我国地质灾害防治工程的边坡绿化技术与现状

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中国地质灾害与防治学报

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JK!近年来!我国地质灾害防治工程!更注重工程建设与环境保护相互协调发展!强化了防治工程的绿色环保意

识!使地质灾害治理与生态环境保护成为一个相辅相成的统一体!实现人与自然的和谐"为了恢复工程建设中因开挖大量边坡而遭到破坏的植被!我国在灾害治理和边坡防护工程中的生态防护技术方法及边坡绿化的草种选择方面有了长足的进步"目前边坡生态治理常用的方法主要有#大类#植生卷铺盖法$挂三维网植草$液压喷播$生态多孔混凝土绿化法$浆砌空心砖培土种草及喷混植草"边坡绿化草种的选择!应考虑边坡的地域$气候$土壤$当地植被!绿化的持续年限%防止植被的退化&!以及与周围环境的协调"

LMN!边坡防护’边坡生态治理’草种选择’草被退化OPQR!!%%&!(%&*""%%’$,-!%%&)!%’

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!引言

在公路!铁路!水利!电力!矿山!地质灾害

皮将很快枯死#由于一般边坡持水性差"浇灌不便"所以所铺草皮成活率低#此外"所铺草皮品种单一"与原边坡杂草等植物群落竞争力较差"在自然状态下"草坪快速地退化#如广东开)平*

防治等工程建设中"经常要开挖大量的边坡#边坡的开挖破坏了原有植被"造成了一系列新的生态环境问题$如水土流失%滑坡!泥石流!局部小气候的恶化及生物链的破坏等$因此"环境问题正是当前人类面临的严峻挑战之一$我国提出全面建设小康社会的战略目标"其中包括&可持续发展能力不断增强"生态环境得到改善"资源利用效率显著提高"促进人与自然的和谐"推动整个社会走向生产发展%生活富裕%生态良好的文明发展道路’$

近年来"我国工程界的科技工作者已在边坡防护%滑坡治理等领域进行了卓有成效的科研开发和实际应用工作"取得了丰硕的成果$

$佛)山*高速公路"云南玉)溪*$元)江*高

速路等边坡植草都呈现不同程度的草被退化$更严重的如京九铁路常)平*$平)湖*段以及广$深高速铁路改造工程路基边坡"由于草皮成活率低而被迫改为圬工护坡$这种绿化方法"草被退化是个十分突出和严重的问题"需要进一步研究并加以解决$

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这是目前应用较多的一种边坡防护和绿化的方法$适用于较缓的土质及部分沙石土边坡"不能用于陡坡和岩石边坡$三维网一般由聚氯乙烯材料制成"具有很好的抗老化能力"它能极大地减轻水对边坡土的冲刷剥蚀"从而达到护坡和保护草种的目的$待草种发芽形成植被时"草根生长与三维网即形成地面网系"坡面土层!三维网和草坪共同组成立体坡面防护体系"达到护坡目的$三维网植草具有工艺简单"操作方便"施工

"边坡生态治理的技术方法

边坡绿化常用的方法主要有#大类(植生卷铺

盖法%挂三维网植草%液压喷播%生态多孔混凝土绿化法%浆砌空心砖培土种草和喷混植草#

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即铺草皮#适用于需要迅速得到防护或绿化的土质边坡"也用于强风化的软质岩石边坡#考虑到施工的难度"只能用于低矮边坡和人能到的边坡#

草皮在移植过程中"根系损伤较大"在重新扎根前"将渡过一个萎蔫休克期#此期间要求应保持湿润的环境"否则由于水分供应不及时"草

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中国地质灾害与防治学报

32

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速度快的特点!实际应用较多"但其效果比不上液压喷播"

15454挖沟换土液压喷播

这是针对国内劳动力费用相对低廉而采用的一

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有湿法喷播#客土液压喷播及挖沟换土液压喷播

种方法"适用于中风化至强风化岩石边坡"最大的优点是成本低廉"

施工工艺流程&土$6@AB?1%’

