新型生态防护坡探讨

张秋明

（广东大禹水利建设有限公司 广东汕头 515041）

1 引言

随着我国城市建设的飞速发展，城市河流、斜坡、公路边坡的护坡工作占有相当大的比重。生态护坡是结合土壤学、植物学、生态学、工程力学等学科的知识，是由植物、工程、混凝土组成的防护坡，是综合护坡系统的新型护坡技术。开挖边坡后，通过植物和植物与岩石、植物与土壤（根锚）的相互作用，对边坡表面进行保护和加固。既能满足边坡表面稳定，又能恢复受损的自然生态环境，是边坡防护的有效手段。传统的边坡保护是以传统的边坡保护结构为主，主要注重边坡的稳定性、泄洪和涝情，较少考虑边坡保护结构对山河生态系统的负面影响以及人们对于景观的需要，在长期使用过程中，生态环境遭到破坏。

研究目的：

基于现有的研究成果，本文从生态设计的理念考虑，研究了生态边坡的支护结构和特点，并提出了一种新型的生态防护坡技术，对该新型生态防护坡进行了结构组成、工程特点和使用形式的研究。分析和讨论的目的是克服现有技术的不足，提倡新型生态保护坡。

2 传统防护坡的缺点与不足

2.1 剥落问题

剥落发生的主要原因是边坡岩土长期受到侵蚀风化作用、冲刷和重力作用等环境因素的影响，岩石和土壤会被分离，并沿坡面滑入坡角。

2.2 崩塌问题

崩塌意味着整个岩石和土壤从主体上脱落，从相对陡峭的斜坡上滚落下来，在跌落过程中不断翻转，最后掉入山脚下。塌陷是非常强烈和突然的，很容易造成危险。

2.3 滑坡问题

滑坡是最常见的问题之一。它指的是斜坡上的岩石和土壤，在重力作用下沿弱表面缓慢而整体地移动，根据滑坡的力学原理将滑坡分为两类，推移滑坡和牵引滑坡。所谓的推移滑坡是指在变形的岩石和土壤的压力下增大，滑坡的速度慢，滑坡面粗糙，在堆积分布的斜坡上，分布比较多，牵引式滑坡意味着岩石较低和土壤松散，导致上面的岩石和土壤没有焦点。这种滑坡速度相对较慢，滑体的表面是阶梯式的。在施工过程中，一旦出现施工错误，就会改变原有的边坡状态，很容易发生工程滑坡问题。

3 新型生态防护破设计理念

本文所阐述的生态防护坡，包括基体、土坡、第一混凝土层、植物护坡混凝土层、固定件、植被，所述基体包括其底部的碎石层、侧面竖直的挡土墙，土坡设置在碎石层、挡土墙之间，形成一斜坡，土坡的上方覆盖第一混凝土层，第一混凝土层上方覆盖有植物护坡混凝土层，植物护坡混凝土层包括有孔隙混凝土和植被营养土组成，所述固定件将土坡、第一混凝土层、植物护坡混凝土层连接固定，所述植被种植于植物混凝土层上。

4 新型生态防护破设计说明

本发明公开了一种生态混凝土以及施工工艺，所述各个成分按以下重量份配比，水泥 200～220份、水150～170份、粉煤灰50～70份、矿粉70～90份、天然石子310～465份、再生石子550～720份、纳米二氧化钛包覆中空微珠填料10～15份、硅藻土9～12份、纳米二氧化硅8～12份、减水剂9.5～13.5份。本发明具有较高的强度以及良好的透水性，雨水可以迅速透过混凝土排进市政管网或者地下，无积水现象发生，可以有效改善路基下土壤生态环境。本发明施工工艺简单，通过反复搅拌以及多振捣用具振捣的方式，提高混凝土的密实度，提高混凝土的强度，进而达到提高混凝土质量的效果；通过高保温性，保湿性的混凝土养护过程，达到提高混凝土质量的效果。

