巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究

張阿龍

陜西交控服務(wù)管理集團(tuán)有限公司，中國(guó)·陜西 西安 710075

1 引言

近年山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)蓬勃發(fā)展，建設(shè)中不可避免對(duì)邊坡進(jìn)行了開(kāi)挖，對(duì)邊坡的擾動(dòng)容易引起巖土體的移動(dòng)、變形和變壞，增加地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)邊坡的不穩(wěn)定性，還由于植被和表土流失，自然植被恢復(fù)困難，尤其是巖質(zhì)邊坡植被恢復(fù)更是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，對(duì)自然環(huán)境造成一定程度的破壞，缺少防護(hù)的巖質(zhì)邊坡，特別是風(fēng)化破碎的巖質(zhì)邊坡，巖坡表面會(huì)因風(fēng)化脫落掉塊進(jìn)而影響公路正常運(yùn)營(yíng)安全。因此，對(duì)邊坡特別是巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定、防護(hù)在高等級(jí)公路的建設(shè)與養(yǎng)護(hù)中占有非常重要的地位，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，保護(hù)和恢復(fù)自然生態(tài)環(huán)境越來(lái)越受到人們的重視，生態(tài)防護(hù)能最大程度恢復(fù)自然狀態(tài)，有利于與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，有利于環(huán)境保護(hù)。

2 幾種主要的巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)

2.1 濕法噴播

濕法噴播是一種以水為載體的機(jī)械化植被建植技術(shù)，它采用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備（噴播機(jī)）施工，將植物種子、土壤穩(wěn)定劑或粘結(jié)劑、肥料、覆蓋料、添加劑和水等按一定的比例加入到噴播機(jī)內(nèi)充分?jǐn)嚢?，?jīng)高壓噴槍均勻噴射到坡面，形成一層膜狀結(jié)構(gòu)，能防止沖刷；種子在較短時(shí)間內(nèi)萌芽、生長(zhǎng)成株、覆蓋坡面，達(dá)到迅速綠化，穩(wěn)固邊坡之目的。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械化程度高、技術(shù)含量高、施工效率高、成坪速度快、質(zhì)量高。

適用范圍：適用于路塹土石混合邊坡、嚴(yán)重風(fēng)化石質(zhì)邊坡（包括風(fēng)化砂巖、泥巖和破碎巖石邊坡）等，坡率一般為1 ∶1.5～1 ∶2，坡率超過(guò)1 ∶1.25 時(shí)應(yīng)結(jié)合其他方法使用；每級(jí)邊坡高度不超過(guò)10m。

2.2 掛網(wǎng)客土噴播

掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)就是通過(guò)在邊坡上錨固金屬網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或高強(qiáng)塑料三維網(wǎng)中的一種，采用壓縮空氣噴槍將混合好的客土噴射到坡面上，再在其上噴射植被種子，通過(guò)植被發(fā)達(dá)的根系和網(wǎng)體的緊密結(jié)合，達(dá)到防護(hù)和綠化公路邊坡目的[1]。

技術(shù)特點(diǎn)：生態(tài)效益顯著、經(jīng)濟(jì)效益高、機(jī)械化程度高、施工速度快。

適用范圍：適用于邊坡比較穩(wěn)定、坡面沖刷輕微的路塹邊坡的防護(hù)、適用于坡率緩于1 ∶0.5 的各種路塹巖質(zhì)邊坡及碎石邊坡。

2.3 穴植技術(shù)

根據(jù)所種植苗木的根系特點(diǎn)、坡面具體情況，在坡面上挖掘種植穴，在穴內(nèi)回填營(yíng)養(yǎng)土后，再進(jìn)行苗木種植。

技術(shù)特點(diǎn)：固土量大、可建立草灌結(jié)合植被、綠化效果好、經(jīng)濟(jì)性良好。

適用范圍：適用于巖石比較堅(jiān)硬且穩(wěn)定性好、坡率1 ∶0.5 以上的巖質(zhì)坡面。

2.4 骨架植物防護(hù)

