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目前在黄土地区工程建设中会形成了很多裸露边坡,其破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。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,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,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。
1 土工合成材料生态护坡
土工合成材料生态护坡技术包括土三维网植草绿化技术、土工格栅(网)植草绿化技术和土工格室植草绿化技术。应根据边坡的坡比、岩性等特点来选择合适的生态护坡技术。土质边坡常使用喷播和撤播技术进行边坡生态防护,岩质边坡还需通过喷播或土工格室内回灌土等技术处理,保证有一定厚度的种植基土。
(1)土工格栅(网)植草护坡
土工格栅(网)植草护坡适用于边坡自身稳定,坡比缓于1:0.75的土质或易于风化的泥、页岩边坡,第四系砾石土边坡。当边坡坡率陡于1:0.75时,应加密锚钉间距及改用锚杆固定,并选用高强度格栅。
(2)土工格室植草护坡
土工格室植草护坡(图1)是在展开并固定于坡面上的土工格室内填充种植土,然后在其上均匀撒(喷)播草种进行绿化。该护坡方法施工方便,可调节性较好,适用于坡比缓于1:0.75的土质和石质边坡,经灌注混凝土特殊加固后的碎石边坡也可应用。
(3)三维植被网喷草防护
采用三维植被网喷草防护,植物根系与三维植被网交织形成致密的覆盖层,对路基被面形成连续和长期的持久保护,使坡面不受日晒雨淋而自然侵蚀剥落,达到固土的目的。该方法适用面广,但在干旱、半干旱地区应保证养护用水的持续供给,适用于各类土质边坡,包括路堤和路堑边坡,强风化岩石边坡也可应用,土石混合路堤边坡经过处理后可用。坡度不陡于1:0.75的泥岩、页岩等稳定的软质岩边坡和土质边坡,边坡应易于人工开挖楔形沟,且易风化,并含有植物生长的矿物元素。
(4)结构型式
平铺式土工格室护坡适于较缓边坡,一般坡率应小于1∶1;当坡率大于1∶1而缓于1∶0.5时,一般采用叠置式护坡型式。坡率大于1∶0.5的边坡应慎用土工格室护坡。
绿化防护板结构型式见图2。图中绿化防护板、三角形隔板附件、定位孔、固定快分别标注为4、3、2、1。绿化防护板与带有固定块的三角形隔板附件共同组成具有3个面的空间结構。塑料绿化防护板下方相距30—500mm间冲有定位孔,可供塑料绿化防护板紧固钉钉入开挖面。塑料绿化防护板与绿化带带有固定块的三角形隔板附件连接后与开挖面形成一个断面为三角状的三维空间结构。三角形隔板附件的外形尺寸取决于开挖面的角度以及工程的要求。带有固定块1的三角形隔板附件的塑料绿化防护板的横向延长由铰链连接实现。
图2 绿化防护板结构型式示意图
2综合植物护坡
综合植物护坡是在坡面上浇筑混凝土框架或浆砌片石骨架,然后在骨架或框架内的坡面土体裸露部位采用人工种植或机械喷播的方式建植草皮或灌木。常见的骨架(网格)护坡主要有浆砌片石(混凝土块)骨架植草防护和锚杆混凝土框架植草防护。浆砌片石(混凝土块)骨架形式多样,主要有拱形骨架、菱形骨架、人字形骨架、六边形(圆形、鱼鳞形)混凝土空心块等;因此,综合防护的形式是多种多样的(表1)。综合植物护坡在黄土地区高速公路隧道入口边坡以及路堤边坡等多处地方都有应用。据调查了解,在使用综合植物护坡的路段,只要有植物生长的部位,没有出现骨架或砼框架背后的土体被水蚀掏空现象,证明了综合植物护坡可以解决硬质构筑物与黄土的结合部位易破坏的难题。
新型植被防护带是将PE、PP、PS等高分子材料制成条带状片材。根据工程实际情况,采用若干附件铆接,或直接在片材上成型孔再弯曲成所需的形状铺设在坡面上。在植被防护带所铸成的空间内添入人工配制的营养土和种子,随着植被生长完成坡面防护体系的建造。