5 防护原理

（1）植被覆盖层是由种子层、木浆纸层、植物纤维层和下网组成的三维网络结构。植物纤维层和木浆层紧紧地锁住植物种子、肥料和保水剂，为植物的生长提供能量，使植物的根系形成了保护层，使之抗拉、抗剪能力大幅度提高。纤维层和木浆层由木质纤维素、天然胶粘剂和有机矿物催化剂组成。生物降解过程完成以后，加入土壤肥料，植物生长形成良性循环。

（2）坡上的稻草覆盖结合锚栓不仅可以克服草地容易被雨水冲洗这个缺陷，而且发达根系形成一个坚实的复杂土层种植草后，大大缓解了流速，避免了雨水直接影响边坡表面，并能有效地防止生态坡斜率的变化。草毯覆盖层可以减少水的蒸发，防止降雨对边坡的侵蚀，有效改善生态环境，稳定边坡，减少水土流失，美化两侧的景观。

6 技术特点

该技术充分考虑了现场条件和允许的后续维护条件，这种技术所特有的优点是：

（1）种子可以储存在斜坡上，而不会通过雨水和灌溉水冲走。

（2）可以很好地进行施肥工作，为植物生长提供养分，保证持续供给植物生长所需养分，使用保水剂，保证种子萌发的存活。

（3）可以起到边坡表面的加固功能，有效防止地表土层的滑移。

（4）草毯可以以不同的方式移植，保护成活速度和生长速度。

（5）施工工艺简单，施工后维护管理费用低。

（6）施工成本低，施工方案经济性良好。

（7）草地毯弹性高，能够很好地贴近地面。

（8）可以进行生物降解，整个过程无污染，节水性特点显著。

7 设计原则

7.1 土壤需求

植被层中植被的生长对土壤有很高的要求。植物不能生长在土壤过酸过碱或过度贫瘠的地区。在边坡上，必须覆盖10～20cm的腐殖质土，才能正常生长。

7.2 排水需求

植被覆盖层可以防止边坡浅层土壤的移动，但为了达到较长时间的保护效果，必须保证边坡的光滑排水，防止边坡径流的集中侵蚀。因此，排水沟应设置在坡脚和坡身两侧。

7.3 植物品种和播种方法

由于是一项边坡保护工程，我们首先选择气候适应性强、根深的品种。自然降水较少的地区，水资源短缺，人工灌溉费用高，耐干旱草地物种的地区应选择耐干旱草地物种，还应选择绿期较长的植物草种，播种方式应该是直接播种。播种时应避免寒冷、低温和多雨高温。最合适的播种时间是4月、5月、8日和9月。

8 施工工艺

8.1 边坡表面处理

为了处理边坡面，需要对一些边坡进行分类。由于土壤松散，当地的坡度需要稳定处理，并对所有的边坡进行压实，确保施工效果。

8.2 材料制备

准备种子、挡水剂、肥料等材料，并定做好草毯，做好供水系统。

8.3 铺设草毯子

将草毯子盖好并修理草皮，草毯的两端嵌在土壤中，毯的中间部分均匀地嵌入固定桩中，以保证毯的稳定性。

8.4 草坪管理

种植草皮后，及时进行种子灌溉，保持草籽层湿润约10天。在接下来的1个月里，由于植物根系发育不全，需要保证每周浇水一次。一个月以后，植物表面基本封闭，形成景观效果。但根系不是很牢固，应根据天气情况补充水分，有利于形成牢固的根系。经过1年的项目实施，由于深根和抗旱性的植物种类选择和保水剂的使用，如果降水均匀分布在一段时间，可以不用进行人工灌溉。

9 结束语

边坡生态技术是将边坡的保护与美化效果完美结合的一种技术。他对保持生态平衡有很好的效果，可以满足社会发展的需要和国际化的趋势。他的发展必将成为尚未涉及到相关方面的重要方向之一。但是，我国的边坡生态技术还处于一个相对较低的阶段，本文也做了一些大胆的研究，并进行了一些理论分析的探讨，比如如何将室内实验与室外实践相结合，如何形成一个大规模等问题仍然存在。数量、批量生产技术、施工技术、如何确定材料的具体应用等，这些问题都需要讨论，也需要各单位共同合作。只有在大家的共同努力下，中国边坡工程才能得到更快的发展和进步，达到国际社会的新高度，才能真正实现维护生态、可持续发展的最终目标。