打穴钻孔植营养钵苗技术在高速公路边坡生态防护中的应用

仝晓辉，邓晟辉，魏建群

(1.陕西省交通规划设计研究院，陕西西安 710068;2.长安大学公路学院，陕西西安 710064;3.新疆电力设计院，新疆乌鲁木齐 830002)

随着陕西省高等级公路建设从平原转向山区，公路边坡生态防护工作日益受到各方面的关注。特别是近几年，高速公路与高速铁路等交通基础设施建设的跨越式发展，给陕西境内路域走廊带的生态环境造成了不可避免的影响，导致了原生植被破坏、水土流失、土地分割等生态环境问题［1］。山区生态环境脆弱，山区公路边坡植被恢复将成为当前及今后一个时期公路建设的重点和难点，公路建设在环境保护方面面临的问题将更为复杂［2］。根据陕西省工程建设的实际情况，针对开挖边坡容易诱发山体滑坡、造成水土流失的问题，参照省内外边坡防护所取得的研究成果，结合全省近年来公路边坡防护的经验和教训，综合考虑防护效果、环境美化及环保效益，合理应用工程措施与植物防护，采用科学有效的生态植被恢复建植技术，建立可适性强的生态防护体系来提高边坡防护技术水平，对保证公路安全与通畅、维持路域生态系统的平衡有着重要意义。

1 陕西路堑边坡环境状况

1.1 高速公路环境特点

(1)土壤立地条件差。高速公路土壤失水快，空气干燥，水汽蒸发快，干旱是高速公路植被恢复面临的最大问题。

(2)高速公路上车流量较大，污染较严重。行驶中的汽车排放的大量有害气体污染周围环境，对植物生长产生诸多不利影响。

(3)养护灌溉难。陕西的高速公路经过的地区多为黄土高原、沟壑和丘陵区，这些地区干旱缺水，养护条件差，灌溉条件极为不利。

1.2 高速公路路堑边坡的特点

陕西地区的高速公路跨越三类不同地貌区域，走廊带的绿化种植环境不仅要受到高速公路本身气候环境和土壤条件的影响，同时还要受到西北地区典型气候的影响及陕西南北气候差异的制约。陕西省黄土地区生态条件十分脆弱，干旱少雨、土壤贫瘠、坡面土壤坚硬，路堑边坡坡面易产生冲刷、剥落、局部滑塌等破坏。

2 陕西路堑边坡防护形式比较

陕西省高速公路路堑边坡常见的防护形式见表1。

根据施工现场情况、施工难易程度、表现效果、养护管理及造价等，对表1中的几种边坡生态防护形式进行比较表明，这几种形式均有各自的优势，也是在施工中常见的具有典型生态防护功能的施工技术。经综合比较，打穴钻孔植营养钵苗技术具有成本低、覆盖速度快、效果好、易养护等特点，值得普遍推广应用。

3 打穴钻孔植营养钵苗技术

3.1 适宜的坡面类型［3］

打穴钻孔植营养钵苗技术适用于整体坡面较稳定的边坡以及土质、砂土质边坡，常用坡率1∶1.5～1∶0.75，与工程措施结合坡率可为 1∶0.75 ～1∶0.5。

3.2 施工工艺

(1)使用的工具。打穴钻孔所用的设备、工具有:发电机、电缆、电钻(或采用洛阳铲人工打穴钻孔)及保险绳索。

表1 陕西省高速公路路堑边坡常见防护形式对比

(2)施工工序。主要包括坡面搭架(钢架、竹架)、栽植穴打点、钻穴、放置营养钵容器苗等工序。

(3)打穴钻孔。边坡绿化栽植孔必须按照梅花形布置，孔深控制在30 cm，孔径10 cm;栽植孔应有一定竖直度，穴孔与坡面的角度以接近90°为宜，这样有利于打穴钻孔和草灌正常生长，提高栽植孔蓄水保水能力及边坡的稳定性。

(4)栽植。先在孔内施肥，然后回填10～15 cm种植土，再放置营养钵;最后撒播混合草种，再覆2 cm左右营养土即可。

(5)营养土配置。用充分熟化的种植土，与磷肥、尿素、二胺、杀虫剂及保水剂等充分混合均匀，过筛滤去草根、石砾等杂物，并使其保持相当的湿度，装袋封存待用。

(6)养护。浇水养护时由坡面自下而上喷灌，注意保护坡面，确保坡面不受冲蚀。

3.3 植物种选择

生态防护的关键是因地制宜地进行植物选择，由于陕西大部分是干旱、半干旱地区，降雨量小，加上建设高速公路后土壤的养分贫瘠、保水性较差，因此在选择绿化植物时应考虑耐旱、耐瘠薄、耐寒品种，同时结合植物的生态习性和恢复作用进行选择。目前采用最多的是豆科、禾本科植物，营养钵苗有紫穗槐、柠条等，草种有小冠花、紫花苜蓿、高羊茅等，复合种植，此外可因地制宜地选择一些一年生或多年生的野花，这些植物品种综合考虑了根系发达、易繁殖、易成活、抗逆性强、耐贫瘠以及适应当地土壤和可粗放管理等优点。

3.4 具体设计

植物种选用当地适生的紫穗槐或柠条，打孔密度按9、12或16穴/m2，每穴栽植紫穗槐或柠条营养钵苗2株，穴孔直径为0.10 m，穴孔深度为0.25 m，穴孔间距以现场试验为准;其营养钵苗用营养土、营养钵(直径0.08 m、高0.15 m)在苗床内育苗，当苗木蓬径达到0.15 m时，预先在穴孔内加足营养土后再栽入穴孔内，浇足底水，以确保成活率。打穴钻孔植营养钵苗设计图见图1。