$6%在坡面上人工开挖出间

$1%回填有机肥

距32#$#深6="12#$的浅沟’

4种方法"严格地说!挖沟换土液压喷播也是客土液

压喷播中的一种"但因其特殊性!而将其单独列出"

15456湿法喷播

这是利用流体原理将优选的绿化种子7草种#

$4%将混和草种#肥料#覆盖材

料#土壤改良剂#土壤稳定剂#种子粘结剂$纸浆等%#色素及水用机械均匀混合成浆状!靠液压喷播附着在坡面上’

$3%加盖无纺布"

如&京九铁路线平湖南编组站路基边坡$砂岩#页岩#粉砂岩!挖方4=$高!填方1C$高"%挖沟换土喷播C99:1?1"据介绍!挖方地段植草工程造价为:53=元B?1!填方地段为45=3元B?1!综合单价为953=元B?176::C年施工8"

树种#花种8#粘着剂$种子粘结剂%#肥料#保水剂#土壤改良剂#土壤稳定剂#覆盖材料$纤维%#着色剂等与水按一定比例充分混合后成喷浆!通过液压喷播机直接喷射到待绿化区域上的一种植草方法"常用于高速公路#铁路#堤坝#高尔夫球场等固土护坡和大面积绿化"如用于边坡!则要求坡面上有一定深度的土层!并且坡度较缓"

纤维和胶体形成半透明的保湿表层!大大减少水分的蒸发!给种子发芽提供水分#养分及遮荫条件"纤维胶体和土表粘合!使种子遇风#降雨#浇水不会冲失!具有良好的固种保苗作用"如果施工在暴雨季节或坡面较陡!则要求加盖一层无纺布"液压喷播植草技术为机械化施工!要有施工效率高#草生长均匀#微密!成坪速度快等优点!不但实际应用多!而且绿化效果好"

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此为日本研制的一种方法"由多孔混凝土!充填材料!表层土4个部分组成"其中多孔混凝土由粗骨料$3"<号碎石%#水泥$混有高炉炉渣#硅灰等以降低碱性%及适当的细骨料$<号硅砂%混合配制而成’充填材料有保水剂和难溶性肥料等!充填在多孔混凝土的孔隙中’表层土铺设于多孔混凝土表面!形成植被发芽的空间并减少混凝土中水分蒸发!同时提供植被发芽初期的养分供给"这一方法在日本是成功的"缺点是成本太高!不适合我国国情"

在我国!天津水利所的多孔混凝土绿化法是在无沙大孔混凝土中掺加部分酸性聚合物及聚丙稀纤维等高分子材料预制砌块"同时在砌块孔隙中充填腐植土#种子#缓释肥料#保水剂等混合材料!并在混凝土表层采用植物纤维覆盖!创造适宜植物生长的环境!种子发芽生长形成植物被"于1221年在天津外河改造工程中进行了大面积野外实验!结果表明&青草能在无沙大孔混凝土内布满根系"目前绿草长势良好"虽然称可用在边坡生态防护中"但需进一步实践检验"毕竟植被在边坡的生存条件要恶劣得多"

15451客土液压喷播

这是从日本引进的一种方法"它是以岩面挂网

$锚杆!挂镀锌网%为基础!通过喷射机将搅拌均匀的高营养有机质客土原料自上而下喷射到岩面!直至达到设计最小厚度!从而为为其岩石表面生长提供生养基础"一般分1层喷&第6层无草种!喷射厚度根据岩层风化程度不同在9":#$之间选取’第1层有草种!厚度一般为6"1#$"

客土液压喷播适用于人能到的#坡比在6;25<=$极限是6;25=%之内的岩石边坡"它具有机械化施工!施工效率高!草生长均匀#微密!成坪速度快!绿化效果好等液压喷播植草技术的全部优点"

客土液压喷播在惠>河高速公路实施了近4万

?1的试验示范工程"从试验情况看!客土喷播可以

建立乔#灌#草结合的立体群落!有利于植被和边坡的长期稳定’可与锚杆#挂网等工程措施相结合!起到防护与绿化的双重目的"这一技术还在湖南临>长#江苏宁>杭等高速公路推广应用!效果良好"

