公路边坡工程生态防护技术的探究

杨碧宇

（云南省公路科研院，昆明650200）

1 引言

现阶段，公路的建设避免不了对道路生态环境的影响，主要体现在对原来地形地貌的改变，对植物群落的破坏，降低生物的多样性等。开挖边坡容易导致地表遭到破坏，水土流失加剧，如果坡度比较大或者地质不平的地方，会导致崩塌和滑坡，不仅造成经济损失，还会危及农业生产和生活。因此，要对公路的边坡实施保护措施，保证公路自身的安全和行车安全，提高农业生产生活质量，从而促进公路边坡和生态环境能够健康发展。

2 公路边坡工程生态防护的重要作用

2.1 提高行车安全

生态植被能够提高行车的安全性，通过视线诱导重视能够预示或者预告线路的变化，在边坡种植植被，能够加固土护坡，提高路基的稳定性，同时还能够防雪、防风和防水，从而保护道路。覆盖的植物能减缓坡面温度变化的影响，从而降低路表的温度，延缓沥青的老化，维持路面的良好使用质量。

2.2 保护环境

实施绿化能够快速地恢复公路建设中的植被破坏，不仅平衡生态系统，还能固土护坡，防治水土流失，植物还可以降低噪声污染，对空气起到净化的作用，并且成本不高。

3 公路边坡滑坡的主要原因

3.1 滑坡的认识

斜坡上的部分岩体和土体是在自然或者是人为因素下形成的。滑坡多发生在山地、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大，轻则影响施工，重则破坏建筑。滑坡常使交通中断，影响公路的正常运输；大规模的滑坡，可以堵塞河道，摧毁公路，破坏厂矿，掩埋村庄，对山区建设和交通设施危害很大。因此，研究滑坡的成因及行为特点，有助于采取有效的工程措施来避免滑坡的发生或者减少滑坡发生后的损失。本文从滑坡的形态特征、滑坡的成因及滑坡的防治措施几个方面进行简单介绍。

3.2 主要因素

影响公路边坡滑坡的外在因素，主要包括边坡的边界条件，地表水和地震的影响，同时人类活动还会对边坡造成一定的影响。首先，对边坡来说，发生滑坡主要是滑动土体的下方或前方要有滑动的空间。在公路建设的过程中，开挖导致道路不平，很容易导致滑坡的条件。其次，地表水和地下水的影响。地表水的下渗，导致边坡土体处于饱和状态，边坡下部的隔水层有积水，增加了滑体的重量，从而降低了边坡岩土体的抗剪强度，最后导致滑坡。地下水的存在，减小了边坡土体抗剪的强度，同时，地下水还能够溶解土石中的溶解物，并使岩石和岩体结构遭到破坏，出现泥化的现象。最后，地震。地震对滑坡的影响非常大，地震的强烈作用能够导致边坡土体的内部结构发生破坏和变化，使结构面松弛，地表水出现较大的变化。一次强烈的地震，通常伴有余震，在地震力的反复振动下，斜坡的土体更容易发生变化，最后形成滑坡[1]。

4 边坡生态防护功能及机理

要想边坡生态环境拥有更好的防护效果，就应该采用植物与工程材料相结合，从而实现稳定和防护边坡的目的。与常规工程护坡相比，边坡生态防护技术除了边坡防护功能之外，还具有生态功能和景观工程。

公路边坡生态防护最基本和主要功能在于对边坡的防护，主要目的就是防治边坡水土流失和失稳，滑坡和坡面塌陷等公路病害，从而达到边坡防护的目的。在边坡生态防护中，由于植被的水文效应和植物根系的力学效应，从而能提高边坡的防护作用（见图1）。边坡植被的水文效应通常是指植被的存在能够有效地截留降水，极大程度上提高边坡的稳定性。公路边坡生态防护在边坡中发挥的作用主要包括加筋和支撑，对草本植物，主要位于浅表层，植物的水平根系在边坡土体中延伸生长，形成具有一定强度的根网，极好地固定与支撑根基土体，这样能够很好地加固深处较稳定的岩土层，通过水平根系与垂直根系的牢固连接，从而提高边坡浅层土地的稳定性，总而言之，植物根系具有良好的固体性，不仅能够提高边坡土体的抗剪强度，还能够改善边坡的稳定性。

图1 边坡生态防护机理

5 公路边坡工程生态防护技术

随着公路的建设，对公路边坡植被保护及修复的需求不断提升，工程边坡生态防护技术也在不断地研究和创新，国内常用的公路边坡生态防护技术主要有以下几种。

5.1 湿法喷播

液压喷播植草技术的主要特点在于机械化程度高、技术含量高，施工效率高等。在喷洒后的混合物在土壤表面形成一层膜状结构，能够有效地防治冲刷，在最短时间内促进植物的生长，从而达到稳固边坡和绿化美化边坡的目的。但是在操作的过程中，也有很多缺点，例如，坡体肥力不足，土地营养成分不够，坡面防护的措施不正确，植物品种无选择，主要以草木为主，选取耐贫瘠和干旱的灌木为主要物种。这样的物种适用于普通的土质边坡[2]。在操作的过程中，前期的养护是非常重要的。因此，相关人员应该对液压喷播技术进行改进和完善。

