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    邊坡綠化工程中的難點問題


    公路、鐵路、水利等工程建設與自然環境密切相關。其工程規模大、項目多、涉及面廣,土石填挖工程形成的大量土石裸露邊坡,破壞了既有植被,對當地生態環境影響較大,以往通常采用單純的工程防護,如漿(干)砌片石、噴錨防護等,這些工程措施都導致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩等一系列生態環境和工程問題。國家已經十分重視工程建設中的生態建設和環境?;?,國務院下達了[2000]31號文件“關于進一步推進綠色通道建設的通知”,工程建設中的生態建設、環境?;ひ煙嶸弦槌?,這對整個工程建設的可持續發展戰略的實施起到了推動作用。 

         2.邊坡生態防護現狀 
          近十多年來人們開發出了多種既能起到良好邊坡防護作用,又能改善工程環境、體現自然環境美的邊坡植物防護新技術,與傳統的坡面工程防護措施共同形成了邊坡工程植物防護體系。 
          根據不同的邊坡土質條件,采用不同的施工方法和施工工藝可將邊坡植物防護技術分為:
               ①人工種草護坡;
               ②平鋪草皮護坡;
               ③液壓噴播植草護坡;
               ④土工網植草護坡;
               ⑤OH液植草護坡;
               ⑥行栽香根草護坡;
               ⑦蜂巢式網格植草護坡;
               ⑧客土植生植物護坡;
               ⑨噴混植生植物護坡。
         各類邊坡植物防護技術的主要作用及應用條件各不相同。 
        
         2.1人工種草護坡 

         人工種草護坡,是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統邊坡植物防護措施。多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質路塹和路堤邊坡防護工程。具有施工簡單、造價低兼等特點。但由于草籽播撒不均勻,草籽易被雨水沖走,種草成活率低等原因,往往達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程,使得該技術近年應用較少。 

        2.2平鋪草皮護坡 
        平鋪草皮護坡,是通過人工在邊坡面鋪設天然草皮的一種傳統邊坡植物防護措施。具有施工簡單、工程造價較低等特點。適用于附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質及嚴重風化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護工程,是設計應用最多的傳統坡面植物防護措施之一,但由于施工后期養護管理困難,平鋪草皮易被沖走,且成活率低,工程質量往往難以保證,達不到滿意的邊坡防護效果,而造成坡面沖溝,表土流失、坍滑等邊坡病害,導致大量的邊坡病害整治、修復工程。近年來,由于草皮來源緊張,使得平鋪草皮護坡的作用逐漸受到了限制。 

        2.3液壓噴播植草護坡 
        液壓噴播植草護坡,是國外近十多年新開發的一項邊坡植物防護措施,是交草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內配水攪勻,通過機械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。其特點是:①施工簡單、速度快;②施工質量高,草籽噴播均勻發芽快、整齊一致;③防護效果好,正常情況下,噴播一個月后坡面植物覆蓋率可達70%以上,二個月后形成防護、綠化功能;④適用性廣;⑤工程造價低。目前,國內液壓噴播植草護坡在公路、鐵路、城市建設等部門邊坡防護與綠化工程中使用較多。 

        2.4土工網植草護坡 
        土工網植草護坡,是國外近十多年新開發的一項集坡面加固和植物防護于一體的復合型邊坡植物防護措施。該技術所用土工網是一種邊坡防護新材料,是通過特殊工藝生產的三維立體網,不僅具有加固邊坡的功能,在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發芽、生長的作用隨著植物生長、成熟,坡面逐漸被植物覆蓋,這樣植物與土工網就共同對邊坡起到了長期防護,綠化作用,土工網植草護坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷,在一定條件下可替代漿(干)砌片石護坡。目前,國內土工網植草護坡在公路、堤壩邊坡防護工程中使用較多,鐵路部門相對較少。 