新型植被防护带的优点是工艺简单、出苗率高、覆盖度大、绿化种植面积小(有效绿化面积为坡面的水平投影面积),绿化效果好,成本低廉;另外,在植物自身的防护能力失去之后,铺设在坡面上的高分子片材仍对坡面具有良好的保护作用。
4植被混凝土生态护坡
植被混凝土边坡绿化技术是采用由砂壤土、水泥、有机质、特有的添加剂混合组成的材料对岩石边坡进行防护和绿化的一种新技术。此技术的核心是水泥的大量应用,增强护坡强度和抗冲刷能力,快速营造植物生长的环境。植被混凝土生态防护技术不仅可以较好地解决岩质边坡防护与快速绿化问题,而且在灌草植被与基材的共同作用下,基材的抗侵蚀性会得到进一步的增强。保障植被快速成型及生态稳定性。
植被混凝土生态护坡包括以下工序:坡面整理、镀锌铁丝网和锚钉的铺设安装、植被混凝土制备、植被混凝土喷植(基层喷植、表层喷植),通过第一次混射混合基质用于营造植被生长的有效空间,稳固岩层结构,通过第二次混射技术最大限度地防止水土流失和坡面坍塌,同时有利于建立生物多样化的生态群落,大大提高绿化效果和生态效益;通过设置钢筋混凝土层墙面和由边坡岩体和锚杆构成的锚索墙墙体,有效防止了高陡边坡深层滑动、浅层坍滑和坡面局部溜坍;另外,设置的喷混植生层能提高边坡的绿化效果,同时进一步增强边坡的稳定性。
边坡生态防护工程建设,应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,采取一切措施,尽快恢复边坡原来的自然植物,使防护工程的植被与周围环境融为一体。根据当地的生态植物结构,将乔、灌、草有机结合、合理配置,恢复其生态平衡,实现人工强制绿化向自然植被的自我繁衍。
参考文献:
[1] 周培德、张俊云,植被护坡工程技术,北京:人民交通出版社,2003:106
[2]王可钧、李焯芬,植物固坡的力学简析,岩石力学与工程学报,1998,17(6):687~691
[3]李勇,黄土高原植物根系与土壤抗冲刷性,北京:科学出版社,1995
[4]向师庆等,灌草丛根系在保护土壤资源上的研究,东北林业大学学报,1988,(4):24-30
[5]李勇等,黄土高原植物根系提高土壤抗冲性能的研究Ⅰ油松人工林根系对土壤抗冲性的增强效应,水土保持学报,1990,(1):1-5
1 土工合成材料生态护坡
土工合成材料生态护坡技术包括土三维网植草绿化技术、土工格栅(网)植草绿化技术和土工格室植草绿化技术。应根据边坡的坡比、岩性等特点来选择合适的生态护坡技术。土质边坡常使用喷播和撤播技术进行边坡生态防护,岩质边坡还需通过喷播或土工格室内回灌土等技术处理,保证有一定厚度的种植基土。
(1)土工格栅(网)植草护坡
土工格栅(网)植草护坡适用于边坡自身稳定,坡比缓于1:0.75的土质或易于风化的泥、页岩边坡,第四系砾石土边坡。当边坡坡率陡于1:0.75时,应加密锚钉间距及改用锚杆固定,并选用高强度格栅。
(2)土工格室植草护坡
土工格室植草护坡(图1)是在展开并固定于坡面上的土工格室内填充种植土,然后在其上均匀撒(喷)播草种进行绿化。该护坡方法施工方便,可调节性较好,适用于坡比缓于1:0.75的土质和石质边坡,经灌注混凝土特殊加固后的碎石边坡也可应用。
(3)三维植被网喷草防护
采用三维植被网喷草防护,植物根系与三维植被网交织形成致密的覆盖层,对路基被面形成连续和长期的持久保护,使坡面不受日晒雨淋而自然侵蚀剥落,达到固土的目的。该方法适用面广,但在干旱、半干旱地区应保证养护用水的持续供给,适用于各类土质边坡,包括路堤和路堑边坡,强风化岩石边坡也可应用,土石混合路堤边坡经过处理后可用。坡度不陡于1:0.75的泥岩、页岩等稳定的软质岩边坡和土质边坡,边坡应易于人工开挖楔形沟,且易风化,并含有植物生长的矿物元素。
(4)结构型式
平铺式土工格室护坡适于较缓边坡,一般坡率应小于1∶1;当坡率大于1∶1而缓于1∶0.5时,一般采用叠置式护坡型式。坡率大于1∶0.5的边坡应慎用土工格室护坡。
