破损山体边坡的分类及不同生态修复技术应用研究

张 斌

（中国铁建房地产集团有限公司 北京 100039）

1 引言

在我国铁路建设、城市建设高速发展的背景下，在山区铁路、公路及房地产开发建设过程中，要劈山修路、平地建楼，必然对山体形成破坏，产生了大量裸露的破损山体边坡。不同地域的地质条件不同，产生的山体边坡类型也多种多样。一方面，裸露的破损山体边坡由于受到施工建设的大型机械扰动，山体本身的结构稳定性受到不同程度破坏，加上近几年山体滑坡自然灾害频发，严重危及新建居住区居民的生命和财产安全。因此破损山体边坡结构防护工程成为房地产开发企业山区开发建设关注的焦点。另一方面，破损山体边坡的产生导致山林的自然生态环境遭到破坏。人为采用钢筋水泥结构做的护坡景观效果差，不利于生态恢复，并且严重影响新建居住区的景观环境和居民的生活品质，不利于地产开发商的品牌溢价。而目前国内针对边坡的研究更多的是侧重于单一技术的应用试验，缺乏对不同类型破损边坡生态修复模式的分析和研究，因此在生态修复选择技术时会受一定的局限，从而影响了破损边坡修复效果。

《北方地区裸露边坡植被恢复技术规范》等国家有关标准对裸露边坡也进行了分类，即以土壤及岩石分类为基础，可分为土质边坡、土石质边坡和岩质边坡三类。其中土质分为松软土、普通土；土石质分为坚土、砂砾坚土、松石；岩质分为次坚石、普坚石、特坚石。从坡度上分为缓坡（＜25°）、陡坡（25°～35°）、急坡（35°～45°）、险坡（45°～55°）、崖坡（55°～75°）、崖壁（75°～90°）等六类［1］。但以上边坡分类对于房地产项目不完全适用。为了增强植被恢复技术与边坡类型之间匹配程度，提高房地产边坡修复的实操性，本研究在以上边坡分类的基础上，结合贵阳项目实际对边坡类型进行了归纳和分类。

鉴于以上问题，结合边坡类型选择结构稳固、投入低、效果好的边坡生态修复模式成为开发企业亟待解决的重要课题，该课题成果将会对开发企业打造居住区舒适宜人的优美环境、提升山区住宅产品的溢价具有重要意义。贵阳地貌属于以山地、丘陵为主的丘原盆地地区，山体众多。本课题结合贵阳国际城项目的实际，并将调研的破损边坡生态修复技术与项目的边坡类型建立联系，以期为今后开发企业的边坡生态修复工作提供依据。

2 贵阳国际城项目边坡分类

2.1 分类依据

（1）边坡坡度

边坡坡度直接影响坡面覆盖土壤的稳定性，边坡陡、基层附着条件差，容易造成水土流失。植被赖以生存的土壤条件遭到流失、破坏后，缺乏植物生长所必需的土壤条件及养分条件［2］，从而导致植被无法生存和生长。坡度越大越对边坡生态修复中的挡土技术要求就越高。

（2）边坡高度

边坡高度影响修复施工时操作的难易程度，比如人员施工、养护等；边坡高度影响修复技术的采用，比如为了实现坡面稳固，采用锚杆、挂网、挡土墙等固定措施；边坡高度势必会影响滴灌、喷灌等灌溉系统的布置；边坡的高度越高会加大对周边楼体及周边人员安全的威胁。

（3）边坡表面结构的稳定程度

边坡表面结构的稳定程度影响生态修复结构护坡的措施选择；影响边坡支护的投资成本，比如锚杆的长度加长、布点密度加大等都要增加成本；影响植被根系生长环境，从而影响生态修复的耐久性、可持续性。

（4）边坡表面的平整程度

影响覆盖土壤的稳定性；影响植被根系的生存环境；直接影响生态修复挡土技术。

2.2 分类结果

依据以上四项分类依据，结合贵阳国际城项目以及贵州地区的破损山体边坡调研分析，分类结果见表1。

表1 边坡分类及相关特征

3 边坡生态修复技术分类介绍

基质是植被生存的根本前提，因此不同类型边坡进行生态修复的核心技术就是针对不同类型边坡特点，采用不同的方法在坡面上构建一个稳固且达到一定厚度的基质层，以保证土壤层能长期、稳定地存在于边坡表面［3］，供给植被生长所需要的水分和养分。

3.1 爬藤植物法

此类边坡绿化的基础条件是边坡结构稳定，坡面为土质、岩质、混凝土质等条件均可，采用的植物多为具有吸盘等吸附攀爬能力的爬藤植物。

爬藤植物的边坡绿化如图1所示，其优点是经久不衰、景观季相变化丰富、绿色覆盖均匀富有生命力、不受山体边坡角度限制。后期几乎不需要人工养护，维护成本几乎为零。

图1 爬藤植物的边坡绿化

爬藤植物的边坡绿化缺点是对破损山体边坡无保护作用，仅仅是简单的植被覆盖绿化；爬藤植物生长缓慢，覆盖山体边坡的周期长，满覆盖需要2～3年甚至更长的时间。受爬藤植物的生长速度限制，无法达到立竿见影即时绿化的效果。

