發(fā)布時間:2023-06-29 16:31:56
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[關(guān)鍵詞] 邊坡生態(tài) 防護技術(shù)
[中圖分類號] U417 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2013)10-0089-01
不管是實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的可持續(xù)性發(fā)展還是實現(xiàn)人們生存質(zhì)量的提高都需要有生態(tài)環(huán)境作為基礎(chǔ),這些生態(tài)區(qū)有著重要的作用,它們不僅對維持生態(tài)系統(tǒng)的多樣性有重要的作用,對生態(tài)系統(tǒng)的的平衡也是必不可少的。在建設(shè)過程中經(jīng)常會遇到濕地、森林或者是風(fēng)景區(qū)等生態(tài)區(qū),經(jīng)常做出毀壞自然生態(tài)的決定。這些建設(shè)性的工程切割了完整的生態(tài)區(qū)域,使得自然災(zāi)害頻繁發(fā)生,安全隱患越來越多,嚴重影響到了人們的生活。下面分析了銅川現(xiàn)在的邊坡防護技術(shù),得出了不足之處,并針對性的提出了一些建議。
一、目前銅川的邊坡防護技術(shù)
1.鋪草皮護坡
鋪草皮是指人工的在坡面鋪上一層草皮。這種方法比直接種草簡單得多,不僅效應(yīng)快,而且施工不受季節(jié)的限制。這種方法適用于邊坡附近的菜皮較多很容易獲得以及坡度較緩的地帶,這是比較傳統(tǒng)的應(yīng)用時間比較長的一種邊坡防護技術(shù)。需要注意的是,此項技術(shù)在前期管理方面比較困難,新鋪的草皮容易出現(xiàn)問題,比如缺水、缺肥和病蟲害等,所以必須注意新鋪草皮的前期管理工作。
2.植生帶護坡
植生帶護坡是指將草木的種子、肥料、保水劑等按照特定的比例種植在能自然降解的材料上,并經(jīng)過一系列工序形成特定規(guī)格的產(chǎn)品,具有很高的出苗率。這項操作身工省時,操作簡單可行,另外,可降解材料可以充當(dāng)肥料,是環(huán)保與效益兼顧的一種邊坡防護技術(shù),深受歡迎。
3.香根草護坡
因為香根草具有高度發(fā)達的根系,所以常被利用為邊坡防護的重要材料之一。它不僅抗拉強度大,還有耐旱、澇、貧、蟲的能力,適應(yīng)性極強,在水土保持和恢復(fù)土壤肥力方面有巨大的作用。香根草防護技術(shù)就充分利用了此種植物的這些優(yōu)良特性,在土質(zhì)邊坡上種植了香根草,使得邊坡的穩(wěn)定性顯著增強。
另外,在高陡邊坡還需采取更強的工程措施來輔助以上方法操作,需要更多的人力物力投入,難度也相應(yīng)的加大了許多。
二、銅川邊坡防護工程中出現(xiàn)的問題
1.邊坡植被的退化
由于道路、水電等建設(shè)項目工程導(dǎo)致邊坡面積加大,人工養(yǎng)護非常困難,再加上政府投入防護的資金有限,邊坡綠化工程完成后,沒有做好后期的處理,那些植物幾乎是處于自生自養(yǎng)的狀態(tài),看災(zāi)害能力極差,遇到干旱、病蟲等自然災(zāi)害時非常容易死亡。種植的草木往往品種單一,生命力較弱,隨著時間的推移,可供植物吸收的營養(yǎng)和水分一直減少,植物便會出現(xiàn)退化現(xiàn)象,甚至全部死亡,這事一個非常嚴重的問題,如果得不到解決,不僅是浪費資金的問題,因為不能起到綠化作用,很可能發(fā)生水土流失,這樣一來邊坡就更加的努克拯救了。
2.缺乏統(tǒng)一的工程綠化標(biāo)準
邊坡特別是很高很陡的邊坡的環(huán)境條件非常的不樂觀,普通的生態(tài)防護方法根本不能起作用,還需要其他的工程措施加以配合才能創(chuàng)造出適合植物生長的環(huán)境條件。但是,我們都知道,同樣的工藝在不同的地區(qū)、季節(jié)甚至由不同的施工隊伍實施效果都會差的很多。這就說明了我們在對邊坡等生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)時還沒有形成一定的標(biāo)準,缺乏統(tǒng)一,只是一味的施工,這是阻礙銅川生態(tài)恢復(fù)的重要因素之一。
三、對銅川邊坡防護的幾點建議
1.邊坡植被退化的防護措施
為了防止邊坡植被退化,我們需要做好整個防護時期的工作,不僅僅是種植上就可以,還需要中后期細心的照料與管理。另外,采用鄉(xiāng)土植物,以喬灌草相結(jié)合的方式,天然植被一般都是混生的,在邊坡采用多種植被,是邊坡植被變得多樣化,恢復(fù)到自然生長的狀態(tài)。
2.加大對邊坡生態(tài)防護的投入
在建設(shè)中,投入生態(tài)恢復(fù)的資金一般較少,導(dǎo)致邊坡生態(tài)防護工作很難實施到位。我們應(yīng)該充分注意到這一點,加大對建設(shè)破壞的生態(tài)恢復(fù)的資金投入,把邊坡生態(tài)防護以主體工程的身份納入整個建設(shè)中,達到建設(shè)與自然和諧相處的目的。
3.積極引進和開發(fā)新的邊坡生態(tài)防護技術(shù)
改革開放以來,我國建設(shè)在突飛猛進的發(fā)展之中,也因此造成了許多被破壞的生態(tài)區(qū)域,所以解決生態(tài)恢復(fù)問題便尤為重要了。而如何做到邊坡生態(tài)防護的可持續(xù)性發(fā)展是邊坡綠化工程中的難點問題,是環(huán)境科學(xué)技術(shù)的新挑戰(zhàn)。邊坡生態(tài)技術(shù)防護技術(shù)涉及到很多學(xué)科的內(nèi)容,比如工程力學(xué)、土壤肥料學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)等,要想做好生態(tài)防護工作,就必須在技術(shù)上有所突破,積極吸取國內(nèi)外先進的技術(shù),引進新材料、新設(shè)施,在技術(shù)上不斷進步。另一方面,要不斷吸收新的科研成果總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),注意同行之間的交流與合作,關(guān)注國際新技術(shù)的發(fā)展??傊岣哌吰律鷳B(tài)防護技術(shù)的技術(shù)含量,掌握邊坡生態(tài)防護技術(shù)新方法,是邊坡綠化實現(xiàn)的前提,擁有不可替代的作用。
四、結(jié)語
環(huán)境破壞是我們面臨的最大的問題之一,21世紀,人們也越來越關(guān)注生態(tài)環(huán)境的保護,也為此在做出著努力。如何將經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)與環(huán)境保護結(jié)合起來,是銅川面臨的重大課題。在建設(shè)中不可避免的會有開挖與回填行動,會形成了大量的土石邊坡,不僅景觀破壞嚴重,還可能導(dǎo)致水土流失,危害周邊環(huán)境。所以,對銅川的邊坡防護工作一定要引起重視,加大對銅川邊坡生態(tài)防護的投入,虛心接受國內(nèi)外先進技術(shù)和經(jīng)驗,把銅川打造成一個集經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境美好于一身的地區(qū)。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:生態(tài)防護植被選擇邊坡防護
中圖分類號: U213.1+3 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號:
高速公路邊坡包括路塹邊坡和路基邊坡,因?qū)繁旧淼陌踩阅芎椭車h(huán)境產(chǎn)生重要的影響,其生態(tài)恢復(fù)和景觀的營造,成為高速公路建設(shè)中的重要內(nèi)容,邊坡工程防護和生態(tài)防護成為近年來研究的熱點,越來越受到重視。邊坡的防護、綠化與美化是高速公路建設(shè)的重要內(nèi)容。單純的工程防護既增加成本,又破壞道路景觀。因此,邊坡的生態(tài)防護及景觀重建成為高速公路建設(shè)中的一項重要內(nèi)容。
傳統(tǒng)防護的弊端
1.1 生態(tài)景觀效果差
缺乏植物覆蓋的邊坡一方面不利于固土護坡,破壞路基,還造成對周邊地區(qū)的不利影響。另一方面,也不利于改善高速公路的景觀效果,大量的巖石和混凝土不僅視覺效果差,且不利于凈化環(huán)境,與高速公路快捷、舒適的特點不相協(xié)調(diào),在一定程度上給高速公路的行車帶來不安全因素。
1.2 安全穩(wěn)定性差