5.2 地表水和地下水的治理

首先，在施工的过程中，应该选择好的天气，最好选用在旱季，避免雨季。在治理地表水主要是在滑坡体周围做出截水沟，在滑坡的范围内修建各种排水沟，不能让地表水流进滑坡体范围内，同时要修建好沟渠，做好防渗措施。在治理滑坡体中的地下水过程中，针对出露的泉水和湿地，做好排水沟和渗沟等建设，将水引出滑坡体外。如果把水引出滑坡体外，要做好排水沟或渗沟。如果滑动带上的水是由下向上承压补给过程中，通常采用的是盲沟，把地下水排走或者降低地下水位到滑动画以下。要是排除深层地下水，应该采用长水平钻孔，在土层和岩层进行实施。在滑坡区域内，地下水最集中的区域，设置水井，用于集中汇集基岩面上及其附近的地下水。

5.3 植树护坡

种植树木适合各种土质边坡，在边坡上种树应该选用适应当地土壤条件和气候条件，具有一定耐密实性、根系发达、耐寒、耐干、容易成活的树木，在实施的过程中，一定要结合当地自然环境情况，对方法和设计要求进行确定。在春季解冻之后，土壤比较湿润，降低土壤的蒸发和植物的蒸腾。种植后应该按时浇水，并且要浇透。在风口或较陡边坡上栽植的过程中，应该采用支柱支撑的措施。栽植后，相关工作人员必须对不同树种采取不同的管理和养护，从而达到绿化防护目的。栽植的树木花草增加了地表的覆盖率。覆盖的植物能够减缓坡面和路表面的温度，延缓沥青衰老和维持路面的使用寿命[3]。

5.4 铺草皮

铺草皮护坡主要是在边坡当中铺设天然草皮，是一种传统的边坡植物保护方式。铺草皮护坡自身具有较多优势。例如，工程造价成本低、施工简单等。可以被更好应用在草坪来源较为简单、边坡坡度相对较缓、高度相对较低的土质当中，风化较为严重的岩层边坡中也可以利用铺草皮护坡方式。通常情况下，草皮铺设采用网格式铺法、平铺法以及竖铺法。草皮铺设时，需要采用自上而下的形式，同时利用竹木小桩将草皮钉装在坡面之上。除此之外，草皮根部需要进行切割。在进行草皮铺设时，应该尽量在夏季、秋季或者雨季。冰冻期间以及解冻期间不适合草皮铺设。路堑边坡在铺设草皮时，需要超过路堑顶部1m，或者铺设到截水沟边。新铺设的草皮容易受到各种自然灾害等其他因素影响，所以，在铺设草皮期间要加强对草皮的管理以及保养。

5.5 三维植被网

这种技术又称为防侵蚀网，主要采用的是热塑树脂作为原材料。三维植被网主要分为上下2层，上层为一个经双面拉伸的模量基础层，具有很强的硬度，足以防治植被网出现变形，还能够有效防治水土流失。下层由有弹性的、规则的、凸凹不平的三维植被网组成。

5.6 钢绳网主动防护

通过锚杆和支撑绳进行固定，钢绳网主动防护技术和三维植被网技术一样，对植物具有防护作用。使植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，不仅对边坡起到防护作用，还能保护周围环境。钢绳网被动防护技术，是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网，主要由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱4部分组成。这种方式主要适用于岩体交互发育，坡面整体性差的边坡。

5.7 生物防护技术的未来发展

以目前我国植被防护技术现状来讲，生物防护的主要内容就是通过对科学方法的有效利用，进行边坡植草、植树以及铺草皮等，若是田垅地段有路线通过的话，也要根据实际情况来完成矮脚墙的加砌。实际上，将植树传统防护形式除外，铺草皮以及植草的方式在我国高速公路流行的时间并不长，其凭借着公路沿线绿色景观恢复期短与有效防治边坡冲刷的优势，在我国应用愈发广泛。但这种防护方式也存在一定的缺陷，例如，养护费用相比较传统方法来讲较高，且绿植保持难度也较大。其次是岩质边坡绿化喷播技术，其核心思想就是在岩质坡面条件允许的情况下，创造出一个在确保植物健康生长发育，且能够完成基质种植且不被冲刷的多孔稳定结构。岩质边坡绿化喷播技术主要适用于开挖之后的岩体边坡，另外，软岩、碎裂岩以及极酸性土岩也能够有效运用这一技术。最后则是框格护坡技术。岩质边坡若是风化程度比较严重，或是坡面稳定的较高土质边坡都可以使用这一技术。

6 公路边坡防护发展的主要趋势

现阶段，随着科学技术的发展，公路建设水平的提高，在工程建设中，对植被的防护技术不断创新，已经发展到机械化作业，从传统的采用植物逐渐向植物与土工材料相结合过渡，工程的防护工作与植被防护工作紧密结合，拓展植被防护的范畴，与工程防护相结合，逐渐弱化工程防护与植被防护之间的分界线，生物防护技术和柔性支护技术能降低工程造价，从而促进防护工程的发展。公路边坡是公路和周围环境的自然分界线，应该与周边环境自然和谐。同时在公路边上种植植被，能有效净化空气，防治大气污染，降低污染等，不仅改善路域的水热环境，使路域范围的不良因素减弱，而且能提高行驶安全。

7 结语

总而言之，公路在建设过程中，最容易受到破坏的区域是公路边坡，因此，需对其进行有效防护，采取有效的措施，对破坏的生态环境进行恢复。生态防护的防护效果最突出，同时具有较好的景观效果，是公路边坡防护的主要形式。但是生态防护形式具有一定的适用范围和局限性。因此，在实际工程中要结合实际情况，采用合适的防护技术，从而提高防护质量，促进防护工作的健康发展。