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这种方法在国内应用较广泛"可在整个坡面或框格及拱架内实施"其优点是固土效果良好"缺陷是&

$6%空心砖自身所占面积过大!所培客土占

$1%

的面积过小!且不能连成片!保水效果较差’

增刊邓梦春$等’我国地质灾害防治工程的边坡绿化技术与现状

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施工成本较高!"!#对于较陡坡面$由于重力作石边坡进行防护和绿化的新技术%

用$空心砖上部土少而薄$不利于草的生长%

如果在设计和施工中$注意克服其缺陷$能取得很好的效果%如我所设计的成"雅路#$%段公路边坡$绿化效果好$被作为样板工程推广%

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边坡绿化的草种选择是非常重要的%不但要

考虑边坡施工当年的绿化效果$还要考虑绿化的持续年限$防止植被的退化!同时还要考虑与周围环境的协调%

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这是在岩石或混凝土坡面上喷&!%层植生基质"或植被砼&$从而绿化和防护坡面的一种方法%其核心技术是植生基质的配方%要求植生基质在岩石或混凝土坡面上营造一个既能让植物生长发育而自身又不怕冲刷的多孔稳定结构%它的主要成分应有’土壤矿物质(胶结材料(’(缓冲剂(肥料和有机质(成孔材料(保水剂(植物种子(水(空气%胶结材料主要有水泥)"(值过高&(有机胶结材料"成本太高&和高分子材料"尚处于试验阶段&!种%目前应用最多的是水泥胶结材料%由于胶结材料的粘结作用$植生基质混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体!一定程度的硬化使其能承受一般程度的冲蚀%而空隙内填有植物种子(土壤(肥料(保水材料等$空隙具有保水(供肥(提供植物根系生长空间等作用%

喷混植草法是国内投入人力和经费最多的一种方法%它与客土液压喷播法是目前我国应用最成功的%种岩石边坡防护绿化技术%

喷混植草适用于所有岩质坡面$可代替挂网喷砼%可防止边坡局部小的滑移%对于大体积的滑移则需要在锚索或锚杆框格和拱架内实施喷混植草%对于坡度较小(岩体结构稳定的边坡$可不挂网$而向岩面直接喷混植草%它比客土液压喷播更适合于较陡的边坡%典型代表有’

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*岩石边坡植生基质生态防护技术+%由

北京承诺环境生态工程科技有限公司研究$重在解决我国北方地区岩石边坡绿化的难题%适合年降水量$)*#$$坡面植物能耐受连续+*,干旱和顺利越冬$施工综合成本约为&$*元-.%%

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*植被混凝土护坡绿化技术+及*混凝土

边坡的植被绿化技术+%由三峡大学绿野环保工程有限公司研究$视为对岩石边坡和水泥)混凝土#边坡进行防护和绿化的新技术%

)!#

*高陡岩石边坡/01植被护坡绿化技术+%

由四川励自生态技术有限公司研究$亦为对高陡岩

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首先要对边坡的地域(气候(土壤和当地植被进行全面了解$在此基础上进行边坡绿化的草种选择%选择草种时$以下几条原则供参考’

)&#植物种子的选择及配置应综合考虑气候适应性%大的气候分南北$即北方冷(雨水少$南方热(雨水多!小的气候要考虑施工边坡的温度(湿度(降雨量$日照天数及海拔高度等诸因素%

)%#在详细了解施工边坡的土壤特性后$选择出适合当地土壤的种子%

)!#以地带性植被(乡土植物为基调$适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物%

)2#考虑草种的互补性%如’浅根植物和深根植物配合$豆科植物与禾本科植物配合$苗株高与矮配合$发育早与晚配合等%实践表明灌木与草配合十分理想!

)$#尽可能配置水(肥(光(热利用率高的植物!

