甘春霞
广西中宇工程咨询有限公司 530004
摘要:随着经济社会对所在生态质量的不断提高,边坡的裸露所引起的生态治理问题逐渐被人重视。在一些经济发达的欧美国家,边坡工程所引起的环境问题一直是一项重要的课题,在我国也有不少护坡植被方面的试验和研究。各种类型的绿化、柔性支护等措施在边坡防护中逐渐应用,如常见的土工织物、预应力锚索、厚层基质喷播等生态概念相结合的防护技术已慢慢成为一种常态技术,其概念也逐渐被业内所认知和接受。笔者基于国内外生态护坡的经验,对边坡生态防护工程新技术的基本原理和设计与施工进行介绍,旨在为道路护坡建设提供参考。
关键词:生态学;边坡防护;设计;施工
一、边坡生态恢复工程的基本原理
1.1基本原理
边坡生态恢复工程技术是基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理,利用活性植物并结合三维土工网等工程材料,在坡面构建一个具有自生长能力的功能系统,通过生态工程系统的自支撑、自组织与自我修复等
功能来实现边坡的抗冲刷、抗滑动、边坡加固和生态恢复,以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡以及美化环境等目的。
1.2边坡加固原理
在植被充分发育之前,由于U型钉锚固三维土工网顺着边坡表面的直接覆盖,可以对坡面土体起锚固、包裹作用,增加坡面土体的法向应力,相应地增加了抗滑力。随着植被在坡面的形成,三维土工网与密布的植被根系紧密交织,有助于植被根系更均匀、紧密地连在一起,形成牢固的三维土工网与植被紧密复合体,对边坡浅层土体起到加筋作用,这种加筋土体可起到挡土墙及坡面防护结构的作用,具有较高的耐久性。通过植物的生长活动达到根系加筋效果,可有效地提高坡面土体的粘聚力与内摩擦角,从而增加土体的抗剪强度。植物的蒸腾排水可减小孔隙水压力、增加土体的抗剪强度并减少土体自重力,对稳定边坡非常有利。滑坡通常发生在边坡的局部薄弱部位,90%以上的边坡破坏都是在极端不利条件下(如长时间大降雨等)形成局部的浅层滑坡,通过采用锚固土工网植被护坡技术,既使边坡局部地段具有滑动倾向,但由于锚固三维土工网的整体约束功能,局部滑体的下滑力可通过锚固土工网向四周消散、分解,从而可提高边坡的整体稳定性,减少局部滑坡的机率。
1.3边坡水土保持原理
边坡水土流失一般从下落的雨点滴溅在坡面开始,随着降雨量的增加逐渐形成面流、细流、冲沟侵蚀,因此水土流失实质上包括两个过程,即土颗粒在雨点高速冲击和(或)坡面径流拖曳力的作用下脱离母体和土颗粒运移过程。基于这一原理,锚固土工网复合植被技术通过降低雨点对裸露土颗粒的冲击和减少坡面水流的流量和速度,可有效地减少水土流失。在植被充分发育之前,三维土工网的凹凸结构在坡面上形成的坎坷,可减缓坡面径流的冲刷速度,有效防止种子和幼苗被雨水冲走。由于三维土工网网孔较小,仅够草苗穿过,较大的土颗粒难以通过,所以可包裹土颗粒,同时还起到保水、保温的效果,有利于植被的生长发育。在植被充分发育之后,形成茂密的地表植被覆盖,可以有效抑制雨水对边坡的冲刷,首先植被的茎叶可能对高速雨点进行消能,减缓雨点对土颗粒的冲击,其次植被可拦截、减缓边坡上的水流速度,减少冲刷力,植物发达的根系特别是土壤表面密布的裸露根系紧密包裹边坡表层土颗粒,增加了土颗粒间的连接强度,固定边坡表层土壤以减轻冲刷。
1.4生态恢复
