高寒峽谷地區(qū)高種植率生態(tài)擋墻研發(fā)

沈國武

(中國水利水電第九工程局有限公司，貴陽，550008)

1 工程概況

瑪羅村鄉(xiāng)村公路項目施工內(nèi)容包括(但不限于)：公路工程施工，配套1#渣場排水、防護施工、維護管理，以及標內(nèi)施工輔助設(shè)施等。鄉(xiāng)村公路自上游橋至下游橋，道路長2393m，路基寬8.5m，混凝土路面寬7.5m。配套1#渣場在高程3355m～3364m設(shè)置擋墻防護，渣場每隔15m設(shè)一級馬道，馬道寬3m，堆渣坡比1∶1.6，擋墻采用混凝土結(jié)構(gòu)。

公路位于西藏自治區(qū)山南市雅魯藏布江高山峽谷之間，區(qū)域氣候條件復雜(晝夜溫差大、強風干燥天氣多)、施工布置條件差(沿江施工，邊坡陡峭，施工安全風險大)。瑪羅村鄉(xiāng)村公路作為右岸唯一通行道路，開挖工程量大，以擋墻為擋護的路段較多，開挖對沿線生態(tài)會造成一定破壞。綠化是生態(tài)安全的重要組成部分，青藏高原作為國家重要生態(tài)屏障，地方各級政府及業(yè)主對公路沿線的環(huán)水保要求高，為此亟須尋求一套提高擋墻綠化種植率的方案。

2 方案分析與創(chuàng)新思路

一般情況下，擋墻對擋墻內(nèi)側(cè)的土壤或石渣進行有效的保護，在構(gòu)成不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的同時，還要保證施工的安全性和可靠性，為此擋墻的施工技術(shù)要求較高。在一般的公路工程施工中，傳統(tǒng)的重力式擋土墻使用范圍較廣，一般是由混凝土結(jié)構(gòu)或者漿砌石結(jié)構(gòu)。在實際施工過程中，重力式擋土墻在滿足安全施工和保證可靠性的條件下，很難按照綠化植物應(yīng)有的相關(guān)要求進行施工，從而對周邊的生態(tài)環(huán)境造成一定的影響[1]。

2.1 提高擋墻綠化種植率的需求

由于工程所在地區(qū)為高原，自然生態(tài)環(huán)境脆弱，環(huán)水保要求高。公路位于雅魯藏布江左岸省道對面，公路生態(tài)形象一目了然，安全環(huán)水保督查頻繁。根據(jù)水電站創(chuàng)建“高原價值典范、綠色智慧示范工程”和“國家優(yōu)質(zhì)工程”的總體目標，為滿足電站建設(shè)環(huán)水保要求，根據(jù)各方意見，采取對整個公路擋墻進行綠化措施。

通過優(yōu)化擋墻結(jié)構(gòu)，增加種植槽(頂部綠化槽向下綠化，底部綠化槽向上綠化)、設(shè)置生態(tài)排水孔(擋墻內(nèi)側(cè)設(shè)置外傾排水管，外側(cè)設(shè)置內(nèi)傾生態(tài)管，可讓留存部分積水，保證土壤水分)、擋墻外側(cè)設(shè)置花壇(砌筑花壇，堆土較厚，可保證營養(yǎng)需求高的植物生長，采取種植五葉地錦適應(yīng)高原氣候)等幾個方面提高擋墻綠化種植率，將普通衡重式擋墻改造為生態(tài)衡重式擋墻(擋墻結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示)，綠化率達到80%。

圖2 生態(tài)衡重式擋墻剖面結(jié)構(gòu)

2.2 降低養(yǎng)護施工難度的需求

由于公路擋墻為衡重式高擋墻(6m～18m)，擋墻外側(cè)臨江臨邊，生態(tài)排水孔密集布置在擋墻外側(cè)，人工養(yǎng)護危險性大，且過程管理難度大，養(yǎng)護用時長(見表1)，成本高。急需設(shè)置一套自動噴淋系統(tǒng)。

表1 存活養(yǎng)護各工序平均用時統(tǒng)計

2.3 現(xiàn)有技術(shù)的客觀缺點

擋墻對生態(tài)的影響顯而易見，而現(xiàn)有的傳統(tǒng)大型衡重式及階梯式擋墻平均高度在10m以上，對其綠化也只是在擋墻周圍進行種植，沒有從根本上解決擋墻的綠化問題，擋墻對生態(tài)美觀的影響仍然存在?，F(xiàn)有的大型擋墻技術(shù)中，也沒有簡單實用的植株養(yǎng)護結(jié)構(gòu)或植株養(yǎng)護方式，生態(tài)擋墻高度太高(10m以上)，人工養(yǎng)護屬于高空作業(yè)太過危險，且養(yǎng)護成本太高。就算在頂端裝上了噴淋系統(tǒng)，由于擋墻坡很大(與水平面角度一般大于80°)，植株水平漏面太小，不能保證每株植株根部都能澆到水，噴淋系統(tǒng)用到擋墻上具有很大局限性。