从经济性考虑，此类边坡绿化类型是最经济的做法，平均 50元／m2。

3.2 叠袋法

叠袋法是指在袋内装入土壤后，将其呈阶梯状或面状叠放在边坡上并加以固定，并能够快速在坡面构成有一定厚度的土层，该袋内植被种子生长出来，以达到坡面的绿化覆盖和保护功能。是一种集客土、种子直播、幼苗移栽、水土保持等原理为一体的边坡修复形式。叠袋法根据袋材质的不同分为植生袋叠袋法和生态袋叠袋法两种。

两种叠袋法的优点均具备操作简单、施工方便，种子出苗率高、出苗整齐，发挥护坡作用快，满覆盖需要1年。

生态袋与植生袋相比又各有优势:生态袋是由高分子聚丙烯深加工而成，有抗紫外线、耐腐蚀、不降解等优点，其寿命达50年以上；而植生袋是由尼龙网、无纺布、植物种子和纸浆构成，不具备以上优点，其寿命在3～5年达到效果后袋体逐步降解。

生态袋叠袋法如图2所示。具有工程扣、标准扣等内锁结构和辅助加筋格栅等土工材料，使得边坡可以从45°～90°自由建立，具备边坡防护功能，边坡趋于永久性生态修复。

植生袋叠袋法只能应用于一般对结构和稳定性要求不高且坡度小于45°缓边坡上使用。在坡度45°～60°时，不宜大面积堆叠，应采用格构梁等挡土措施对坡面进行分割以防止植生袋滑落。

图2 生态袋叠袋法

从经济性考虑，叠袋法是较经济的做法，植生袋叠袋法价格平均80元／m2；生态袋叠袋法造价稍高，平均150元／m2。

3.3 植被砼护坡绿化法

植被砼护坡绿化法是先在岩石边坡上铺挂铁丝网，并用锚钉或锚杆固定，然后将土壤、保水剂、粘合剂、植被砼添加剂、水泥、复合肥、腐殖质和灌木、草种子等均匀拌和成混合料，并用特制的喷射机械（用空气压缩机驱动高压喷射泵）将搅拌好的混合料喷射到工程坡面，形成厚约10 cm的人工基质。该基质具一定的强度，不龟裂、抗冲刷，能稳定附着在岩石坡面上，植物种子在基质中能正常发芽生长［4-5］，从而形成覆盖坡面的草本或灌木植被层。

植被砼护坡绿化法的优点是操作工艺相对简单、施工周期较短，满覆盖需要1年左右时间。当植被稳定后能够起到防止水土流失的作用。

植被砼护坡绿化法缺点是对山体结构无保护作用，另外坡度较陡（大于45°）的地方水土流失严重，植物根系成长稳定前期在水土保持方面无法保证。

此方法较为经济，工程造价400～500元／m2。

图3 格子梁客土绿化法

3.4 格子梁客土绿化法

格子梁客土绿化法如图3所示。其锚杆施工采用二次灌浆工艺，锚杆长度依据结构计算得出；格构梁为钢筋混凝土结构，梁的交叉处为锚杆。在钢筋混凝土格子梁之间回填客土、种植植被，满覆盖需要3年以上时间。

格子梁客土绿化法的优点是格子梁的施工方法比较简单易行，所形成的种植基层可以有一定的厚度，有利于水、肥的保持，使采用灌木甚至乔木进行生态护坡成为可能［6］。

格子梁客土绿化法的缺点是钢筋混凝土格子梁的自重大，多对山体稳定性有很大的破坏性，施工周期较长，施工工艺较为复杂，结构计算较多，锚杆嵌入山体深度较深，格子梁经过长时间的沉降作用后容易发生变形，且这种方法仅适宜于坡角在60°以下的岩石边坡，超过此坡度的陡坡，格构成型比较困难［7］。另外该方法的工程造价很高，约2 200元／m2左右。

3.5 多维生态护坡绿化法

多维生态护坡绿化法如图4所示，是挡墙结构与绿化结构的组合。挡墙结构是由刚性骨架（立柱、底梁）及柔性材料（纤维网及纤维绳）组成的空间网格体系，为重心向后的稳定结构；绿化结构依附于主体结构，由绿植网片及连结筋形成种植空间，填充种植土进行绿化。

图4 多维生态护坡绿化法

多维生态护坡绿化法的优点是对山体边坡有保护作用，可防止水土流失；因混凝土作业量小，所以相对施工周期较短，花灌木栽植后，可立即呈现一定的景观效果；实现绿化满覆盖需要半年。