在坡面设置一层按一定级配配置的营养土,为植物的生长提供适宜的生长环境,这是生态恢复的基础。为了尽快恢复生态系统,首先应选择速生的先锋植物,为后续生长的植物创造条件,然后选择耐热、耐瘠、耐寒、耐旱、耐湿等生性粗放的优良植物组合,以确保在极端不利条件下仍能保持良好的坡面植被覆盖。由于生态系统的自适应、自组织、自我修复功能,既使局部出现了小规模的滑移,但由于植物的再生和植物根系的穿插功能,边坡很快有会自我修复。通过植被的建立,为动物的生存提供适宜的生长环境,维持生态多样性,增强生态系统的自我平衡能力。
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二、边坡生态工程的设计与施工
2.1营养土的配制与固定
营养土质主要由肥料、砂质黏土构成。肥料由钾、磷、氮等无机肥料和具有富营养的有机肥按照一定比例调配而成。肥料和砂质黏土的配合比由现场土质营养试验确定,营养土的固定采用边坡槽内回填和坡面覆盖的方式,种植尺寸:0.2m×0.2m×0.2m,采用U型钉锚土工网固定。
2.2植物的选择与种植
植物的选择应考虑光照、温度、水、地形、植物特性、边坡特点等因素,选择耐酸碱、耐瘠、耐干湿、冷暖均适宜的植物组合,以维持生态系统稳定性和平衡性,减少后期维护工作。草种的布置应通过现场试验确定,避免植被覆盖度过高造成水分、光照、营养无法满足要求。边坡的生态恢复区域应喷播草种,且应间隔种植,并根据实际植被生长状况适时改变植被组合或进行间苗和增苗措施。
2.3边坡治理工程施工
2.3.1清理护坡松土清除护坡面松动和不稳定的碎石,利用黏土铺填,并夯
实易滑坡区域,按间隔1m的正方形网格嵌入竹筋以增强固定和防滑作用。
2.3.2护坡顶部截水沟施工在距离护坡顶内侧5m处开挖截水天沟,利用浆砌石保护槽面,以避免坡顶被雨水冲刷。
2.3.3种植槽的开挖与回填施工开挖的尺寸按横、纵向1m和2m间距设
置长方形网格状,槽深为20cm,槽内回填营养土、压实。
2.3.4覆盖营养土现场按营养土配置要求,配置一定比列营养土于坡面上,厚20cm左右。
2.3.5土工网施工在覆有营养土的护坡面上,铺放一层土工网,该网在坡顶
和坡脚处置于固定槽内,以间距1m打入U型钉固定,并用回填土压实。坡面亦利用此种方式按1m间距利用U型钉固定进行固定,对于土工网重叠部分,先缝结牢固再打U型钉固定。
2.3.6植苗喷播草种在种植槽内,利用不同苗木相间种植,其间喷盖含草种的营养土一层。
2.3.7覆盖地膜定期维护通过以上施工步骤后,先均匀洒水,后铺盖地膜,两地膜之间重叠20cm。根据植被生长状况和剖面土壤情况适时洒水、喷药和施肥,后利用植被密度进行增苗、间苗、剪枝或改变植物组合。
3结语
生态环境是一个整体,不仅是一种自然环境,是由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统的综合。主要或完全由自然因素形成,生物,主要是人类在其中则是一种行为主导力量,在对自然环境进行改变的过程中也在间接、潜在、长远地受着环境对其生存和发展的影响。
参考文献
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作者简介
姓名:甘春霞(1984.04.30),籍贯:广西南宁市,民族:汉,学历:本科,职称:中级工程师,职务:造价工程师,单位:广西中宇工程咨询有限公司,研究方向:道路边坡防护及生态美化。
论文作者:甘春霞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/12
标签:植被论文; 生态论文; 护坡论文; 植物论文; 营养论文; 锚固论文; 防护论文; 《防护工程》2018年第11期论文;