一般情況下,高速公路設(shè)計中,由于種種原因,路基邊坡開挖和防護的設(shè)計比較簡單。這類設(shè)計主要缺點是,設(shè)計籠統(tǒng)、針對性差、防護措施簡單,對通車后出現(xiàn)的邊坡坍塌事故一般通過后續(xù)養(yǎng)護來處理。而高速公路作為交通運輸干道,交通量大,行車速度快,路基邊坡一旦出現(xiàn)事故,對交通運輸和人民生命財產(chǎn)的安全影響很大。
1.3 大量工程措施使成本增高
過去,高速公路邊坡防護大量采用漿砌片石等防護方式,這些防護形式大量使用石料和勞力,破壞了自然環(huán)境,造價也較高,并且隨著時間的推移其防護效果逐漸降低,無自我更新能力,必須經(jīng)常維護,施工難度大,對行車環(huán)境和景觀環(huán)境影響也很大。
邊坡生態(tài)防護方法
單純的植被護坡方法
單純的植被護坡方案一般造價較低,工藝簡單,在條件允許的情況下,是綠化設(shè)計的首選方案。
播撒草種
最簡單經(jīng)濟的植被護坡形式應(yīng)是直接人工撒播草種,但其要求邊坡坡率舒緩,覆蓋土壤肥沃濕潤,必須在適宜季節(jié)施工,并且從播種到成坪需要1~2個月的時間??量痰臈l件使人工撒播這種植被防護形式在高速公路建設(shè)中已很少使用。
鋪設(shè)草皮
鋪設(shè)草皮可以“瞬時成坪”,減弱坡面徑流濺蝕,迅速發(fā)揮護坡功能,除寒冷的冬季外,其它季節(jié)都可以施工。鋪設(shè)草皮各地區(qū)均可應(yīng)用,也可用于強風(fēng)化巖質(zhì)邊坡,多用于路堤邊坡。坡率一般不超過1∶1. 0,局部可不陡于1∶0. 75,坡高一般不超過10 m。對于急需植被封閉坡面的邊坡,采用鋪設(shè)草皮是首選方法。
液壓噴播植草
液壓噴播植草噴射出的是含有草種的懸濁液,草種被紙漿等懸濁液包裹,還有保水劑和其它各種營養(yǎng)元素,能不斷地供給草種發(fā)芽時所必須的養(yǎng)分和水分,粘合劑又能通過噴射時的壓力,使草種緊緊地粘附于土壤表面,形成比較穩(wěn)定的坪床面,降水時不能形成沖刷表土的徑流。
掛網(wǎng)固定植被護坡的方法
掛網(wǎng)固定植被護坡主要由固定物、網(wǎng)(底布)和基材3部分組成。固定物(常見的有錨桿或U形釘)的作用是將網(wǎng)固定于坡面上,并對坡面的淺層穩(wěn)定起到一定的作用;網(wǎng)(底布)的作用是使基材混合物依附于邊坡坡面;基材提供植物生長的環(huán)境。
三維土工網(wǎng)墊植草
三維土工網(wǎng)墊是一種三維柔性材料,鋪在坡面上,由于空腔的作用,能防止土坡面被雨水沖刷和維持其穩(wěn)定,降低雨滴的沖擊能量,阻擋坡面雨水的流失,避免徑流的形成,從而有效地抵御雨水的沖刷。
土工格室植草護坡
土工格室生態(tài)護坡是土工格室與植草相結(jié)合而形成的一種新型護坡形式,由于土工格室對流水起到緩解消能作用,可促使其攜帶物沉淀在格室中,有效避免了草籽及幼苗被雨水沖走流失,大大提高植草覆蓋率。植物根系可增加土壤透水性能,一旦遇到雨水可迅速滲透,植被的覆蓋可使坡面減少雨水的直接沖擊,緩沖雨水流速。
厚層基材噴射植被護坡
厚層基材噴射植被護坡(一般稱為客土噴播)是目前解決巖石質(zhì)邊坡植草綠化最常用的技術(shù),是采用混凝土噴射機把基材與植物種子的混合物按照設(shè)計厚度均勻噴射到需要防護的工程坡面上的植被防護技術(shù)。
結(jié)語
理念是靈魂,管理是關(guān)鍵,設(shè)計是核心,施工是保證。要樹立保護、回歸、融入、享受自然的理念,樹立與動植物為伴、地球大家園的理念。另一方面,建設(shè)業(yè)主要加強管理,采取措施,加大投入,加大環(huán)保專業(yè)的參與和發(fā)言權(quán),做到環(huán)保與安全、質(zhì)量同等重要,取得實效。只要各參建單位和相關(guān)部門通力協(xié)作真抓實干,將高速公路項目建設(shè)環(huán)境當(dāng)做家園來保護和建設(shè),就能夠?qū)⒏咚俟方ㄔO(shè)成為環(huán)境友好的、和諧的、可持續(xù)發(fā)展的工程。
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關(guān)鍵詞:坡面;防護工程;施工;研究
公路建設(shè)對我國的經(jīng)濟發(fā)展有著重大的影響,近些年來,無論是我國的公路等級,還是我國的行車里程都有所提升,但是隨之而來的就是高邊坡的數(shù)量越來越度,而且規(guī)模也越來越大,公路邊坡受到自然以及人為因素的影響,經(jīng)常出現(xiàn)剝落等現(xiàn)象,特別是在是路基石質(zhì)量相對比較差的地方,存在的隱患更大,也正是因為如此,當(dāng)?shù)卣株P(guān)注邊坡防護工程。
1 坡面防護施工特點與范圍
坡面保護是公路建設(shè)工程的重點環(huán)節(jié),通常情況下,都會選擇自然防護的方式,有時為了提高防護的安全系數(shù),也會采用自然防護與人為防護相結(jié)合的方式。但是盡管在公路建設(shè)期間對坡面進行了有效的防護,施工結(jié)束之后,卻由于地下水活動等影響,使得坡面出現(xiàn)了滑坡或者坍塌的情況,這不僅危及到過往車輛以及行人的安全,對環(huán)境破壞也有非常大的消極影響。為了避免滑坡等問題的出現(xiàn),施工人員經(jīng)常采取防護措施,但是在采取相應(yīng)的措施之前,需要了解坡面保護施工特點以及范圍。
1.1 施工特點
首先,坡面防護工程并不復(fù)雜,施工工藝非常簡單,無論采用哪一種防護方法,其施工工藝幾乎都不復(fù)雜,而且材料簡單易得,使用也比較廣泛;其次,坡面防護工程主要針對的是坡面,在坡面不需要承受其他任何的力的情況下,該中防護措施完全能夠提高邊坡的穩(wěn)定性,與此同時,對提高巖土的整體性也有積極的作用。
1.2 施工范圍
并不是所有的邊坡防護工程都適合使用坡面防護的方法,只有邊坡相對來說比較穩(wěn)定的路基,才能夠應(yīng)用該種防護方法,除此之外,對坡度范圍也有一定的要求,一般情況下,坡度范圍應(yīng)該保持在1:0.5以下。坡面防護工程一般情況下會應(yīng)用混凝土預(yù)制塊,因為這種防護材料性能比較突出,而且這種材料也被經(jīng)常應(yīng)用在路堤邊坡中。在具體使用過程中,需要使用護面墻,并且要保證護面墻帶有窗孔,護面墻的主要作用加固土壤。但是因為施工期間,石砌需要花費比較高的成本,而且使用過程中,干擾因素比較多,損毀的情況經(jīng)常出現(xiàn),這不僅浪費成本,同時還影響著生態(tài)環(huán)境,如果損毀異常嚴重沒有及時處理,也有可能會發(fā)生傷亡事故。所以在使用坡面防護工程時,通常情況下都要以生態(tài)保護為前提,這樣才兼顧坡面防護的同時,還能夠改善環(huán)境。目前我國主要使用的方法有植物、工程、種草等防護方法。
事實上,坡面防護的施工原理主要是通過保護路基邊坡,使得避免受到自然環(huán)境的損害,以此來降低溫差或者減少其他情況的出現(xiàn),進而保證邊坡路基不發(fā)生變動,或者不發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
2 施工工藝
2.1 施工技術(shù)要點
跌水的臺階高度必須按設(shè)計或根據(jù)地形、地質(zhì)等條件確定。跌水應(yīng)按設(shè)計要求設(shè)置消力檻,消力檻設(shè)置泄水孔以便消除消力池中的積水。長急流槽應(yīng)分段砌筑,每段不超過10m,接頭處以防水材料填縫,密實無空隙。邊溝、截水溝、排水溝排水溝、邊溝、截水溝必須精確放樣并適當(dāng)加密,確保直線線型順直、曲線線型圓滑,并根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置沉降縫。放樣一般以兩個結(jié)構(gòu)物之間的長度為一個單元,以確保邊溝、排水溝與結(jié)構(gòu)物的進出水口順利連接。路塹施工前應(yīng)先施工截水溝。截水溝頂面應(yīng)略低于自然坡面,若遇沖溝,應(yīng)設(shè)缺口將水導(dǎo)入截水溝。截水溝砌筑后,在坡體上方一側(cè)的砌體與山坡土體連接處嚴格進行夯實和防滲處理。截水溝的長度超過500m時,應(yīng)設(shè)置出水口,并將水引入自然河溝或橋涵進水口。截水溝的出水口,設(shè)置排水溝、急流槽或跌水,與其他排水設(shè)施平順銜接。
2.2 植物防護
首先,種草,如果坡面只是進行了輕微沖刷的處理,可以選擇種草的方式來防護邊坡。種草也需要注意很多問題,比如草籽的選擇,要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r,另外,還需要考慮土壤情況。通常情況下,根莖比較發(fā)達,長度不高的草種比較適合種植。在播種的時候,要做好坡面的整理工作,要求坡面平整并且濕潤,有些坡面可能并不適合都種植草籽,在這種情況下,需要在種草的地方鋪一層土即可。具體的播種方法,主要依據(jù)各地情況來選擇,可以選擇撒播也可以選擇噴薄,種植結(jié)束之后,還需要做好養(yǎng)護工作。