2.4 創(chuàng)新思路

基于以上需求和現(xiàn)有技術(shù)的客觀缺點，通過創(chuàng)新思路(見表2)，將傳統(tǒng)大型衡重式或階梯式擋墻進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化：

表2 創(chuàng)新思路

(1)將傳統(tǒng)大型式擋墻五分之二至一半處新增平臺，用于增設(shè)花壇、設(shè)計水管槽；

(2)新增生態(tài)排水孔，孔內(nèi)可種綠植，增加其綠化率；

(3)新增花壇：在擋墻最底部新增花壇用于種植綠植；

(4)新增養(yǎng)護結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)自動噴淋。

通過項目創(chuàng)新能夠改善傳統(tǒng)擋墻對環(huán)境的影響，能有效提高擋墻的種植率、綠化率；能從根本上解決大型生態(tài)擋墻對植株養(yǎng)護的困難、成本高及灌溉率低等問題[2]。經(jīng)過優(yōu)化的生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

圖3 生態(tài)擋墻典型三維示意

表3 生態(tài)擋墻施工工藝情況對比

3 經(jīng)濟及社會效益

3.1 經(jīng)濟效益

(1)原常規(guī)采取人工養(yǎng)護的方式進行擋墻綠植灑水養(yǎng)護，按照公路擋墻永久面(高15m，長750m)計算，一年人工費：3人×7300元/月×10月=219000元；灑水車費：12月×30000元/每月=360000元；一次性投入水管費用：2000m×17.5元/m=35000元。預計需成本219000+360000+35000=61.4萬元，同時該養(yǎng)護方式下養(yǎng)護面不夠全面，養(yǎng)護難度和危險系數(shù)高，可能導致存活率低。

(2)采用本自動養(yǎng)護工藝進行擋墻(高15m，長15m)綠植灑水養(yǎng)護，安裝材料費為：0.4m/個×56個×200元/m(生態(tài)管)+25m×18元/m(自動噴淋管)+4個×30元/個(T型接頭)=5050元，完成公路擋墻11250m2(長750m)，預計需成本750÷15×5050=25.25萬元。同時該養(yǎng)護結(jié)構(gòu)能完全解決大型生態(tài)擋墻人護植株的困難、人工養(yǎng)護危險性和成本費用高的問題。

根據(jù)上述2項費用，綜合經(jīng)濟效益如表4。

表4 直接經(jīng)濟效益(成本)對比

由以上可知，該工藝實施后預計可減少成本61.4-25.25=36.15萬元。

3.2 社會效益

西藏是青藏高原的主體，被譽為“世界屋脊”“亞洲水塔”“地球第三極”，是我國乃至亞洲重要的生態(tài)安全屏障，生態(tài)戰(zhàn)略地位極其重要。建設(shè)美麗西藏，構(gòu)筑國家生態(tài)安全屏障，是習近平總書記和黨中央對我們的期望和重托。良好生態(tài)環(huán)境是最公平的公共產(chǎn)品，是最普惠的民生福祉。生態(tài)環(huán)境保護是建設(shè)美麗西藏的內(nèi)在要求，是西藏經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展、綠色發(fā)展的不竭源泉[3]。公路施工對環(huán)境必然造成一定破壞，通過項目研發(fā)，提高生態(tài)綠化種植率，養(yǎng)護結(jié)構(gòu)能完全解決大型生態(tài)擋墻人護植株的困難、人工養(yǎng)護危險性和成本費用高的問題，具有極高的推廣應(yīng)用價值。

4 結(jié)語

通過在大型衡重式及階梯式擋墻設(shè)置生態(tài)排水孔、頂部種植槽、花壇、排水孔(包括頂部種植槽排水孔及花壇排水孔)、引水槽及水管槽，使它們具有一定的關(guān)系和角度，組成自動養(yǎng)護系統(tǒng)。不僅能解決傳統(tǒng)大型衡重式及階梯式擋墻的美觀、灌溉率低問題，同時有著高種植率、植株養(yǎng)護簡單實用等優(yōu)點，社會效益及經(jīng)濟效益顯著，為脆弱生態(tài)地區(qū)生態(tài)保護提供了可靠的技術(shù)保障，對今后類似地區(qū)擋墻施工具有一定借鑒作用。