【摘 要】我国高速公路护坡景观综合效益研究滞后于高速公路建设,造成高速公路岩土裸露,水土流失,植被群落破碎化等诸多生态问题,而当前我国在生态护坡技术方面的研究较滞后,护坡工程存在很大随意性,还未形成标准的技术体系,所以,加大对生态护坡技术的应用效果研究有重要意义。
【关键词】生态护坡技术;高速公路;水土保持
1、高速公路边坡生态防护内涵
边坡生态防护是指系统生态学原理的应用,在建立边坡植被重建受损公路边坡稳定的生产者、消费者和分解者,实现边坡生态的物质和能量循环的一种保护措施。边坡生态防护是指系统生态学原理的应用,在建立边坡植被重建受损公路边坡稳定的生产者、消费者和分解者,实现边坡生态的物质和能量循环的一种保护措施。具体而言,生态护坡技术要单独使用植物或植物和非生命材料(矿物材料、砌体、圬工等)而非传统的单纯的工程防护,主要通过植物根系与土壤之间的附着(深根在锚定作用和浅根的加固作用)和根茎相互交织的作用,以增加坡面的抗侵蚀能力,不仅对边坡的保护和加固,而且对公路沿线的生态环境进行保护、恢复和改善具有重要的作用。
2、生态护坡的功能和原则
(1)边坡防护功能。由于植被的深根锚定和浅根的加固,生态护坡可以降低边坡的孔隙水压力,拦截降雨,削弱飞溅侵蚀,控制土壤颗粒损失。(2)改善环境功能。植被已被破坏,恢复生态环境,减少噪音,减少光污染,保证交通安全,促进有机污染物的降解,净化空气,(3)生态护坡原则。生态护坡必须考虑边坡的稳定性和安全性,植被的选择应与周边环境相协调,并考虑植物的生态、形态和区域特征。在原则上,选择适宜的当地气候条件,土壤条件的植被,而植物,以满足强劲的阻力,快速增长,自繁能力强,适应广泛的管理,日后简单的管理和其他条件。
3、公路建设对对水土流失的影响
生态护坡主要通过坡面植物地下根系与地上茎叶的作用进行护坡,其作用主要包括两个方面:根系力学效应、植物水文效应。巨大的根系可以穿过坡面上的松散的土层,相当于预应力锚杆。研究表明,植物的根对0.75~1.50m深处土体加固效果显著,并可在锚固质量发挥作用,对于块状、碎裂、散体结构的岩体,公路施工中,土方开挖势必造成一定程度的损伤,沿原地貌、地面上的植被,被雨吹容易裸露地面的形成的影响,侵蚀和地表径流,造成水土流失。在施工过程中,废渣和松散的土壤结构松散,如果处置不当,可能会被大雨冲走,造成新的水土流失。公路沿线的临时施工设施,如建筑路面、预制场、施工营地,破坏地表植被,更容易受到强降雨侵蚀和雨水侵蚀,从而造成水土流失。
4、生态护坡技术在高速公路边坡防护中的水土保持绿化技术的应用
4.1浆砌片石骨架植草护坡
植草护坡浆砌片石骨架是指采用浆砌片石回填的边坡土壤栽培的骨架构成的框架,然后铺草皮、喷护坡措施草种子。通常做成截水型浆砌片石骨架,它可以减少坡面土壤侵蚀,保护草皮生长,从而避免了人工种植护坡草坪和平铺草坪护坡的不足。适用于各种土质、边坡高度和边坡缓风化岩质边坡。因此适用于边坡坡高度不高且坡度较缓的各种土质、强风化岩石边坡,浆砌片石骨架植草护坡的施工步骤包括:浆砌片石或砖骨架必须待路基坡面沉降稳定后进行施工,首先由测量人员按图纸要求在已整平的边坡上放线。片石由下而上垂直坡面砌成折型或拱形骨架,砌体要稳定、密实,并按图纸要求嵌入坡面,使之能发挥分格截水的作用。按图纸要求选用草皮和尺寸,草籽在格中从下向上逐排错缝铺设压实,并用木桩或竹桩固定于边坡上。草坡在运输过程中用湿麻袋覆盖,以防太阳、大风和恶劣天气的损害;对新植的草皮洒水养护。
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4.2液压喷播植草护坡