其次,鋪草皮,各種土質(zhì)的邊坡都適剛于鋪草皮,特別是沖刷比較嚴重的坡面,鋪草皮更適宜,鋪設(shè)的方法有半鋪、番鋪等,具體可根據(jù)坡度進行選擇。鋪草皮要先備料,草皮可以就近培育,在鋪設(shè)時要預(yù)先平整,并隨挖隨鋪,相互貼緊,這樣的工程最好存春秋季節(jié)進行,不適合在冰凍時期進行,為了提高防護效果,鋪草皮防護上盡可能的植樹造林。
最后,植樹,風(fēng)化嚴重的石邊坡適合存路土工坡面和漫水河灘下整理植樹,這是加路基和防護植樹的效果。植樹僅可以降低水流和減少淤泥,還能保護路基不受侵犯,同時還可以美化路容、調(diào)節(jié)氣候和改善高等公路的美化效果。
3 工程防護
3.1 噴漿及噴射混凝士
噴漿及噴射混凝土足用噴射設(shè)備將水泥砂漿或混凝土噴射在需防護的邊坡下形成砂漿或混凝土保護層,防止邊坡風(fēng)化。這兩種方法適用易風(fēng)化、裂隙和節(jié)理發(fā)育的巖行邊坡。對于高陡坡部較破碎而下部巖層較完整的邊坡及需要大面積防護的邊坡,用這種方法防護比較經(jīng)濟。
3.2 灌漿及勾縫
堅硬的巖石邊坡升挖后,用水泥砂漿或混凝土對在的裂隙作灌漿或勾縫處,以免水分滲入巖石裂隙造成病害,改善邊坡外觀。灌漿適用于較堅硬而裂縫較大較深的巖石路塹邊坡裂縫則適用于較硬、易風(fēng)化、發(fā)育、裂縫多而細的巖石路塹邊坡。對巖體坡進灌縫或勾縫時,應(yīng)將縫內(nèi)沖洗干凈。灌漿用水泥砂漿的配合比為1:4裂縫很寬時可用體積比為1:3:6的混凝土灌注并振搗密實,灌至縫口并抹平。
結(jié)束語
綜上所述,可知坡面防護工程施工研究非常必要,這對我國的公路發(fā)展建設(shè)有著重大的意義,本文主要介紹了生物防護以及工程防護兩種措施,一般情況下,如果沒有特殊的要求,采用工程防護的方法比較好,既能夠穩(wěn)定路基,同時還能夠美化環(huán)境,但是無論是選擇種草,還是植樹都應(yīng)該重點挑選種子,既要保證其成活率;又要盡可能延長綠色的時間。
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關(guān)鍵詞:高速公路;邊坡;植被;應(yīng)用
中圖分類號:U412文獻標(biāo)識碼: A
1概述
世界上第一條建成通車的高速公路是德國在1928年建成的科隆至波恩高速公路,至此后高速公路在近現(xiàn)代高速發(fā)展。但是由于多方面的原因,我國的高速公路建設(shè)在20世紀80年代才起步,但是高速公路在我國發(fā)展迅速,截至2011年底我國高速公路總里程達8.5萬公里,居世界首位。然而,高速公路建設(shè)發(fā)展會破壞生態(tài)環(huán)境。在高速公路的修建過程中,開挖路塹、填筑路堤,都導(dǎo)致原生植被破壞、動物棲息地破壞、水土侵蝕等一系列生態(tài)環(huán)境問題。所以人們在高速公路建設(shè)時利用植被來保護邊坡和恢復(fù)生態(tài)平衡。
2植被防護技術(shù)應(yīng)用的目的和意義
2.1植被防護的目的
高速公路路塹邊坡防護方法通常分植被防護和工程防護兩大類。工程防護施工因其取材方便、技術(shù)較成熟、處理深層失穩(wěn)坡安全性高等因素,成為公路部門一長久以來一直采用的防護方法,但該法造價較高,易破壞公路沿線自然景觀及生態(tài)平衡。在越來越重視環(huán)境保護和人類自身生存質(zhì)量的今天,植被防護己成了公路邊坡防護的一種趨勢,代表著邊坡防護的發(fā)展方向。植被護坡是指“用活的植物,單獨用植物或者植物與土木工程或非生命植物材料相結(jié)合,以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕?!?/p>
2.2 植被防護的意義
植被防護是利用植物體蓄水保土的一種新型的穩(wěn)定邊坡美化環(huán)境的技術(shù),它涉及土壤學(xué)、工程學(xué)、植物學(xué)等多學(xué)科。在高速公路建設(shè)中開挖的邊坡對原有的生態(tài)系統(tǒng)造成破壞,再加上不穩(wěn)定的邊坡容易發(fā)生泥石流等自然災(zāi)害,在這種情況下必須找出一種行之有效的方法來恢復(fù)被破壞的邊坡,防止災(zāi)害的發(fā)生。植被護坡技術(shù)的出現(xiàn)有效地穩(wěn)定了邊坡,它不僅恢復(fù)了破壞的植被,而且改善了生態(tài)環(huán)境,有效地解決了邊坡工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境破壞之間的矛盾。在高速公路飛速發(fā)展的同時,與其相配套的高速公路綠化等行業(yè)也逐漸發(fā)展起來,高速公路邊坡植被防護作為高速公路綠化的一個重要組成部分,對于防止水土流失、減輕污染、穩(wěn)固路基、保障行車安全等方面有著極為重要的作用。
3草種選擇的原則
草種的選擇是植草護坡工程中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。由于公路邊坡坡面澆水難度大,持水性差,且土壤一般比較貧瘠,在草種選擇中,不僅應(yīng)考慮適合當(dāng)?shù)亓⒌貤l件,還要求抗旱能力強,根系發(fā)達,生長迅速,易繁殖,宜粗放管理等。從生物學(xué)角度而言,草種可以分為冷季型和暖季型兩大類。
(1)冷季型如高羊茅,耐熱性強,耐陰性中等,適應(yīng)較廣泛的土壤類型,適宜的pH值為4.7~8.5;草地早熟禾,耐寒性強,耐旱性較差,喜光耐陰,適于在樹下生長,適宜pH值6~7的土壤。
(2)暖季型如狗牙根,耐熱和抗旱性強,耐低溫能力差,要求濕度大,適宜pH值為5.5~7.5;結(jié)縷草喜光,不耐陰,耐熱性和抗旱能力很強,喜微酸到中性土壤,并具有一定的抗堿性;假儉草耐寒性差,耐旱、耐熱性強,適宜土壤pH值4.5~5.5。
另外需要說明的是,在草種的選擇中,當(dāng)?shù)厣牟輧?yōu)于進口的草坪草;本地的適于綠化的野生草優(yōu)于栽培草;深根系的豆草優(yōu)于淺根系的禾草。總之,在工程實際中應(yīng)結(jié)合公路本身的特點,通過對比試驗來選擇草種或草種組合。一般而言,根據(jù)各種草的生物學(xué)特性及需要進行合理組配,發(fā)揮其各自的優(yōu)勢,可彌補單一草種某方面的不足,從而達到護坡和綠化的最佳效果。
4植被防護的植物選擇
植被防護主要是靠植物根莖與土壤間的附著力以及根莖間的互相纏繞來達到加固邊坡、提高坡表抗沖刷的能力,因此植被防護的植物選擇是至關(guān)重要的。我國植物資源豐富,在植被護坡的過程中優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)匾吧参镔Y源,它是在本地氣候條件和環(huán)境條件下長期進化的結(jié)果,最適合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件
4.1 公路邊坡可用的植物種類
主要有草本植物、灌木、藤本植物,以及喬木等。目前中國的公路邊坡一般坡度較大,坡比一般為1:1,即45°,有的甚至達到60°以上,栽植喬木會提高坡面負載,增加土體下滑力和正滑力,在有風(fēng)的情況下,樹木把風(fēng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛娴耐屏Γ斐善旅娴牟环€(wěn)定和坡面的破壞,現(xiàn)在某些發(fā)達國家已開始重視灌木的護坡作用,并作了大量研究。
(1)灌木作為護坡植物主要的缺點是成本較高;早期生長慢,植被覆蓋度低,對早期的土壤侵蝕防止效果不佳。但是可以通過與草本植物混播,草本植物早期迅速覆蓋地面防止土壤侵蝕,后期由灌木發(fā)揮作用的方式解決。
(2)藤本植物主要應(yīng)用于堅硬巖石邊坡或土石混合邊坡的垂直綠化,垂直綠化是公路邊坡生態(tài)防護的特殊形式。用藤本植物進行垂直綠化的好處是投資少,用地少,美化效果好,缺點是由于邊坡一般較長,藤本植物完全覆蓋坡面的時間長。
4.2 草本植物的選擇
根據(jù)公路邊坡的特點和邊坡種植的目的,邊坡生態(tài)防護的植物一般應(yīng)滿足以下要求 :
(1)適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?,抗旱性強?/p>
(2)根系發(fā)達、擴展性強;
(3)耐瘠薄、耐粗放管理;
(4)種子豐富,發(fā)芽力強,容易更新;
(5)綠期長,多年生;
(6)育苗容易并能大量繁殖;
(7)播種栽植的時期較長。
相應(yīng)植被防護方式的選擇應(yīng)結(jié)合路基邊坡的類型、潛在病害種類、當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境條件、植被種類予以綜合考慮確定。
