浅谈边坡生态防护及其可持续发展

2022-09-11

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题, 也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决得焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调, 导致了人类赖以生存环境的生态破坏, 同时也制约了社会经济的可持续发展, 对人类的生存和社会的发展构成了威胁。因此, 项目开发和环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题, 在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境, 是我们必须正和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护, 国务院下达了【2000】31号文件“关于进一步推进卢瑟通道建设的通知”, 工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程, 这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

1 边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用, 用能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护的新技术, 与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件, 介绍几种应用较为广泛的防护措施: (1) 液压喷播植草护坡; (2) 土工网植草护坡; (3) 蜂巢式网格植草护坡; (4) 客土植生植物护坡; (5) 喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护记住主要作用及应用条件个不相同。

1.1 液压喷播植草护坡

该技术是交草籽、肥料、粘合剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀, 通过机械加压和压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:施工简单、速度快、质量高、防护效果好、造价低等。正常情况下, 喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上, 两个月形成护坡、绿化功能。目前, 国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门使用较多。

1.2 土工网植草护坡

该技术所用土工网是一种边坡防护新材料, 是通过特殊工艺生产的三维立体网, 不仅具有加固边坡的功能, 在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟, 坡面逐渐被植物覆盖, 这样植物与土工网就共同对边坡起到长期防护, 绿化作用, 土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷, 在一定条件下可替代浆 (干) 砌片石护坡。目前, 国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多, 铁路部门使用较少。

1.3 蜂巢使网络植草护坡

该技术市一相类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的便婆婆面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后, 在网格内铺填种植土, 再在砖框内载草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产, 其受力结构合理, 拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流, 减缓水流速度, 防止坡面冲刷, 保护草皮生长。这种护坡施工简单, 外观齐整, 具有边坡防护、绿化双重功效, 工程造价适中, 略高于浆砌片石骨架护坡。该技术多用于填方边坡的防护。此种防护在我所在新疆精伊霍铁路的建设中得到了广泛的应用。

1.4 客土植生植物护坡

该技术是在边坡坡面上挂网机械喷填 (或人工铺设) 一定厚度适宜植物生长的土壤或基质 (客土) 和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点可根据地质和气候条件进行基质和种子配方, 从而具有广泛的适应性, 多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌合, 挂网实施容易, 因此施工的机械化程度高, 速度快, 无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越, 而且植被防护效果良好, 基本不需要养护就可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用。

1.5 喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡, 是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后, 采用专用喷射机, 将拌合均匀的种植基材喷射到坡面上, 植物依靠“基材“生长发育, 形成植物护坡的施工技术, 具有防护边坡、恢复植被双重作用, 可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的植物基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成, 其种植物基材的配方是成功的关键, 良好的配方能够达到在陡于1:0.75的岩质边坡上即具备一定的强度保护面和抵抗雨水冲刷, 又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

2 边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用, 给类边坡植物防护技术以发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分, 但也存在一些难点问题。

2.1 边坡之草的退化

在公路、铁路等工程建设中, 其边坡绿化防护上投入的资金比较低, 再低投入、低养护或无养护情况下, 如何解决边坡草坪处于自生自养状态, 极易退化、死亡的问题。

2.2 干旱对于土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡, 岩石层厚、整体性好, 随着时间的增长, 秋冬季干旱、夏伏季炎热, 土体养分逐渐流失, 如何解决边坡呈现无水、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁。

3 边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展, 是指在人类与自然和谐的前提下, 不断提高人类的生活质量和环境承载能力, 满足当代人的需求又不损害子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求而又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求做出以下对策和建议。

3.1 注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中, 人们常将重点和大量资金放在它的功能及安全功能上, 而生态功能的设计与投入力度远远不足, 生态防护工程往往采取低价中标的方式, 这种低投入、低质量的恶性循环, 是边坡生态环境发展不够好, 抗灾能力不够强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金, 根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计, 注重落实边坡的生态环境保护方案。

3.2 边坡植草退化的防治技术

防治边坡植草被退化的重要措施就是乔灌草相结合, 实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的, 在较高的贫瘠土质或石质边坡上, 采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工, 可以将草种和灌木树种进行混播, 早期以草坪防护为主, 后期以灌木防护为主, 构建乔灌草立体防护生态体系, 达到恢复自然植被的目的。

3.3 积极引进开发新技术

开发新技术是对边坡防护可持续发展和环境科学技术的挑战, 边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科, 必须不断在这些理论领域有所突破, 积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备, 充分吸收新的科研成果、先进技术和施工经验, 注重国际和行业间的技术交流与合作。之, 提高边坡生态防护的技术含量, 是边坡绿化防护工程成败的重要环节。