       2.5 OH液植草護坡 
        該項技術是國外近十多年新開發的一項邊坡化學植草防護措施。它是通過專用機械,將新型化工產品HYCEL?OH液用水按一定比例稀釋后和草籽一起噴灑于坡面,使之在極短時間內硬化,而將邊坡表土固結成彈性固體薄膜,達到植草初期邊坡防護目的,3~6個月后其彈性固體薄膜開始逐漸分解,此時草種已發芽、生長成熟,根深葉茂的植物已能獨立起到邊坡防護、綠化雙重效果,具有施工簡單、迅速,不需后期養護,邊坡防護、綠化效果好等特點。盡管OH液植草護坡具有理想的邊坡防護、綠化效果,但由于該技術所用的這種HYCEL?OH液還末能實現國產化,使得其工程造價較高綜合造價達40元/m2左右,故目前還無法推廣應用。只是在京九鐵路等個別工點進行了嘗試性試驗。 

        2.6行栽香根草護坡 
         香根草是近十多年才被人們“重新發現”的一種禾本科植物,具有長勢挺立,在3~4月內可長成茂密的活籬笆;根系發達、粗壯,一年內一般可深入地下2~3m;根系抗拉強度大,達75MPa,耐旱、耐澇、耐火、耐貧瘠、抗病蟲、適應能力極強等特點。行栽香根草護坡就是在土質邊坡上行栽香根草進行邊坡防護的一種工程措施,該技術充分利用了香根草的優良特征,具有顯著增強邊坡穩定性和理想的固土護坡功能,大有取代傳統片石護坡之趨勢。目前國內應用較少,還有待于在公路、鐵路、堤壩、城市建設等邊坡防護工程中進一步試驗推廣。 

        2.7蜂巢式網格植草護坡 
         蜂巢式網格植草護坡,是一項類似于干砌片石護坡的邊坡防護技術。是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網格后,在網格內鋪填種植土,再在磚框內栽草或種草的一項邊坡防護措施。該技術所用框磚可在預制場批量生產,其受力結構合理,拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流,減緩水流速度,防止坡面沖刷,?;げ萜ど?。這種護坡施工簡單,外觀齊整,造型美觀大方,具有邊坡防護、綠化雙重效果,工程造價適中,略高于漿砌片石骨架護坡,該技術多用于填方邊坡的防護。 

        2.8客土植生植物護坡 
         客土植生植物護坡,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。該技術的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,多用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以由機械拌和,掛網實施容易,因此施工的機械化程度高,速度快,無論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網噴砼防護要優越,而且植被防護效果良好,基本不需要養護即可維持植物的正常生長。該技術在公路邊坡防護中已被大量應用,在日本等國家已經被作為邊坡綠化的常規方法加以應用。 

         2.9噴混植生植物護坡 
          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,植物依靠“基材”生長發育,形成植物護坡的施工技術,具有防護邊坡、恢復植被雙重作用,可以取代傳統的噴錨防護、片石護坡等圬工措施。該技術使用的種植基材由種植土、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,良好的配方能夠達到在陡于1∶0.75的巖質邊坡上既具備一定的強度?;て旅婧偷摯褂晁逅?,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。該技術已廣泛應用于鐵路、公路、水利等各類巖石邊坡綠化防護工程。 

         3.邊坡綠化工程中的難點問題 
          隨著邊坡植物防護技術的推廣應用,各類邊坡植物防護技術已發展成為公路、鐵路綠色通道建設中的重要組成部分,但也存在一些難點問題。 

          3.1邊坡植草的退化 
          在公路、鐵路等工程建設中,其邊坡綠化防護上投入的資金比例較低,在低投入、低養護或無養護情況下,邊坡草坪處于自生自養狀態,極易退化、死亡。因為人工種植草種生長較弱、品種單一,隨著時間的增長,在養分水分供應較差的邊坡上都會呈現不同程度的草坡退化現象,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草被退化得不到解決,不僅造成重復建設、資金浪費,而且起不到邊坡綠化防護效果,最終可能會引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。 

         3.2噴播時的植物種子配比與最終植物狀態 
         在較短的時間內把開挖的邊坡恢復到自然狀態,施工者將面臨:①植物種子的配比如何確定;②如何考慮當地自生優勢群落的結構特點進行種子配比;③如何確定噴播時的植物配比與最終形成的植物群落之間的動態關系。只有對這些問題作詳盡的調查研究分析,才能正確指導施工,否則邊坡的植物生長將無法實現人工強制綠化向原始植物群落的順利演替。 