5植草工藝
在公路環(huán)保方面,我國植草護坡技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展與研究,產(chǎn)生了許多成功的施工技術(shù),在此重點介紹以下幾種。
5.1 液壓噴播技術(shù)
液壓噴播是由美國、日本等一些國家研制出的一種新型的植被護坡技術(shù)。
5.1.1液壓噴播技術(shù)的施工方法
液壓噴播技術(shù)又稱水力播種法,采用專門的噴播設(shè)備施工。施工時將種子、土壤穩(wěn)定劑、肥料、覆蓋料、添加劑和水等材料按一定的配比加入到噴播機內(nèi),充分攪拌混合,然后用噴槍將混合物均勻噴射到土壤表面。通常,噴播2 h后,混合物在土壤表面形成一層膜狀結(jié)構(gòu)。為能更有效地防止雨水沖刷,還需加鋪一層無紡布。
5.1.2液壓噴播技術(shù)的優(yōu)點
(1)由于采用了覆蓋料、土壤穩(wěn)定劑和專用肥料等,它能在沒有表土的地段即底土上直接建立植被,不必覆蓋或更換表土。因此適用范圍廣,不僅能夠在土質(zhì)較好的地段如路堤建立很好的植被,而且能夠在路塹、碎石斜坡等貧瘠地帶應(yīng)用。
(2)對土壤平整度沒有要求。
(3)覆蓋料和土壤穩(wěn)定劑的共同作用能夠有效防止雨水沖刷,避免種子流失,因此所建立的植被均勻整齊。
(4)施工效率高,每天每臺可噴播上萬m2。
(5)可以在人工種植方法難以實現(xiàn)的既高又陡的路塹上種植。
(6)在水分充足的條件下,一般 1周左右即可出苗,2個月植被可以完全覆蓋坡面。
由于噴出的含有草種的黏性渾濁液,具有很強的附著力,噴射時不遺漏、不重復(fù),可以均勻地將草種噴播到坡面上。在良好的保濕條件下,草種能迅速萌芽,快速發(fā)育成為新的草坪。因此在高速公路坡面綠化過程中使用較多。
5.2 三維植被網(wǎng)
三維植被網(wǎng)植草護坡是近年來新開發(fā)的一項集坡面加固和植物防護于一體的復(fù)合型邊坡植物防護措施。該技術(shù)所用網(wǎng)材料是一種邊坡防護新材料,是通過特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng),三維植被網(wǎng)是以熱塑性樹脂為原料,采用科學(xué)配方,經(jīng)擠出、拉伸焊接、收縮等一系列工藝制成的兩層或多層表面呈凸凹不平網(wǎng)袋狀結(jié)構(gòu)孔網(wǎng)。底層為一個高模量基礎(chǔ)層,采用雙向拉伸技術(shù),具有一定的彈性和強度,可防止植被網(wǎng)變形,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(fā)芽、生長的作用,隨著植物生長、成熟,坡面逐漸被植物覆蓋,這樣植物與三維網(wǎng)就共同對邊坡起到了長期防護、綠化作用,并能有效防止水土流失,。表層為一個起泡層,蓬松的網(wǎng)袋內(nèi)有較大的容土空間,植草覆蓋率較高。
5.2.1 三維植被網(wǎng)施工要點
(1)對邊坡進行修整,使之盡可能平整;
(2)坡頂開挖寬、深各1 m的暗溝;貼地由上至下展開網(wǎng)材,其頂端固定于暗溝內(nèi),相鄰材料搭接不小于10cm,并用U形釘固定;播灑草籽12g/m2;
(3)人工回填細砂質(zhì)營養(yǎng)土,厚度不超過網(wǎng)高一半,再灑草種回填土滿網(wǎng)輕壓實整平;
(4)如氣候干燥,采用草袋或無紡布覆蓋并澆水養(yǎng)護,在植被發(fā)育期,每天澆水兩次,養(yǎng)護期約為10d,植被生長成型,即可撤去草袋。
5.3 撒草籽、鋪草皮
撒草籽、鋪草皮護坡是一種傳統(tǒng)邊坡植物防護措施,適用于需要迅速得到防護的土質(zhì)邊坡,也用于風(fēng)化極嚴重的巖石邊坡。多用于草皮來源容易,邊坡坡度不高,且坡度較緩的土質(zhì)路塹和路堤邊坡。其施工簡單、造價低,草皮的鋪裝,可根據(jù)坡面沖刷情況、邊坡坡度、坡面水流速度等具體條件,分別采用平鋪 (平行于鋪面鋪裝 )、水平疊鋪 (平行于水平地面 )、垂直疊鋪 (垂直于坡面 )、斜交疊鋪 (與坡面垂直成一個小于 90°的角 )等形式。鋪草皮具有即鋪即綠的優(yōu)點,但由于在草皮移植過程中,根系損傷較大,在新的環(huán)境中重新扎根之前,必須渡過一個休克期。在此期間要求始終保持濕潤狀態(tài),若水分供給不足,會導(dǎo)致草皮死亡。由于草籽播撒不均勻,種草成活率低,草籽、草皮易被雨水沖走等原因,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(dǎo)致大量的邊坡整治、修復(fù)工程,同時大量的移植草皮易造成新的環(huán)境破壞和水土流失,使得該技術(shù)近年應(yīng)用較少。
5.4 噴混植草技術(shù)
噴混植生護坡,全稱“階梯式植生帶綠化工法”, 是一種將含草種、有機質(zhì)、混凝土噴在巖石坡面上的邊坡綠化方法。 該方法適宜于開挖后的巖石坡面的植被恢復(fù),尤其對不宜進行植被恢復(fù)的惡劣的地質(zhì)環(huán)境,如破碎巖、軟巖及較硬的巖石,有比較好的效果。其核心是在巖質(zhì)坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由于噴混層敷設(shè)成網(wǎng)格狀,植生帶直接提供植物所需的水分和養(yǎng)分,所以經(jīng)過一定時間的養(yǎng)護后,從有機質(zhì)混凝土中長出的草就將覆蓋整個坡面,很快達到植生綠化的目的。除上述方法外,還有一些其他工藝,如人工撒播、植生帶、直接栽種苗草等。總之,在人們環(huán)保意識日益增強的今天,邊坡綠化工程中,除坡面必需的工程防護外,在邊坡較為穩(wěn)定的基礎(chǔ)上采用生物防護,必要時結(jié)合工程防護,不僅可以保證邊坡的穩(wěn)定、安全,同時又能最大程度的對周邊環(huán)境進行恢復(fù)與保護。
5.5 土工格室植草護坡
土工格室植草護坡是指在展開并固定在坡面上的土工格室內(nèi)填充改良的土,然后在格室掛三維植被網(wǎng)進行噴播施工的一種護坡技術(shù)。利用土工格室為草坪植物生長提供穩(wěn)定、良好的生存環(huán)境。采用土工格室植草,可以使不毛之地的邊坡充分綠化,帶孔的格室還可以增加坡面的排水性能。
5.6 植生帶護坡
植生帶護坡是采用專用的機械設(shè)備,依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝,把草種、肥料、保水劑等按一定的密度定植在可以自然降解的無紡布或其他材料上,并經(jīng)過機器的滾壓和針刺的復(fù)合定位工序,形成一定規(guī)格的產(chǎn)品。植生帶建植草坪,是草坪建設(shè)中的一項新技術(shù),目前,植生帶已廣泛應(yīng)用于各類邊坡綠化中。
結(jié)論:植被防護是在路基邊坡工程中的一種新型技術(shù),可實現(xiàn)工程建設(shè)與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的目的。植被防護技術(shù)已在高速公路中廣泛應(yīng)用,但是植被護坡在開始的作用較小,隨著植物生長、強度的增加,對坡面的穩(wěn)定性、生態(tài)防護作用越來越明顯,但植被根系的延伸使土體產(chǎn)生裂隙,增加了土體的滲透率;而單純的工程措施雖然能在早期對坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕性有較好的效果,但隨著時間的推移,效果越來越差。因此,工程措施與植被護坡技術(shù)相結(jié)合可以有效地發(fā)揮穩(wěn)定邊坡和美化環(huán)境功能,實現(xiàn)高速公路坡面的穩(wěn)定性和景觀效果的可持續(xù)性。工程防護是植被防護的基礎(chǔ),兩類防護形式是相互支持相互滲透的,只有將兩者有機結(jié)合,才能起到永久防護美觀耐用的目的。
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關(guān)鍵詞:邊坡生態(tài)環(huán)境生態(tài)防護灌木