绿化防护板结构型式见图2。图中绿化防护板、三角形隔板附件、定位孔、固定快分别标注为4、3、2、1。绿化防护板与带有固定块的三角形隔板附件共同组成具有3个面的空间结構。塑料绿化防护板下方相距30—500mm间冲有定位孔,可供塑料绿化防护板紧固钉钉入开挖面。塑料绿化防护板与绿化带带有固定块的三角形隔板附件连接后与开挖面形成一个断面为三角状的三维空间结构。三角形隔板附件的外形尺寸取决于开挖面的角度以及工程的要求。带有固定块1的三角形隔板附件的塑料绿化防护板的横向延长由铰链连接实现。
图2 绿化防护板结构型式示意图
2综合植物护坡
综合植物护坡是在坡面上浇筑混凝土框架或浆砌片石骨架,然后在骨架或框架内的坡面土体裸露部位采用人工种植或机械喷播的方式建植草皮或灌木。常见的骨架(网格)护坡主要有浆砌片石(混凝土块)骨架植草防护和锚杆混凝土框架植草防护。浆砌片石(混凝土块)骨架形式多样,主要有拱形骨架、菱形骨架、人字形骨架、六边形(圆形、鱼鳞形)混凝土空心块等;因此,综合防护的形式是多种多样的(表1)。综合植物护坡在黄土地区高速公路隧道入口边坡以及路堤边坡等多处地方都有应用。据调查了解,在使用综合植物护坡的路段,只要有植物生长的部位,没有出现骨架或砼框架背后的土体被水蚀掏空现象,证明了综合植物护坡可以解决硬质构筑物与黄土的结合部位易破坏的难题。
新型植被防护带是将PE、PP、PS等高分子材料制成条带状片材。根据工程实际情况,采用若干附件铆接,或直接在片材上成型孔再弯曲成所需的形状铺设在坡面上。在植被防护带所铸成的空间内添入人工配制的营养土和种子,随着植被生长完成坡面防护体系的建造。
新型植被防护带的优点是工艺简单、出苗率高、覆盖度大、绿化种植面积小(有效绿化面积为坡面的水平投影面积),绿化效果好,成本低廉;另外,在植物自身的防护能力失去之后,铺设在坡面上的高分子片材仍对坡面具有良好的保护作用。
4植被混凝土生态护坡
植被混凝土边坡绿化技术是采用由砂壤土、水泥、有机质、特有的添加剂混合组成的材料对岩石边坡进行防护和绿化的一种新技术。此技术的核心是水泥的大量应用,增强护坡强度和抗冲刷能力,快速营造植物生长的环境。植被混凝土生态防护技术不仅可以较好地解决岩质边坡防护与快速绿化问题,而且在灌草植被与基材的共同作用下,基材的抗侵蚀性会得到进一步的增强。保障植被快速成型及生态稳定性。
植被混凝土生态护坡包括以下工序:坡面整理、镀锌铁丝网和锚钉的铺设安装、植被混凝土制备、植被混凝土喷植(基层喷植、表层喷植),通过第一次混射混合基质用于营造植被生长的有效空间,稳固岩层结构,通过第二次混射技术最大限度地防止水土流失和坡面坍塌,同时有利于建立生物多样化的生态群落,大大提高绿化效果和生态效益;通过设置钢筋混凝土层墙面和由边坡岩体和锚杆构成的锚索墙墙体,有效防止了高陡边坡深层滑动、浅层坍滑和坡面局部溜坍;另外,设置的喷混植生层能提高边坡的绿化效果,同时进一步增强边坡的稳定性。
边坡生态防护工程建设,应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,采取一切措施,尽快恢复边坡原来的自然植物,使防护工程的植被与周围环境融为一体。根据当地的生态植物结构,将乔、灌、草有机结合、合理配置,恢复其生态平衡,实现人工强制绿化向自然植被的自我繁衍。
参考文献:
[1] 周培德、张俊云,植被护坡工程技术,北京:人民交通出版社,2003:106
[2]王可钧、李焯芬,植物固坡的力学简析,岩石力学与工程学报,1998,17(6):687~691
[3]李勇,黄土高原植物根系与土壤抗冲刷性,北京:科学出版社,1995
[4]向师庆等,灌草丛根系在保护土壤资源上的研究,东北林业大学学报,1988,(4):24-30
[5]李勇等,黄土高原植物根系提高土壤抗冲性能的研究Ⅰ油松人工林根系对土壤抗冲性的增强效应,水土保持学报,1990,(1):1-5