多维生态护坡绿化法的缺点是需要山体边坡底部预留足够结构空间；适宜施工的山体边坡最大角度小于90°，坡体高度要求不超过30 m；综合单价较高，约为1 800～2 000元／m2。

3.6 V型槽法

V型槽法如图5所示。主要是在原有坡面上打入锚杆，并结合锚杆的外露部分混凝土现浇成挡土板，该挡土板与原有坡面形成一定的夹角，最终形成如图所示的V型种植槽。在槽内填充种植土，覆盖有机覆盖物，并且敷设灌溉系统后进行植物栽植。植物栽植分三个层次:贴近原坡面一侧栽植爬藤植物，爬藤植物沿坡面向上生长，以实现对V型槽上部坡面的绿化；V型槽中间位置栽植花灌木，借助花灌木的高度实现对坡面的遮挡；V型槽的混凝土挡土板一侧采用垂吊类植物，垂吊类植物向下生长，以实现对V型槽下方坡面的绿化。因为受爬藤植物和垂吊植物生长速度所限，实现绿化满覆盖需要1年。

图5 V型槽法

实际操作中，结合项目对绿化覆盖成型时间要求以及项目成本要求等可以适当地调节V型槽的间距，此间距宜控制在3～5 m。

V型槽法的优点是施工快、操作方便，绿化采取花灌木、爬藤植物、垂吊植物移栽的方式，绿化效果立竿见影，即时效果好；对边坡坡度要求不高，0～90°均能够适用；V型槽间距可以根据投资成本、覆盖周期等要求灵活调整；隐蔽敷设灌溉管道，减少后期人工成本，养护方便。

V型槽法的缺点是不具备坡面防护作用；另外，由于V型槽挡土板采用锚杆与边坡固定，对坡面结构稳定性要求较高，山体边坡需是稳固的岩石结构、混凝土结构等。

从经济性考虑，V型槽法总体造价仅100～200元／m2。

4 不同类型破损边坡适宜采用的生态修复模式分析

4.1 纯土质边坡

此类边坡的特点是坡度小、高度低，其自身的土壤层本身就能够为植被提供水分和养分；此类边坡坡度小于45°，可以直接依靠植被根系的固着力来减少水土流失，起到景观绿化、美化的效果；植被选择灵活，对修复技术要求较低。当坡度大于45°时，就需要采取一定的挡土措施。

宜采用爬藤植物法以及常规的绿化栽植形式。边坡坡度大于45°时，建议采用叠袋法等具备一定挡土功能的边坡绿化方法。

4.2 纯岩质边坡

纯岩质边坡如图6所示。此类边坡的特点是坡度大、坡体高，坡面整体稳定、平整，无碎石结构。因岩体坚硬，开挖施工过程会尽量节省开挖量，所以最终形成的坡面坡度较大。若无特殊景观需求可不必做任何防护和生态修复。如位于居住区景观重要地段，对景观有强烈需求，可以采取生态修复措施。

图6 纯岩质边坡

宜采用植生袋堆叠+挂网喷播法的生态修复模式。

4.3 风化岩质边坡

风化岩质边坡如图7所示。此类边坡的特点是坡度较缓、坡体较低，岩石风化程度高，呈散体状，坡面较平整松软，有利于植被根系生长。但坡体稳定性较差，自然条件下易发生碎石滚落，雨水冲刷易造成塌方、水土流失等情况。

图7 风化岩质边坡

考虑生态修复即时效果和结构稳定耐久性，对成本要求不高时，建议采用生态护坡绿化法；如果侧重于成本控制的项目建议采用挂网喷播。

4.4 喷混凝土质边坡

喷混凝土质边坡如图8所示。此类边坡的特点是坡面很陡、坡体很高，且是喷混凝土坡面，无土壤附着，坡面不透水，植被很难生长，养护难度系数大，但是坡体整体稳固。此类边坡分为两种:有格子梁喷混凝土边坡和无支挡喷混凝土边坡。

图8 喷混凝土质边坡

综上所述，建议对喷混凝土质边坡分类进行生态修复。有格子梁边坡宜采用植生袋堆叠法+挂网喷播+补植花灌木的生态修复模式；建议无支挡喷混凝土边坡采用V型槽法+补植花灌木和爬藤植物的生态修复模式。

5 结束语

本文结合贵阳国际城项目实际，经过大量的破损山体边坡类型考察和边坡生态修复模式调研、施工案例分析、实验研究，将破损山体边坡类型在原有类型的基础上进行了重新划分。依据坡度、坡体结构材质、风化程度等作为分类指标，主要分为纯土质边坡、纯岩质边坡、风化岩质边坡、喷混凝土质边坡四类，并且针对每一种类型的破损边坡提出了相应的生态修复模式。可为今后类似房地产开发项目的景观策划、破损边坡绿化及生态修复设计和施工提供参考，从而全方位提升房地产开发企业的景观品质和溢价空间，更好地保障山区居住区楼体安全和居民的生命安全。