)3#选择草种时要考虑种子的抗旱性(抗冲刷能力(抗酸碱能力和抗病虫害等因素%选择侵占能力强(抗污吸污(易粗放管理等草种%具体来说$有以下几个方面要考虑’

4(生长期选择多年生和绿期长的草种$冬夏

季都能生长%

0(生根性%能有效地固土(护坡$并从较深

处吸取水分%

5(速效性%生长快$能迅速覆盖地表$但不

能太高)叶茎低矮或有匍匐茎#%

6(适应性%适应力强$耐粗放管理$无需养

护$能与杂草混生$无病虫害%

7(绿期互补性%冷季性草种和暖季性草种混

播%前者在低温下迅速发芽生长$成为先锋草种$获得早期绿化效果%后者在翌年春暖后发芽生长$成为绿化目标草种!

8(美观性%边坡位于市区显要位置$可在草种

中加入一定比例的草花种子!如波斯菊"美女菊等!力强#养护成本较低!乔"灌"草立体生态系统#更接近自然山坡#它能使植被稳定下来#达到长久水土保持的目的’

%1&植物种子的选择及配置应综合考虑气候适应性"土壤适应性"抗旱抗逆性"抗侵蚀冲刷"抗污吸污"易粗放管理等各种因素!以地带性植被"乡土植物为基调#适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物!同时#也应考虑浅根植物和深根植物的结合"豆科植物与非豆科植物的结合#还要尽可能配置抗逆性强的植物和水"肥"光"热利用率高的植物!只有这样#才能建成一个具有生物多样性的稳定的"生命力强的立体生态群落’

%]&护坡草种植时#要在边坡上安装喷灌或滴灌系统#保证植被的水来源!在护坡草种植P^1A之内#要特别重视其管理!不但要在太干旱时及时浇水#而且要在有条件时及时修剪#否则会使刚建植的草坪退化!

3确保边坡长久绿化效果的措施

采用喷混植草方法时#如果草种直接混入基

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材#就会出现草种发芽率极低的现象!为提高其发芽率#可对某些草种进行化学药物催芽方法预处理!具体方法为$配置2XZ[的氢氧化钠溶液#将草放入已配制好的溶液#浸泡139!浸泡过程中常用木棍拌和!捞出后用清水冲洗干净#然后再用清水浸泡O#Q9!捞出略晒干即可拌入绿化基材!

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当拌有混合草种的基材喷射到岩石坡面上\就要注意草种发芽生长的前期养护工作!养护的工具采用高压喷雾器效果好!它使养护水雾化后均匀地湿润在坡面基材上!在养护过程中#要注意控制好喷头与坡面的距离和移动速度#保证无高压射流水冲击坡面形成径流#冲走绿化基材及草种!每天养护分早晚各喷P次#养护时间一般为

Z结束语

边坡生态防护技术#经过P2A来特别是近几

3ZM以上!

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克服草被退化的重要措施有$

%P&边坡条件恶劣#不仅养护成本高#而且单一的植被草绿化容易退化!所以克服草被退化的重要措施之一就是在边坡上构建乔"灌"草立体生态系统#考虑种植一些灌木或乔木!乔"灌木生存能

年我国广大科技工作者的努力工作#己取得了丰硕的科研成果并取得了较好的实际应用效果!已形成了一个边坡生态防护市场和百花齐放的生态防护技术!但这个市场还需要我们大家去呵护#各种生态防护技术还需要我们大家去完善#还需要我们大家去研究新的生态防护技术!

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壤类型及土壤物理!化学性质因其来源不同而并且土壤多为生土"有机物含量低"速效养分贫乏"结构性质差"不利于幼苗的生长#此外"由于路基高于地面"边坡土壤接受太阳辐射不同$阳坡接受阳光辐射较多"温度上升快"土壤温度常常

高于阴坡$加之行车速度快"空气流动快"土壤和植被水分蒸发快"也不利于植被的发芽%出苗!生长$所以"青藏铁路边坡"植草难度大!成本高"且具有区域局限性"必须进行试验研究"逐步推广$

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