在公路、鐵路、水利、礦山等基礎(chǔ)設(shè)施的施工過程中,原地貌植被的破壞不可避免,棄土、棄石、開挖等會給和諧的自然環(huán)境留下大量的邊坡。這些邊坡有的是巖質(zhì)邊坡,有的是土質(zhì)邊坡,或陡或平。根據(jù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)原理,在排除環(huán)境干擾的條件下,土質(zhì)邊坡有自我修復(fù)、恢復(fù)的能力,但這是個漫長的過程,隨著環(huán)境的變化有很多不確定性,不能及時達到防護和綠化的效果。巖質(zhì)邊坡因缺乏植被生長的條件,更難于自我恢復(fù)[1]。鑒于此,只有借助人工才能加快其恢復(fù)過程。利用植被穩(wěn)定邊坡、改善生態(tài)環(huán)境在生態(tài)學(xué)上稱為邊坡生態(tài)防護。近10多年來,人們開發(fā)出了多種既能起到良好的邊坡防護作用,又能改善工程環(huán)境、體現(xiàn)自然環(huán)境美的邊坡植物防護新技術(shù)。它不同于以往的工程防護措施,能與傳統(tǒng)的坡面工程防護措施共同形成邊坡工程植物防護體系,以坡面長期穩(wěn)定為目的,以保護當(dāng)?shù)刈匀恢参锶郝浣Y(jié)構(gòu)、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)、防止水土流失、減輕管理工作量為宗旨,主要靠植物根系與土壤之間的附著力以及根系之間的相互纏繞來達到加固邊坡的目的。邊坡生態(tài)防護可以涵養(yǎng)水源、減少水土流失,還可以有效地凈化空氣、保護生態(tài)、美化環(huán)境,具有生態(tài)效益[2]。
邊坡生態(tài)防護的主體是植物,目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物[3],對灌木、喬木等木本植物研究較少,實踐中也不太成功,但木本植物在生態(tài)防護中有自己的優(yōu)勢。本文通過分析草本、木本植物在邊坡生態(tài)防護中的作用,著重研究灌木的應(yīng)用前景。
1生態(tài)防護的理論體系
生態(tài)防護的目標(biāo)之一是使植物存活并正常生長。然而長期以來,人們僅把不良自然條件下樹或草坪的成活作為研究目的,并在栽培方面獲得了很大成功,形成了一系列在不同條件下的施工工藝或技術(shù),如植生帶、土工網(wǎng)、三維網(wǎng)、草袋、保水劑、生根粉等[4]?,F(xiàn)代生態(tài)防護工程則不能僅以植物存活為研究目的。大量的施工實踐證明,邊坡防護施工后,有的看似達到了生態(tài)防護的目的,表面上植被恢復(fù)了,水土流失也得到了一定的控制,但時間一長,由于植物之間的惡性競爭或外界環(huán)境不能滿足植物生態(tài)習(xí)性的要求,致使植物生長勢逐漸減弱,群落開始逆行演替,剛剛恢復(fù)植被覆蓋的土地又會退化為裸地,形成水土流失現(xiàn)象[5]。
為發(fā)揮植物持續(xù)永久的綜合生態(tài)功能,應(yīng)運用生態(tài)學(xué)原理構(gòu)建一個和諧有序、穩(wěn)定的植物群落,這一點非常重要,其關(guān)鍵是護坡植物的選擇。下面研究在不同的邊坡上制定物種配方應(yīng)遵循的原則。
1.1遵從植物生態(tài)習(xí)性,因地制宜
植物的生態(tài)習(xí)性是指植物生長對環(huán)境條件的要求,包括氣候生態(tài)條件、土壤生態(tài)條件、生物生態(tài)條件等。氣候生態(tài)條件(光照、濕度、溫度等)影響植物的生長繁殖,決定植物能否順利越冬、越夏;土壤生態(tài)條件(養(yǎng)分、肥力、結(jié)構(gòu)、pH值、鹽分等)與植物的生長密切相關(guān);生物生態(tài)條件關(guān)系著植物的生長發(fā)育。如果外界環(huán)境不能滿足植物的生態(tài)習(xí)性,植物生長就要受到阻礙甚至發(fā)生退化。因此,在選配植物時應(yīng)綜合考慮環(huán)境條件,因地制宜合理種植。
1.2保持物種多樣性,建立自然群落結(jié)構(gòu)
目前,學(xué)術(shù)界就物種多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中的作用提出了很多假設(shè),如冗余種假設(shè)[6]、零假設(shè)、特異反應(yīng)假設(shè)、鉚釘假設(shè)等,對這個問題的看法還沒有完全一致的認識。多數(shù)生態(tài)學(xué)家認為,物種多樣性是群落穩(wěn)定的一個重要尺度,物種多樣性指數(shù)高的群落,物種之間往往形成比較復(fù)雜的關(guān)系,植物鏈或植物網(wǎng)更加趨于復(fù)雜,當(dāng)面對來自外界環(huán)境的變化或群落內(nèi)部種群的波動時,群落有一個較強的反饋系統(tǒng),可以緩沖干擾。當(dāng)某一物種發(fā)生病蟲害時,不可能侵染所有的物種,即病蟲害不易傳播。植物的自然群落結(jié)構(gòu)是草、灌、喬三位一體的多層次的復(fù)雜結(jié)構(gòu),物種多樣性指數(shù)高,在一般的情況下抗外界干擾的能力強,即使群落中一種或幾種植物受到病蟲害的危害而死亡,其他的植物也會填補其留下的空白。
1.3遵從生態(tài)位原則,優(yōu)化植物配置
基于物種多樣性的考慮,在利用植物進行邊坡防護時采用的植物種類較多,這就要求擬定一個合理的配方,因自然群落中的物種、種群不是偶然的組合,而是生態(tài)上的協(xié)調(diào)與組合[7]。綠化植物的選配除了要考慮它們的生態(tài)習(xí)性外,實際上還取決于生態(tài)位的配置,這是生態(tài)防護工作關(guān)鍵的一步,它直接關(guān)系到系統(tǒng)生態(tài)功能的發(fā)揮和景觀價值的提高。因此,在選配植物時,應(yīng)充分考慮植物在群落中的生態(tài)位特征,從空間、時間和資源生態(tài)位上的分異來合理選配植物種類,使所選擇植物生態(tài)位盡量錯開,從而避免種間的直接競爭[8]。
1.4遵從互惠共生的原理,協(xié)同植物之間的關(guān)系
在植物生長發(fā)育過程中,根系作為植物和土壤的重要界面,不僅是重要的吸收和代謝器官,而且是重要的分泌器官[9]。它一方面從生長介質(zhì)中攝取養(yǎng)分和水分,另一方面也向生長介質(zhì)中分泌離子和大量的有機物質(zhì)。當(dāng)一些植物的分泌物對另一些植物的生長發(fā)育有利時,他們互惠共生,相互促進生長,如皂莢與七里香在一起生長時,互相都有促進作用;當(dāng)一些植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育不利時,就會影響其生長。群落中植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育有很大的影響,在選配植物種時應(yīng)高度重視。
2生態(tài)防護的現(xiàn)狀
目前,在生態(tài)防護中草坪應(yīng)用比較廣泛。根據(jù)草種對氣候的適應(yīng)性,可將草種分為冷季型草種(早熟禾屬、羊茅屬、黑麥草屬、胡枝子屬、苔草屬、三葉草屬、百脈根屬等)、暖季型草種(狗牙根屬、狼尾草屬、地毯草屬、鈍葉草屬、假儉草屬、馬蹄金屬、畫眉草屬等)、過渡型草種(野牛草屬、結(jié)縷草屬等)。在邊坡防護工程中大都選擇一些根系發(fā)達、固土能力強的草種,如早熟禾、黑麥草、羊茅草、狗牙根、假儉草、鈍葉草、馬蹄金等[10],然后采用合理的施工技術(shù)播種,并精心呵護以保證一定的成活率。早期,種子發(fā)芽率高、出芽整齊,如黑麥草,播種7天后,發(fā)芽率可達90%以上,1個月后,原來的邊坡就披上了綠裝。表面上看,植被恢復(fù)了,水土流失得到了控制,生態(tài)環(huán)境得到了改善,但這種好景不長,短則一年半載,長則2~3年就會發(fā)生衰退現(xiàn)象。如華南地區(qū)引進的多年生黑麥草,不耐高溫、不能越夏,在夏天很快就消失,不能完成世代交替[11],但麥草在初期生長非常旺盛,有競爭優(yōu)勢。為達到四季常青的效果,在護坡工程中還常常采取冷季型草與暖季型草混播的措施,但因暖季型草在冬天枯萎后常阻礙冷季型草的發(fā)芽、繁殖,冷季型草在夏天又阻礙暖季型草的發(fā)芽、繁殖,還是很難達到四季長青的效果。究其原因,我們認為這種生態(tài)防護工程旨在利用人工的方法加快植被恢復(fù)過程,往往違背了自然演替規(guī)律,在選配植物時,大多只考慮單個物種的生態(tài)習(xí)性,欠考慮物種間的競爭關(guān)系,忽略了物種多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能的貢獻。另外,草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾:一是根系較淺,固坡護坡效果較差;二是群落易發(fā)生衰退,二次恢復(fù)很困難;三是管理費用高;四是外來種的大量采用,對生態(tài)安全有很大風(fēng)險。
3灌木在生態(tài)護坡中的作用