采用混凝土、漿砌塊（片）石等做骨架形成框格，框內(nèi)培土種草或鋪草皮?？蚋竦淖饔檬枪掏?，同時(shí)保護(hù)框格內(nèi)的植物在生長(zhǎng)初期不受雨水沖刷，從而達(dá)到保護(hù)邊坡和綠化邊坡的目的。骨架形式主要有拱形骨架、菱型（方格）骨架、人字形骨架。

技術(shù)特點(diǎn)：漿砌塊（片）石骨架植物防護(hù)，節(jié)省材料、造價(jià)較低、施工方便、造型美觀，能與周?chē)h(huán)境自然融合；混凝土骨架植物防護(hù)，可預(yù)制、現(xiàn)澆形成骨架，施工簡(jiǎn)便，施工進(jìn)度較快。

適用范圍：適用于坡度緩于1 ∶0.75 巖石路塹邊坡，對(duì)于石料缺乏地區(qū)可采用混凝土骨架。

2.5 錨桿混凝土框架植草防護(hù)技術(shù)

錨桿混凝土框架植草護(hù)坡是指在邊坡上現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架或?qū)㈩A(yù)制件鋪設(shè)于坡面形成框架，在框架內(nèi)回填客土并采取措施使客土固定于框架內(nèi)，然后在框架內(nèi)植草以到達(dá)護(hù)坡綠化的目的。錨桿混凝土框架植草防護(hù)既保留了錨桿對(duì)風(fēng)化破碎巖石邊坡主動(dòng)加固作用，防止巖石邊坡經(jīng)開(kāi)挖卸荷和爆破松動(dòng)而產(chǎn)生的局部楔形破壞，又兼有漿砌片石（混凝土塊）骨架植草防護(hù)的造型美觀、便于綠化的優(yōu)點(diǎn)[2]。

錨桿混凝土框架的形狀有：拱形、菱型（方格）、長(zhǎng)方形、人字形；錨桿混凝土框架植草防護(hù)形式有多種組合：錨桿混凝土框架+植草、錨桿混凝土框架+掛三維土工網(wǎng)+植草、錨桿混凝土框架+土工格室+植草、錨桿混凝土框架+混凝土空心塊+植草等。

①錨桿混凝土框架＋植草：在框架內(nèi)填土，然后直接植草；適用于邊坡坡度緩于1 ∶0.75、穩(wěn)定性較差的巖石路塹邊坡。

②錨桿混凝土框架＋掛三維網(wǎng)＋植草：在框架內(nèi)掛三維網(wǎng)后填土，然后植草；適用于邊坡坡率大于1 ∶0.75 但緩于1 ∶0.5、風(fēng)化比較嚴(yán)重、覆土困難的巖石路塹邊坡。

③錨桿混凝土框架＋土工格室＋植草：框架內(nèi)固定土工格室，并在格室內(nèi)填土后植草，從而可在較陡的路塹邊坡上培土20～50cm；適用于邊坡坡度大于1 ∶0.3、穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡。

2.6 巖石邊坡TBS 植被護(hù)坡綠化技術(shù)

TBS 技術(shù)是使用經(jīng)改進(jìn)的混凝土噴射機(jī)將拌和均勻的厚基材混合物按設(shè)計(jì)厚度噴射到巖石坡面上，集巖土工程學(xué)、植物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、高分子化學(xué)和環(huán)境生態(tài)學(xué)等多學(xué)科于一體的綜合工程技術(shù)。厚層基材是本項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵，由綠化基材（簡(jiǎn)稱(chēng)GBM）、纖維、植壤土三部分組成；綠化基材（GBM）由有機(jī)質(zhì)、生物菌肥、粗細(xì)纖維、PH 值調(diào)整劑、全價(jià)緩釋肥、保水劑、消毒劑、植壤土和水組成，作用是保證植被長(zhǎng)期生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分平衡和水分平衡。TBS技術(shù)一般包括構(gòu)造設(shè)計(jì)和植物設(shè)計(jì)兩階段，主要由錨桿、網(wǎng)和基材混合物三部分組成，通過(guò)錨桿、復(fù)合材料網(wǎng)和植被根系的力學(xué)加固與地上植被的防沖刷效應(yīng)達(dá)到護(hù)坡和改善生態(tài)環(huán)境的目的[3]。

