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公路邊坡生態防護技術初探

11-15 15:19:58  瀏覽次數:204次  欄目:建筑工程管理
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  摘要:公路建設工程往往對原地形地貌存在巨大擾動,破壞了原路域的生態環境,加劇了水土流失的危害性,公路工程邊坡的生態防護不僅能保證行車安全,還能起到美化環境的作用。文章介紹了公路半坡生態防護技術的優越性及其功能。

  關鍵詞:公路邊坡生態防護;景觀功能;生態防護技術

  公路建設不可避免地要對道路通過地區的生態環境產生影響,主要表現為改變原地形地貌、擾亂土壤結構、破壞植物群落、降低生物多樣性、影響局地氣候、增加水土流失危險性等。邊坡的開挖使地表植被遭到破壞,水土流失加劇;同時在坡度較大或構造不良的地方,還可能造成崩塌、滑坡等,給工農業生產和人民生活帶來嚴重危害。如不對公路邊坡實施保護措施,不僅公路自身的設施安全和行車安全得不到保障,還將對周邊地區的生態環境帶來不利影響。如何處理好公路邊坡綜合防護問題,使公路邊坡與生態環境能夠協調發展,是今后公路建設工程面臨的一個重大的課題。

  一、邊坡生態防護的優越性

  對于道路邊坡防護設計來說,防護類型是多種多樣的,有生物防護、坡面防護、砌石防護、錨桿防護、抗滑樁防護、擋土墻防護等等。生物防護主要就是在邊坡上種植草叢或灌木或兩者兼有,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固結邊坡土壤以有效減輕沖刷,從而達到保護邊坡的目的。這對于一切適合種植的土質邊坡都是應當首先選用的防治措施。生物防護還可以綠化環境和周圍景觀相協調,這也是一種符合環保要求的防護辦法。生物防護具有施工工期短、造價低(生物防護的資金投入約為工程措施的1/3)等多種優點。但過去受多方面因素的影響如:新技術、新材料、思想意識等,限制了生物防護技術的推廣應用。

  二、邊坡生態防護的功能

  邊坡生態防護主要是用植物或者植物和非生命的材料相結合的方式,代替純工程防護方式,起到穩定邊坡和防止侵蝕的作用。邊坡生態防護的功能體現在以下幾個方面:

  (一)邊坡防護

  邊坡防護是生態防護最基本的功能。合理的邊坡生態防護能防治邊坡水土流失、坡面失穩、塌陷或者滑坡等常見的病害。生態防護一方面是通過工程防護作為受力或施力框架來維持邊坡的穩定性,另一方面是通過植被恢復來利用植物護坡功能來進一步穩固土體,同時植物根系起到加筋作用,防治坡面的破壞。

  (二)改善行車狀況

  生態植被可以提高公路交通的安全狀況,如通過視線誘導種植可預示或預告線型的變化;通過遮光種植可防止車輛夜間行駛對向燈光的炫目;通過明暗適應種植,當汽車進入隧道時,可幫助駕駛員縮短對明暗急劇變化的適應時間;通過緩沖種植,當車體與路外物發生沖擊時,可降低車輛和駕駛員的損害程度。栽植的樹木花草增加了地表植被覆蓋度,攔截、抬升部分氣流,消除風的動能,可起到降低風速、防止風沙危害的作用;覆蓋的植物能減緩坡面溫差及溫度變化的影響,從而降低路表的溫度,延緩瀝青的老化,維持路面良好的使用質量。

  (三)景觀功能

  公路邊坡的開挖,使原來的自然景觀遭到破壞。采用植被護坡技術可以較大程度地恢復被破壞的生態環境,生態防護使裸露的地表重新披上新裝,生態防護和純工程防護相比,由于植物婀娜多姿、豐富多彩的形態,使生硬的公路構造物景觀充滿生氣,極大地豐富公路的景觀環境。

  (四)生態功能

  生態防護可以作為公路構造物向周圍環境過渡的緩沖帶;植物群落可以成為生物的棲息地,也能逐漸恢復因坡體開挖而遭到破壞的生物鏈,使已破壞的生態環境得到最大程度恢復;從而有效降低公路建設對生物多樣性的影響。

  植物對顆粒污染物具有吸滯和阻擋作用,能使空氣中的部分顆粒物沉降下來。據稱草坪的滯留塵埃的能力比裸露的土地大70倍。并且已知植物能吸收多種交通污染物質如CO、CO、NH、HS、SO等及大氣中的金屬和非金屬粉塵;植物的吸聲作用會有效減弱交通噪聲,據北京園林科學研究所研究測定,20m寬的草坪,可減少噪聲2dB。特別對于覆蓋植被的路塹邊坡,相當于隔斷視線的聲屏障,平均聲障衰減量達到5~7dB;高速公路兩旁的人工邊坡用綠色的喬木、灌木、草合理搭配覆蓋,加上公路兩側天然生長的喬木、灌木、花草及棲息的生物,形成一條人工與自然相結合的迷人的風景線。