        3.3干旱對土體很薄的坡面植物構成威脅 
         開挖后的巖石邊坡,巖石層厚、整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植物綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱、夏伏季炎熱,土體養分逐漸流失,土壤肥力降低,如何解決邊坡呈現的無土、缺水、缺肥的狀態及邊坡植被面臨的干、熱威脅,這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態效益。 

         4.邊坡綠化工程可持續發展的著眼點 
          可持續發展,是指在人類與自然和諧的前提下,不斷提高人類的生活質量和環境承載能力,滿足當代人的需求又不損害對子孫后代的需求;滿足一個區域或一個國家的需求面又不損害其他區域或國家的需求。根據可持續發展內涵的要求,邊坡綠化工程中應著眼于與自然環境(生態系統)的協調性和環保生態功能,結合目前國內邊坡綠化防護工程現狀及問題,提出以下對策與建議。 

         4.1注重邊坡生態防護的設計與資金投入 
        在公路、鐵路設計與建設中,人們常將設計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而生態功能的設計與投資力度不足,生態防護工程往往采取低價中標的方式,這種低投入、低質量的惡性循環,使邊坡生態環境發展不夠好,抗災能力不強等。應建立和加大公路、鐵路邊坡建設、養護和生態環境?;さ淖ㄏ鈄式?,在設計上要深入細化,根據不同氣候條件、不同環境、不同區域結合具體情況單獨設計,注重落實邊坡的生態環境?;し槳?。 

         4.2邊坡植草退化的防治技術 
         防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結合,盡量模擬出當地的植物群落結構,走向本地化。實際上國外已經開始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質或石質邊坡上,采用草灌結合的客土噴播或噴混植生技術施工,可以將草種和灌木樹種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構建喬灌草立體防護生態體系,達到恢復自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應走本地化的道路,以地帶性植被、鄉土植物為基調,適當引進適于本地生長條件的野生植物和外地植物。同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、豆科植物與非豆科植物的結合,還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物,這樣才能使植物更能適應當地氣候與自然植被融為一體,建設一個具有生物多樣性的穩定的、生命力強的立體生態群落。 

         4.3積極引進開發邊坡生態防護新技術 
         邊坡綠化工程中的難點問題,是對邊坡生態防護可持續發展和環境科學技術的挑戰,邊坡生態防護技術涉及到工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環境生態學等學科,必須不斷在這些理論領域有所突破,積極引進開發新材料、新工藝及配套施工機械設備,充分吸收新的科研成果、先進技術和工程施工經驗,注重國際和行業間的技術交流與合作。總之,提高邊坡生態防護技術的科技含量,是邊坡綠化防護工程成敗的重要環節。 

         目前在邊坡綠化防護工程中,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護施工技術;在邊坡綠化養護工程中,滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節約水資源、提高成活率、促進草灌木植物生長的灌溉技術;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、農菌及各種微生物肥料的應用,具有促進植物生根、生長和發育,提高植物的生理機能和抗逆性。在這些新技術的應用過程中,還有許多問題和工藝需要探討、改進,使其成本更低、操作更為簡單、效果更好。隨著邊坡生態防護各項科研技術的不斷深入,其各項新技術新工藝的應用將日趨完善和成熟。 

    5.結論 
        ①在邊坡植物綠化防護施工措施中,根據目前的國情、機械化施工程度、適用性、經濟性和質量效果比較,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態防護施工技術,符合邊坡綠化工程可持續發展的理念,值得普遍推廣應用。 
        ②正確的決策必須建立在相關科學研究的基礎上,在邊坡生態防護方面,針對難點問題有必要開展系列研究,加大這方面的科研投入,積極引進先進的技術和設備,鼓勵和扶持施工企業朝生態防護專門化隊伍方向發展,為徹底解決邊坡生態防護可持續發展問題提供堅定的基礎。 
        ③在公路、鐵路設計與建設中,應將生態功能與工程功能及安全功能同等考慮,并根據具體情況相應提高經費投入的比例,其可持續發展的生態效益是巨大的。 
        ④邊坡生態防護工程建設,應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念,采取一切措施,盡快恢復邊坡原來的自然植物,使防護工程的植被與周圍環境融為一體。根據當地的生態植物結構,將喬、灌、草有機結合、合理配置,恢復其生態平衡,實現人工強制綠化向自然植被的自我繁衍。