液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,它是将种子、肥料、粘合剂、纸浆、土壤改良剂、色素等按一定比例在搅拌槽中按一定比例加水,搅拌均匀,经机械增压喷射到坡面上,完成基层的施工过程,最终形成护坡植被。液压排草防护的优点包括:施工简单、速度快;施工质量高,草籽喷播均匀,发芽快、整齐一致;防护效果好(正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能);适用性广。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。液压喷播植草护坡的缺点有:固土保水能力低,容易形成径流沟和侵蚀;施工者容易偷工减料做假,容易造成表面植生的假象;因品种选择不当和混合材料不够,后期容易造成水土流失或冲沟。
4.3草包技术
草包技术是将植物种子播撒在2层无纺布中间,针并采用行缝、针刺及胶粘等工艺制成草包并填充土壤,将其垒积于坡面,形成植被。该工艺工艺简单,施工方便,成本低。但草包易受土壤和雨水的侵蚀作用,不仅不能满足植物生长所需的营养物质,而且增加了养护费用,植被覆盖度低,景观效果不明显。
4.4TBS植被技术
TBS植被技术是使用经改进的混凝土喷射机将拌和均匀的厚层基材混合物喷射到岩石坡面上,达到护坡和改善生态环境的目的。该方法应用范围广,可有效抑制水土流失,护坡效果好。与传统的护坡技术相比,其可节省投资20%左右,经济效益显著。
5、高速公路边坡快速绿化技术的水土保持效果
在绿化与水土保持效果评价上,分别以草种生长、坡面冲刷作为指标,其中,草种生长有4个级别,草种生长浓密、覆盖超过90%,评为1级;草种生长无显著差异,覆盖在70%-90%间,评为2级;草种正常生长,但存在参差不齐、生长不良情况,覆盖40%-70%间,评为3级;草种无法正常生长,参差不齐、有死亡,覆盖低于40%,评为4级。坡面冲刷分为4个级别,坡面冲刷痕迹不明显,表土基本不流失,评为1级;坡面出现少量冲刷,表土冲刷低于20%、刷痕深度小于1cm,评为2级;坡面有一定数量冲刷,表土冲刷低于50%,刷痕深度在1-3cm,评为3级;坡面冲刷沟较多,土冲刷超过50%,坡面表面被破坏,评为4级。在植被抗蚀中,致密的土壤根系、地表植被覆盖可以使坡面免受雨水的直接冲击,减缓坡面水流流速,从而起到保持水土的作用,提高边坡的稳定性。根据相关实践可知,在边坡植被覆盖超过70%时,18mm-49mm/d以内的降水量不会造成水土流失;随着覆盖度的增加,植物根系增长,对土壤的固持作用就更为显著,抗蚀能力也相应提升,起到良好的水土保持效果。在高速公路边坡绿化技术应用中,在草种喷播的初期,采取了覆盖无纺布养护的方式,有效保护了坡面,避免了雨水造成的冲刷;液压喷播、喷混植生技术应用1个月后,覆盖率都超过了80%,对一定范围内降水有着起到较好抗蚀作用;从整体坡面冲刷情况来看,液压喷播、喷混植生技术的坡面都没有明显的冲刷,可以评为1级,表明绿化技术起到了良好护坡作用,水土保持效果显著。
结束语
总之,生态护坡技术在高速公路高陡边坡中的应用,可以在很短时间内完全覆盖边坡,在水土保持中起着重要的作用。生态护坡的坡面土壤流失比不接种处理的坡度更小的喷涂,即使路基边坡的共同作用,降雨和地表径流,生态护岸建设植物草本植被减少土壤侵蚀的效果是非常明显的。
参考文献:
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[4]王涛.论高速公路边坡水土保持植物防护设计[J].交通节能与环保,2015,03:68-71.
论文作者:李永红
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/11
标签:护坡论文; 植被论文; 生态论文; 水土保持论文; 技术论文; 植物论文; 作用论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;