  三、公路邊坡生態防護技術

  (一)鋪草皮

  鋪草皮是將培育好的生長優良健壯的草坪,用平板鏟或起草皮機鏟起,運至需防護綠化的坡面,按照一定的大小規格重新鋪植,使坡面迅速形成草坪的護坡綠化技術。其特點是:成坪時間短,護坡功能見效快,施工季節限制少。主要缺點是:基質配置不當,養分補充不夠;坡面排水措施不足,基質保護不好;植物品種單一,采用的是平地綠化的草皮品種;養護費用高,前期和后期管理難度均較大。

  (二)濕法噴播

  液壓噴播植草是將草種、木纖維、保水劑、粘合劑、肥料、染色劑等與水的混合物通過專用噴播機噴射到預定區域建植草坪的一種高效綠化技術。其特點是:機械化程度高、技術含量較高、施工效率高、種植成本低、成坪時間快、草坪覆蓋度大、草坪均勻度好、質量高。噴播后的混合物在土壤表面形成一層膜狀結構,能有效地防止沖刷,能在較短時間內萌芽長成植株迅速覆蓋地面,以達到穩固邊坡和綠化美化邊坡之目的。其主要缺點是:坡體肥力不足,基質養分補充不夠;坡面基質保護方式不當,未采取適當防沖刷和加強植物根系相互連接的措施;植物品種選擇以草木為主,應選取耐貧瘠、耐干旱的灌木為主要物種;僅適用于普通土質邊坡;前期養護工作量較大,尤其對寒冷地區,依然沒有比較適用的植物品種選擇來源。采用改進的液壓噴播技術,則適用于風化及半風化的二、三類紅砂巖邊坡、煤矸石邊坡、石質網紋層邊坡。

  (三)客土噴播

  客土噴播護坡,是在邊坡坡面上掛網機械噴填(或人工鋪設)一定厚度適宜植物生長的土壤或基質(客土)和種子的邊坡植物防護措施。其特點是可根據地質和氣候條件進行基質和種子配方,從而具有廣泛的適應性,適用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以用機械拌和,掛網實施容易,施工機械化程度高,速度快,防護效果良好,基本不需要養護。植被的覆蓋可使地表土壤免受雨水的直接沖擊,并緩沖雨水的流速,阻止水流形成。在表土層形成盤根錯節的根系,有效地抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強度,減少空隙水壓力和土體自重力,從而大幅度提高邊坡的穩定性和抗沖刷能力,能夠達到長期有效防護公路邊坡的目的。

  (四)三維植被網

  三維植被網護坡是指利用活性植物并結合土工合成材料等工程材料,在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統。三維植被網護坡技術綜合了土工網和植物護坡的優點,從而起到了復合護坡的作用。邊坡的植被覆蓋率達到30%以上時,能承受小雨的沖刷,覆蓋率達80%以上時能承受暴雨的沖刷。待植物生長茂盛時,能抵抗沖刷的徑流流速為一般草皮的兩倍多。土工網的存在,對減少邊坡土壤的水分蒸發,增加入滲量有良好的作用。同時,由于土工網材料為黑色的聚乙烯,具有吸熱保溫的作用,可促進種子發芽,有利于植物生長。

  (五)植被混凝土

  噴混植生植物護坡,是在穩定巖質邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網后,采用專用噴射機,將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上,形成10cm以上厚度的具有連續空隙的硬化體,種子可以在空隙中生根、發芽、生長。植物依靠“基材”生長發育,形成植物護坡的技術。基材由種植土、混合草灌種子、有機質、肥料、團粒劑、保水劑、穩定劑、pH緩解劑和水等組成,其種植基材的配方是成功的關鍵,良好的配方能夠在陡于1∶0.75的巖質邊坡上既具備一定的強度保護坡面和抵抗雨水沖刷,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。其主要缺點是:基質配置不當;基質保護措施不足;未采取有效的防沖刷措施和加強植物根系相互連接的措施。該法噴射的基質在工后是直接裸露在空氣中的,雨季施工,降雨會對基質產生沖刷作用,使基質越來越少,植物也就沒有了生長的基礎,造成邊坡又恢復到裸露狀態,使護坡失敗。

  (六)砌石骨架植草

  砌石骨架植草護坡是指采用砌石在坡面形成框架,結合鋪草皮、三維植被網、土工格室、噴播植草、栽植苗木等方法形成的一種護坡技術。這種方法不僅成本較高,而且容易受凍融影響,后期損壞時維修費用也較高。從與環境的協調性來看,人工痕跡十分明顯,不宜大量使用。

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