我國的邊坡坡度一般為45°,有的甚至達到60°以上,單純用草本植物雖然覆蓋度大、美觀,初期植被均勻整齊,但防護效果不太理想,而栽植喬木又會提高坡面負載,在風(fēng)力作用下極易造成坡面的不穩(wěn)定或坍塌。隨著實踐經(jīng)驗的提高,人們逐漸認識到灌木綠化具有的優(yōu)勢。灌木不僅具有良好的抗旱、保水、保土、防風(fēng)沙、降塵土、抗鹽堿等優(yōu)點,而且生長快、耐貧瘠、對土壤環(huán)境要求不高,和草本植物相比,優(yōu)勢相當(dāng)明顯:一是灌木類木本植物根系的先端部位能向土壤母質(zhì)內(nèi)部延伸,在吸取其營養(yǎng)的同時固持風(fēng)化土層,增強邊坡的穩(wěn)定性。二是維護管理作業(yè)量小,灌木對水、肥的需求少,適應(yīng)性強。三是對小氣候的改善作用明顯,能緩和陽光的熱輻射,使酷熱的天氣降溫、失燥,給人以舒適的感覺。同時由于灌木的生物量比草本植物大,進行光合作用吸收的二氧化碳多,吸滯煙灰粉塵,稀釋、分解、吸收和固定大氣中的有毒有害物質(zhì)也較多,能更好地凈化空氣。但單一的灌木群落也易產(chǎn)生表土侵蝕,對初期的水土保持不利。因此,在邊坡防護過程中,植物種的選擇以草本植物與灌木配合為宜,二者結(jié)合,可起到快速持久的護坡效果,有利于生態(tài)系統(tǒng)的正向演替。
但采用草本植物種子和灌木種子混合播種時,有時會不盡如人意,常常形成稀樹草原的格局,這是因為草本植物一般發(fā)芽早、成坪快,往往扼殺剛剛發(fā)芽的灌木幼苗。所以在當(dāng)今的綠化施工過程中,一般先種植生長速度快、成坪快的先鋒草本植物[12],以達到快速恢復(fù)植被,控制早期水土流失的目的,然后因地制宜栽植灌木。
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關(guān)鍵詞:客土植生;液壓噴播;噴混植生
一、工程邊坡植物防護的類型
工程邊坡植物防護按照種植方式的不同,可以分為人工種植、液壓噴播種植、客土植生等種植類型。工程施工單位在開展邊坡防護工作之前,要根據(jù)施工建設(shè)實際情況,綜合分析,選擇合理的種植方式開展邊坡植物防護的建設(shè)。
1、邊坡植物防護的人工種植
在邊坡上進行人工種植主要是利用人力來進行草種的播種或?qū)Σ萜みM行平鋪。這種依靠人力的邊坡植物加固工程建設(shè),由于工作開展較為簡單、防護成本不高等特點,在傳統(tǒng)的工程建設(shè)中被廣泛使用。然而,人工鋪設(shè)草坪也存在一定的缺陷,如,播撒的草籽易被雨水、大風(fēng)沖走;移植的草皮根系不牢固,成活率較低,對邊坡的加固作用不強,容易引發(fā)表土流失;種植人員的技術(shù)水平參差不齊,人員管理存在難度等。針對人工種植的優(yōu)勢與不足,在開展邊坡植物防護建設(shè)時,施工方要做好準備工作,進行合理的方案設(shè)計,確保其邊坡加固的效果達到預(yù)期目標(biāo)。
2、邊坡植物防護的液壓噴播種植
相較于人工種植,液壓噴播的種植方式先將草籽、農(nóng)藥、水等物質(zhì)按照科學(xué)的配比方式混勻,然后使用專業(yè)機械設(shè)備將其均勻的噴灑到坡面。這種種植方式由于使用了機械代替人力操作,因而簡化了種植的過程,提升了單位時間內(nèi)的種植效率。同時,機械的噴灑使的種子的分布較為均勻,植物的出芽率與生長程度較為一致。使用液壓噴播的植草方式,對工程邊坡的加固效果較高,通常情況下,草籽在30天后就會相繼出芽,60天后對邊坡形成有效的防護。
3、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(wǎng)機械噴填(或人工鋪設(shè))一定厚度適宜植物生長的土壤或基質(zhì)(客土)和種子的邊坡植物防護措施。該技術(shù)的特點是可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件進行基質(zhì)和種子配方,從而具有廣泛的適應(yīng)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(wǎng)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(wǎng)噴混凝土防護要優(yōu)越,而且植被防護效果良好,基本不需要養(yǎng)護即可維持植物的正常生長。該技術(shù)在公路邊坡防護中已被大量應(yīng)用。
4、土工網(wǎng)植草護坡
土工網(wǎng)植草護坡,它所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護新材料,是通過特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng),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(fā)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(wǎng)就共同對邊坡起到了長期防護,綠化作用,土工網(wǎng)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。該技術(shù)在公路、堤壩邊坡防護工程中應(yīng)用較多。
5、噴混植生植物護坡
噴混植生植物護坡,是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)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(fā)育,形成植物護坡的施工技術(shù),具有防護邊坡、恢復(fù)植被雙重作用,可以取代傳統(tǒng)的噴錨防護、片石護坡等圬工措施。該技術(shù)使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機質(zhì)、肥料、團粒劑、保水劑、穩(wěn)定劑、pH緩解劑和水等組成,良好的配方能夠達到在陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上,既具備一定的強度保護坡面和抵抗雨水沖刷,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長。
二、工程邊坡植物防護的應(yīng)用流程
1、邊坡坡面清理
凹凸不平為路堤邊坡填筑時常常遇到的問題,并存在大量松石懸掛現(xiàn)象,此時,應(yīng)通過人工的方式進行處理。因邊坡陡峭,清理施工過程中,安全措施必須到位,如安全帶、安全繩等,一般按照從上到下的順序進行清理,要求徹底清理干凈松動的浮石、浮土,盡可能確保具有平整的坡面,可保留沒有松動的體積大的石塊,同時需補平所有空洞,最后運離全部清理出來的土石。
2、椰纖維網(wǎng)鋪設(shè)
按照從上到下的順序由坡頂進行椰纖維網(wǎng)鋪設(shè),5cm為兩網(wǎng)間搭設(shè)距離,選取鐵絲、網(wǎng)繩子在搭設(shè)位置實施綁扎,以此形成一個整體,鋼筋U型釘選取鐵錘向坡面打入,通過椰纖維網(wǎng)釘緊固定,要求最低4根設(shè)置到每平方米內(nèi),30到40cm為其長度范圍。
3、有機基材噴射
在整個坡面上利用專業(yè)機械設(shè)備噴射準備完成的基質(zhì)混合物,以此形成客土基質(zhì)層,厚度為3到4cm,滿足植物生長的肥土、泥炭土、有機肥等為基質(zhì)混合物的主要內(nèi)容。完成配置有機基材后,利用噴射機向掛椰纖維網(wǎng)的坡面均勻噴灑有機基材,一般由正面開始噴射,要求必須整個坡面都噴射,避免死角產(chǎn)生。1:0.75坡面厚度必須控制在8cm以上,7cm為1:1邊坡最小厚度,3到5cm為表面基材的厚度范圍,只有這樣才能確保有機基材能夠?qū)⒊渥愕酿B(yǎng)分、水分提供給植物。
4、草種噴射
選取草灌結(jié)合的方式作為邊坡生態(tài)防護的種子,主要包含冬季型草、低矮灌木種子,根據(jù)相應(yīng)的配種方式將草種籽進行各種處理,如冷水浸種、化學(xué)藥浸泡等,以上處理必須與各類種子習(xí)性相符,以此達到種子提前發(fā)芽,發(fā)芽率提升的目的。噴射r應(yīng)對其時間進行有效控制,在基材層坡面噴射后,播種最佳時間需控制在基材層自然風(fēng)干4到12小時內(nèi)。
5、無紡布覆蓋
種子層噴播完,在坡面位置可選取無紡布進行整體覆蓋。并通過鐵絲釘、竹簽加固無紡布搭接位置、個片無紡布端部,且進行一定細砂細土鋪撒以此達到壓邊效果。坡面水分蒸發(fā)減少、種子發(fā)芽生長環(huán)境改善等為無紡布的主要功能。無紡布需在兩周后,如草苗生長到3到5cm后去除,要求不得在陽光過于強烈的情況下施工。
6、養(yǎng)護
按照天氣狀況,養(yǎng)護施工需定期澆水,以此加快草坪成型的速度。草出苗15天左右,為達到促生長的目的,需進行氮肥施加,隨后根據(jù)需要在進行復(fù)合肥施加。同時做好防病蟲害工作,定期將雜草清理干凈,以此達到邊坡防護的作用。