技術(shù)特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益顯著。

適用范圍：適用于年平均降水量大于600mm、連續(xù)干旱時(shí)間小于50d、非高寒地區(qū)、坡度不超過(guò)1 ∶0.3 的硬質(zhì)巖邊坡及混凝土面、漿砌片石面、各類(lèi)軟質(zhì)巖邊坡、土石混合邊坡。

3 適用于陜南地區(qū)巖質(zhì)邊坡的生態(tài)防護(hù)技術(shù)

陜南位于秦嶺南麓，地跨長(zhǎng)江、黃河兩大流域，屬于亞熱帶氣候；區(qū)內(nèi)山體多為基巖裸露，土層薄而少，構(gòu)成少土多石的山區(qū)，山形與組成巖石密切相關(guān)，花崗巖、板巖、千枚巖組成的多為圓形或近圓形山，山坡平緩，土層相對(duì)較厚，由閃長(zhǎng)巖、變質(zhì)巖、灰?guī)r組成的多為尖頂山或山峰，土層極薄或基本無(wú)土，山坡也陡峻甚至呈懸崖峭壁。山地中發(fā)育眾多的干流、支流、支溝和沖溝，密度大，切割深，平面上為樹(shù)枝狀，從而使地形在遭受剝蝕的同時(shí)，也遭到強(qiáng)烈的侵蝕切割。

受地勢(shì)的影響，全區(qū)氣候差異較大，一月份平均氣溫0.6℃，七月份平均氣溫23.7℃，年平均氣溫為13.4℃，極端最高氣溫39.6℃，極端最低氣溫-17.5℃；年平均風(fēng)速1.1m/s，最大風(fēng)速18.7m/s，年平均無(wú)霜期230d，最大凍深為16cm；年平均降水量為768.3mm，年最大降水量為1245mm，一般集中在7月—9月，降雪期為11月—翌年2月，年平均蒸發(fā)量1391.4mm，降水時(shí)空分布差異較大，高山多雨，平川少雨，冬春少雨，夏秋多雨，在雨季時(shí)洪水暴漲，汛期一般見(jiàn)于6—8月份。

根據(jù)前述幾種常用的巖質(zhì)邊坡防護(hù)技術(shù)特點(diǎn)及其適用條件，結(jié)合陜南地區(qū)地形地貌、氣候特征、巖性、邊坡坡率等具體情況，在保證邊坡安全的情況下兼顧環(huán)保，且遵循可持續(xù)生存和發(fā)展、節(jié)省運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、保證景觀功能的原則下，陜南地區(qū)巖質(zhì)邊坡可選用的生態(tài)防護(hù)技術(shù)有掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)、骨架植物防護(hù)技術(shù)、錨桿混凝土框架植草防護(hù)技術(shù)、穴植（坑植）技術(shù)、植被混凝土防護(hù)技術(shù)、藤本護(hù)坡技術(shù)、TBS 植被護(hù)坡技術(shù)、植生基質(zhì)生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

典型生態(tài)防護(hù)技術(shù)可以較好解決陜南地區(qū)巖質(zhì)邊坡的生態(tài)防護(hù)，取得穩(wěn)定與綠化雙重功效，但巖石邊坡綠化是一項(xiàng)新興邊緣學(xué)科，它涉及巖石力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、硅酸鹽化學(xué)、園藝學(xué)和環(huán)境生態(tài)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，理論實(shí)踐還相對(duì)薄弱，但我們相信，經(jīng)過(guò)深入研究和實(shí)踐，在技術(shù)上一定能有更多的突破，可以更好地應(yīng)用于巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)中。