒng)（Plant Community System）和物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)（Substance Cycle System）。生態(tài)系統(tǒng)基質(zhì)層、微生物層、種子層依次使用噴射機噴在鍍鋅三維網(wǎng)表面。

噴射前，進行噴射設(shè)備和附屬設(shè)備的例行安全運行檢查，嚴控噴射基質(zhì)層、微生物層、種子層質(zhì)量和數(shù)量，根據(jù)邊坡起伏特征確定均勻噴射技術(shù)方法，確定坡頂安全固定桿和固定釬移動方式，空壓機帶負荷作業(yè)壓力應(yīng)保持在6.5Pa -7.3Pa，噴射管噴射作業(yè)角度為：75°-90°，單管噴附時，最大噴附距離不得超過250m；雙管噴附時，其中1支噴附管的最大噴附距離不得超過140m，噴射管口壓力和管口出料量進行測試。

5. 3S-OER生態(tài)防護技術(shù)控制要點

5.1土質(zhì)邊坡和土石邊坡清理

邊坡平整均勻，上下坡度基本一致，坡頂過渡圓滑無棱角，坡底與臺面界限清晰，呈幾何角度過渡，邊坡和臺面上虛土和浮渣清理干凈。

5.2生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)生

5.2.1 防水處理

坡頭簡易防水處理在邊坡驗收后立即進行，擋水處理（適用于坡頭后面山體較平整，無明顯匯水形成處），以土沿噴附邊緣疊擋水墻，墻高10cm，引水處理（適用于山體下坡處，噴附面略高于坡頭背面處），以土背向噴附面疊引水墻10cm，其間隔為10m，挖排水渠（適用于山體下坡處，噴附面略低于坡頭背面處），渠離噴附邊緣1m為宜，隔水處理（適用于坡頭后面山體高于噴附面，并設(shè)有截水溝），除坡頭做擋水墻外，在截水溝與噴附面之間相隔1m處以土做隔水墻，墻高10cm，在擋水墻、引水墻、隔水墻上應(yīng)撒播草籽，并在其上覆土1cm。

5.2.2掛遮陽網(wǎng)和無紡布

噴附后掛防曬網(wǎng)及無紡布須在每次噴附后立即進行，陰坡可只掛單層遮陽網(wǎng)，陽坡為防止遮陽網(wǎng)灼傷幼苗現(xiàn)象，遮陽網(wǎng)可懸于邊坡之上，鋪設(shè)時應(yīng)順著施工地常刮風(fēng)向，以上風(fēng)向邊幅壓下風(fēng)向邊幅，相搭接處以金屬絲相連接，相搭接幅寬5cm-10cm為宜，遮陽網(wǎng)不宜橫向鋪設(shè)，重復(fù)利用的遮陽網(wǎng)短于邊坡時，連接過程必須在邊坡以外完成，遮陽網(wǎng)應(yīng)完全覆蓋邊坡，噴附面不得裸露。

5.2.3初期澆水養(yǎng)護

噴附后第一次澆水宜在12小時內(nèi)完成。最長不宜超過24小時，初次澆水須澆足，但不得在邊坡上形成沖蝕，澆水時，以澆水人員為中心，在水柱所及的范圍內(nèi)左右輪換澆灌，澆足后澆水人員再移動位置進行澆灌，確保每處均澆灌兩次，以每幅遮陽網(wǎng)為單元進行澆灌，逐漸推進，澆水時水管噴頭不得離坡面過近，如邊坡較長，養(yǎng)護隊長應(yīng)及時檢查水柱遠端，是否有漏澆或澆水不足情況，及時提醒澆水人員進行補澆，要求邊坡受水均勻，利于邊坡發(fā)芽整齊。澆水原則：邊坡上部澆水量宜大于邊坡下部，上部澆水時間應(yīng)適當(dāng)加長。在無自然降水補給時，在噴附后至植物發(fā)全苗前必須確保邊坡水分供給。澆水時間，宜控制在上午10：00點前，下午03：00以后。

5.2.4摘網(wǎng)補救

摘網(wǎng)時間應(yīng)符合下列規(guī)定：禾草3cm-5cm，豆科2cm-4cm。陽坡如掛無紡布加遮陽網(wǎng)，去除時間宜適當(dāng)加長（時間以20天為宜）。鋪設(shè)無紡布如有與邊坡相粘接現(xiàn)象須及時處理，坡面未成活或出苗率偏低部位，應(yīng)及時分析原因、補救。

5.2.5 中期澆水養(yǎng)護

在摘網(wǎng)后3天內(nèi)，苗尚幼小，澆水量應(yīng)保持不變，待苗適應(yīng)無防護后再酌情減少用水量，陰坡用水可改為3天一次，但這一時期要求技術(shù)員和養(yǎng)護隊長對苗進行觀察。如有豆科出現(xiàn)葉片卷蔫，葉背翻轉(zhuǎn)時，應(yīng)及時對其進行補水。補水時，每次澆水量須充足。在邊坡無水匯流條件下盡量多澆，陽坡用水量可改為2天一次，宜在上午10點前灑水降溫，豆科3-4真葉，禾草7cm-10cm時可作停水處理，合理斷水利于苗的生根，起到蹲苗作用，控制草叢高度，加強其抗逆性，當(dāng)邊坡出苗完全后（20天左右），會出現(xiàn)一定死苗，視為正常（淺層0.5cm以上種子發(fā)芽后生根不好，表層干旱剝落導(dǎo)致植被失水枯死），一般不會影響覆蓋度。

6. 結(jié)論與建議

3S-OER生態(tài)防護技術(shù)的實施，通過對土壤生境系統(tǒng)重建、植被群落系統(tǒng)重建、物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)重建，提高邊坡防護保水、保土、保肥、抗沖刷能力，綜合運用植物生態(tài)學(xué)、景感生態(tài)學(xué)實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益，達到了理想的防護和綠化效果。對高邊坡防護工程質(zhì)量、施工安全、縮短工期、降低成本具有重要意義，值得借鑒推廣。

參考文獻：

[1]黃正昌，謝卓宏.高挖方邊坡防護工程的設(shè)計與施工[J].南方金屬，2011（5）：60-61