4 工程应用实例

目前，打穴钻孔植营养钵苗技术已在陕西省多条高速公路的边坡上普遍应用，已建成项目包括潼关—临潼高速公路改扩建工程、西安咸阳国际机场专用高速公路工程及黄陵—延安、榆林—绥德、西安—商州等高速公路工程，在建项目包括延安—志丹—吴起、铜川—黄陵第二通道等高速公路工程。对不同类型边坡生物防护生长情况的分析表明，路堑边坡生态防护实施时间应与路基施工同步，尤其是路堑边坡开始成形后，应及时进行绿化，这样不仅项目建成后总体效果好，而且对上边坡的水土保持及边坡稳定具有十分重要的作用。

通过考察工程实例，研究施工工艺，对比工程造价，认为打穴钻孔植营养钵苗技术具有施工快捷、效果明显、造价低且适宜推广等优点。

4.1 案例Ⅰ——潼关至临潼高速公路改扩建工程路堑边坡生态恢复实施效果

该项目绿化工程于2009年6月进场施工，2010年11月建成通车。其上边坡采用打穴钻孔植营养钵苗技术，选用紫穗槐苗，撒播混合草种。图2(a)为施工打穴钻孔后坡面，图2(b)为施工养护6个月后的栽植效果。

图2 潼关—临潼高速公路改扩建工程路堑边坡

4.2 案例Ⅱ——西安咸阳国际机场专用高速公路路堑边坡生态恢复实施效果

该项目2006年11月开工，2009年7月建成通车。其上边坡采用打穴钻孔植营养钵苗技术，选用紫穗槐苗，撒播混合草种。图3(a)为施工打穴钻孔后坡面，图3(b)为通车后效果。

4.3 案例Ⅲ——西安—商州第二通道高速公路路堑边坡生态恢复实施效果

该项目绿化工程2010年8月进场施工，其上边坡采用打穴钻孔植营养钵苗技术，选用紫穗槐苗，撒播混合草种。图4(a)为打穴后施工现场，图4(b)为施工5个月后栽植效果。

4.4 案例Ⅳ——榆林—绥德高速公路路堑边坡生态恢复实施效果

该项目绿化工程2010年11月进场施工，其上边坡采用打穴钻孔植营养钵苗技术，选用紫穗槐苗，撒播沙打旺、花棒混合草种。图5(a)为施工原有坡面，图5(b)为施工4个月后栽植效果。

5 结论与讨论

图5 榆林—绥德高速公路路堑边坡

为了克服不良气候和不利栽植季节给工程施工带来的困难，确保生态防护的最佳效果，陕西已建及在建项目大量采用了打穴钻孔植营养钵苗技术施工。通过在陕西高速公路项目中实施该技术和后期观测，结合边坡植物生长情况调查，同时考虑到后期养护及工程造价，综合对比分析后，笔者总结了以下几点体会:

(1)造价低、效率高、绿化效果好。能在土建施工完成后迅速恢复自然地貌与施建工程接合部的生态环境，使施建工程融于周围自然的生态环境。

(2)机械化程度较高，施工速度快。因坡面陡、硬度大，故施工难度大，而开发应用的电动钻穴器使用的特制钻头可在坡面上钻出直径为8～10 cm、深为20 cm左右的栽植穴，比使用农用小铲和洛阳铲挖穴可提高工作效率5～8倍。

(3)施工人员投入少、施工效率高。一个施工班组只需6～8人，每天每个台班可以完成作业面400～500 m2。

(4)选用乡土树种。紫穗槐抗逆性强，根系发达，分级较多，横向延伸能力强，其根瘤菌能改良土壤，并具有很强的抗病虫、抗烟和抗污染能力，是涵养水源、保持水土的先锋树种。宜选择当年秋季或翌年春季栽植，由于其根系发达，萌芽性强，通常栽植后6个月生长量达30～50 cm，一年后生长量达1 m以上，平茬后翌年可达2 m以上。

(5)与裸根苗相对比，营养钵育苗成活率高、生长快，且每平方米可降低直接工程费1.8元。据调查，6月份栽植的营养钵苗比同期栽植的裸根苗成活率提高40%，生长量高一倍，且长势较好，当年覆盖率达到95%以上，从根本上解决了夏季施工难的问题，其绿化和防护功能都达到了预期效果。

上述工程实例表明，在关中、陕北和陕南坡面为黄土和砂土的山区路段，其上边坡植被恢复采用打穴钻孔植营养钵苗技术，通常只要保证植物能生长6个月，就基本可以达到植被恢复、坡面郁闭，且有较好的绿化效果，同时具有造价低、效率高、机械化程度较高、绿化覆盖快且效果明显等优点。因此，针对黄土及砂土地区路堑边坡防护，采用打穴钻孔植营养钵苗技术可取得良好的边坡生态防护效果和景观效果，这对于黄土地区公路建设中的边坡植被恢复具有一定的借鉴意义。

［1］周德培，张俊云.植被护坡工程技术［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］汪伟刚，陈露，王丹，等.自然和谐的挖方边坡植被恢复技术——以湖南省韶山高速公路挖方边坡植被恢复为例［C］//蒋树屏，邓卫东.全国山区公路环境与岩土工程学术会议论文集.北京:人民交通出版社，2008.

［3］李建强.黄土路堑边坡钻穴栽植容器苗绿化固坡试验研究［J］.防护林科技，2004(5):18-20.