結(jié)語:現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展,城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)的改革與完善,加快了建設(shè)施工領(lǐng)域前進步伐的同時,也對工程建設(shè)中的施工技術(shù)提出了新的發(fā)展要求。邊坡的植物防護加固作為工程建設(shè)的重要組成部分,實現(xiàn)了項目建設(shè)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的綜合發(fā)展。為此,工程承建單位應(yīng)該加大植物防護在邊坡加固中的應(yīng)用范圍,針對植物防護的不同類型種植特點,進行合理的邊坡加固建設(shè),從而提高工程建設(shè)的使用質(zhì)量,促進社會的現(xiàn)代化發(fā)展進程。
參考文獻:
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邊坡生態(tài)防護的主體是植物,目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物,對灌木、喬木等木本植物研究較少,實踐中也不太成功,但木本植物在生態(tài)防護中有自己的優(yōu)勢。本文通過分析草本、木本植物在邊坡生態(tài)防護中的作用,著重研究灌木的應(yīng)用前景。
1 生態(tài)防護的理論體系
生態(tài)防護的目標(biāo)之一是使植物存活并正常生長。然而長期以來,人們僅把不良自然條件下樹或草坪的成活作為研究目的,并在栽培方面獲得了很大成功,形成了一系列在不同條件下的施工工藝或技術(shù),如植生帶、土工網(wǎng)、三維網(wǎng)、草袋、保水劑、生根粉等。現(xiàn)代生態(tài)防護工程則不能僅以植物存活為研究目的。大量的施工實踐證明,邊坡防護施工后,有的看似達到了生態(tài)防護的目的,表面上植被恢復(fù)了,水土流失也得到了一定的控制,但時間一長,由于植物之間的惡性競爭或外界環(huán)境不能滿足植物生態(tài)習(xí)性的要求,致使植物生長勢逐漸減弱,群落開始逆行演替,剛剛恢復(fù)植被覆蓋的土地又會退化為裸地,形成水土流失現(xiàn)象。
為發(fā)揮植物持續(xù)永久的綜合生態(tài)功能,應(yīng)運用生態(tài)學(xué)原理構(gòu)建一個和諧有序、穩(wěn)定的植物群落,這一點非常重要,其關(guān)鍵是護坡植物的選擇。下面研究在不同的邊坡上制定物種配方應(yīng)遵循的原則。
1.1 遵從植物生態(tài)習(xí)性,因地制宜
植物的生態(tài)習(xí)性是指植物生長對環(huán)境條件的要求,包括氣候生態(tài)條件、土壤生態(tài)條件、生物生態(tài)條件等。氣候生態(tài)條件(光照、濕度、溫度等)影響植物的生長繁殖,決定植物能否順利越冬、越夏;土壤生態(tài)條件(養(yǎng)分、肥力、結(jié)構(gòu)、pH值、鹽分等)與植物的生長密切相關(guān);生物生態(tài)條件關(guān)系著植物的生長發(fā)育。如果外界環(huán)境不能滿足植物的生態(tài)習(xí)性,植物生長就要受到阻礙甚至發(fā)生退化。因此,在選配植物時應(yīng)綜合考慮環(huán)境條件,因地制宜合理種植。
1.2 保持物種多樣性,建立自然群落結(jié)構(gòu)
目前,學(xué)術(shù)界就物種多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中的作用提出了很多假設(shè),如冗余種假設(shè)、零假設(shè)、特異反應(yīng)假設(shè)、鉚釘假設(shè)等,對這個問題的看法還沒有完全一致的認識。多數(shù)生態(tài)學(xué)家認為,物種多樣性是群落穩(wěn)定的一個重要尺度,物種多樣性指數(shù)高的群落,物種之間往往形成比較復(fù)雜的關(guān)系,植物鏈或植物網(wǎng)更加趨于復(fù)雜,當(dāng)面對來自外界環(huán)境的變化或群落內(nèi)部種群的波動時,群落有一個較強的反饋系統(tǒng),可以緩沖干擾。當(dāng)某一物種發(fā)生病蟲害時,不可能侵染所有的物種,即病蟲害不易傳播。植物的自然群落結(jié)構(gòu)是草、灌、喬三位一體的多層次的復(fù)雜結(jié)構(gòu),物種多樣性指數(shù)高,在一般的情況下抗外界干擾的能力強,即使群落中一種或幾種植物受到病蟲害的危害而死亡,其他的植物也會填補其留下的空白。
1.3 遵從生態(tài)位原則,優(yōu)化植物配置
基于物種多樣性的考慮,在利用植物進行邊坡防護時采用的植物種類較多,這就要求擬定一個合理的配方,因自然群落中的物種、種群不是偶然的組合,而是生態(tài)上的協(xié)調(diào)與組合。綠化植物的選配除了要考慮它們的生態(tài)習(xí)性外,實際上還取決于生態(tài)位的配置,這是生態(tài)防護工作關(guān)鍵的一步,它直接關(guān)系到系統(tǒng)生態(tài)功能的發(fā)揮和景觀價值的提高。因此,在選配植物時,應(yīng)充分考慮植物在群落中的生態(tài)位特征,從空間、時間和資源生態(tài)位上的分異來合理選配植物種類,使所選擇植物生態(tài)位盡量錯開,從而避免種間的直接競爭。
1.4 遵從互惠共生的原理,協(xié)同植物之間的關(guān)系
在植物生長發(fā)育過程中,根系作為植物和土壤的重要界面,不僅是重要的吸收和代謝器官,而且是重要的分泌器官。它一方面從生長介質(zhì)中攝取養(yǎng)分和水分,另一方面也向生長介質(zhì)中分泌離子和大量的有機物質(zhì)。當(dāng)一些植物的分泌物對另一些植物的生長發(fā)育有利時,他們互惠共生,相互促進生長,如皂莢與七里香在一起生長時,互相都有促進作用;當(dāng)一些植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育不利時,就會影響其生長。群落中植物的分泌物對其他植物的生長發(fā)育有很大的影響,在選配植物種時應(yīng)高度重視。
2 生態(tài)防護的現(xiàn)狀
目前,在生態(tài)防護中草坪應(yīng)用比較廣泛。根據(jù)草種對氣候的適應(yīng)性,可將草種分為冷季型草種(早熟禾屬、羊茅屬、黑麥草屬、胡枝子屬、苔草屬、三葉草屬、百脈根屬等)、暖季型草種(狗牙根屬、狼尾草屬、地毯草屬、鈍葉草屬、假儉草屬、馬蹄金屬、畫眉草屬等)、過渡型草種(野牛草屬、結(jié)縷草屬等)。在邊坡防護工程中大都選擇一些根系發(fā)達、固土能力強的草種,如早熟禾、黑麥草、羊茅草、狗牙根、假儉草、鈍葉草、馬蹄金等,然后采用合理的施工技術(shù)播種,并精心呵護以保證一定的成活率。早期,種子發(fā)芽率高、出芽整齊,如黑麥草,播種7天后,發(fā)芽率可達90%以上,1個月后,原來的邊坡就披上了綠裝。表面上看,植被恢復(fù)了,水土流失得到了控制,生態(tài)環(huán)境得到了改善,但這種好景不長,短則一年半載,長則2~3年就會發(fā)生衰退現(xiàn)象。如華南地區(qū)引進的多年生黑麥草,不耐高溫、不能越夏,在夏天很快就消失,不能完成世代交替,但麥草在初期生長非常旺盛,有競爭優(yōu)勢。為達到四季常青的效果,在護坡工程中還常常采取冷季型草與暖季型草混播的措施,但因暖季型草在冬天枯萎后常阻礙冷季型草的發(fā)芽、繁殖,冷季型草在夏天又阻礙暖季型草的發(fā)芽、繁殖,還是很難達到四季長青的效果。究其原因,我們認為這種生態(tài)防護工程旨在利用人工的方法加快植被恢復(fù)過程,往往違背了自然演替規(guī)律,在選配植物時,大多只考慮單個物種的生態(tài)習(xí)性,欠考慮物種間的競爭關(guān)系,忽略了物種多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能的貢獻。另外,草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾:一是根系較淺,固坡護坡效果較差;二是群落易發(fā)生衰退,二次恢復(fù)很困難;三是管理費用高;四是外來種的大量采用,對生態(tài)安全有很大風(fēng)險。
3 灌木在生態(tài)護坡中的作用
關(guān)鍵詞: 高邊坡治理;高速公路;生態(tài)保護
Abstract: we should see that at present a lot of highway of high slope of ecological treatment often caused great destruction, so this paper is necessary to control the subject of high slope is discussed.
Keywords: high slope management; Highways; and Ecological protection
中圖分類號:U412.36+6文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
概述:中國高速公路飛速發(fā)展取得了舉世矚目的成就,我國高速公路的總里程躍居于世界的前列。公路高邊坡的問題伴隨著高速公路的發(fā)展而變得日益嚴重起來,高速公路高邊坡的問題的出現(xiàn)呈現(xiàn)了強烈的具有中國的特色,由我國特有的地形地質(zhì)的條件與大規(guī)模工程的建設(shè)所決定。尤其是80年代以來,我國的經(jīng)濟高速增長,資源和能源開發(fā)迅速,高速公路高邊坡工程越來越多、規(guī)模越來越大、類型變得越來越復(fù)雜、工程也越來越艱巨。而高速公路高邊坡則要穿越巖層分布區(qū),這樣高速公路高邊坡工程的要求就咬相對嚴格的多,要使高速公路高邊坡使用年限長永久就要嚴格設(shè)計施工為國家節(jié)約資源和能源。
一、高速公路中高邊坡病害產(chǎn)生的幾點原因
高速公路高邊坡治理是將地質(zhì)的一部分改造人為需要的工程,高速公路高邊坡的穩(wěn)定性主要受控于地質(zhì)的條件和人為改造程度這倆個方面。高速公路高邊坡會有很多的病害,高速公路高邊坡的防治技術(shù)一般有工程地質(zhì)勘察方法和內(nèi)容,穩(wěn)定性的分析和評價方法與理論,監(jiān)測的技術(shù)與治理工程的設(shè)計原則,加固工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計這兩大方面。由于高速公路高邊坡對自然穩(wěn)定或不穩(wěn)定山坡人工為的改造而這種改造工程遠遠要大于自然改造的速度。
(1)高速公路高邊坡的防護措施相對落后,在技術(shù)上要與時俱進。高速公路邊坡的防護在設(shè)計中需要大量的采用護面墻與拱型截水骨架等這些密集的邊坡防護的方式。但往往這些防護措施的材料過于簡單化,雖然如今也起到了一定的作用。但很多的高速公路邊坡建設(shè)工地中很難找到優(yōu)質(zhì)的砌筑材料,而若從外地運入則需要耗費大量的人力和財力。所以高速公路高邊坡防護的措施要采用最新的科技技術(shù)來節(jié)約成本。
(2)高速公路高邊坡預(yù)防病害主要還要重視生態(tài)環(huán)境的保護上。在以前我國由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展工程量大等的原因致使對于環(huán)境保護意識不夠重視。大量的施工殘骸等都嚴重破壞著生物物的生長,而被高速公路邊坡破壞了的生物就永久都不能夠恢復(fù)。造成了嚴重的環(huán)境破壞,在缺乏植物的高速公路邊坡不利于水土的保持,這樣大量雨水就直接沖刷下來同時也加大了對周邊的地區(qū)沖刷給周圍的環(huán)境也造成了很大的影響。另一方面同時特影響高速公路行車的效果,巖石跟混凝土不僅美觀差同時也不吸收汽車的尾氣。同時大量雨水沖刷邊坡墻體,長久積水對于邊坡地基又腐蝕作用,對于高速公路邊坡安全帶來危害。
二、高速公路的邊坡常見的病害因素
公路邊坡要堅固且穩(wěn)定,否則會造成通車的不安全,也容易引起交通堵塞。所以在保持美觀的前提下要重視高速公路邊坡的穩(wěn)定性。高速公路邊坡常見的病害之一是高邊坡不穩(wěn)定發(fā)生了滑塌和崩坍,在高速公路堤壩處因為壓實的不足產(chǎn)生了滑移與沉陷??辈觳辉斣斐?
再有施工的不慎,如爆破和防護的工程不利于原本穩(wěn)定邊坡產(chǎn)生滑動和崩塌。
三、關(guān)于治理高速公路邊坡
采用合理的邊坡坡率和形式,防護工程要細致。防水和排水設(shè)施要做好,要有效的防止水患。最大程度上保證高速公路邊坡的穩(wěn)定性,而對于已經(jīng)失去穩(wěn)定性的高速公路邊坡要作好細致的工程地質(zhì)勘察和測繪,要定點布置工程的地質(zhì)勘探點,還要經(jīng)常采取巖土、水樣等進行試驗,以為作出正確考核,作出正確的設(shè)計方案。對于危害大的高速公路邊坡如滑坡、和大型崩塌等,可采取單項的工程進行治理,從設(shè)計上到施工上,有同一個單位設(shè)計施工,專家進行評審,確定好最佳的方案進行施工,施工時要又工程監(jiān)理,以確保施工的質(zhì)量,使工程達到最佳的效果。
四、高速公路中高邊坡治理的相關(guān)措施
(1)最好建立起高速公路邊坡綜合治理措施。高速公路邊坡一般分為防護和綠化兩個部分采取相關(guān)的措施。高速公路邊坡的防護和綠化是密切相關(guān),遙相呼應(yīng)的,應(yīng)該要綜合考慮問題,注意生態(tài)綠化的保護,將高速公路邊坡工程和綠化環(huán)節(jié)相結(jié)合。需要運用好綜合治理的概念來實施。
(2)貫徹動態(tài)設(shè)計的原則。主要是針對挖方邊坡。對于高速公路邊坡所用的材料,要精細而準確,地質(zhì)情況具有多變性,所以在工程開始后的地質(zhì)情況往往與預(yù)期設(shè)計的有所不同。因此,高速公路邊坡工程的措施必須要開挖后根據(jù)出現(xiàn)的實質(zhì)地質(zhì)情況而隨時調(diào)整。這樣對癥下藥做到保證高速公路邊坡的穩(wěn)定,同時兼顧節(jié)約資金成本。
(3)力求高速公路邊坡的全路段實現(xiàn)綠化。生態(tài)壞境很重要,要做好高速公路邊坡的綠化,既可以美化環(huán)境又可以對山體滑坡等自然災(zāi)害起到一定的防護措施。又可以對于行車起到調(diào)節(jié)視野作用。
(4)試用新科技跟上發(fā)展理念引用新型技術(shù)。實現(xiàn)智能化管理,降低人力物力成本,為了實現(xiàn)防護和綠化并重的目標(biāo),我國現(xiàn)在進行許多高科技新理念的高速公路邊坡防護與綠化技術(shù)的試點。對已實行的項目科技進行推廣,實行多功能綜合的運用。
五、結(jié)束語
高速公路邊坡工程將理論與實際相結(jié)合。只有這樣,不斷的提高高速公路邊坡理論和實踐的水平。盡管公路系統(tǒng)對山區(qū)高速公路邊坡病害的防治工程進行了大量研究總結(jié)取得了一定的研究成果。對以下幾個方面的問題還需藥進一步的探討,例如:地下排水效果、多排樁推力的分配、(高懸臂樁、埋入式樁)、特殊地層滑坡的原因、微型樁結(jié)構(gòu)與計算的方法等,使高速公路高邊坡使用年限長永久就要嚴格設(shè)計施工為國家節(jié)約資源和能源。
參考文獻:
[1] 黃潤秋.趙建軍.巨能攀等.湯屯高速公路順層巖質(zhì)邊坡變形機制分析及治理對策研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2007(26);