黄 倩 马卫忠 单承康 刘永涛
(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081)
道路建设使得生活更加便捷、经济飞速发展,同时也对自然地质形态、土地资源、地质生态造成破坏,带来水土流失、滑坡、坍塌等地质灾害隐患,不仅视觉景观效果差,也危害社会的可持续发展。在公路建设蓬勃发展之际,道路边坡生态修复不仅是一个生态景观问题,也涉及到道路安全、城市形象、道路美学等一系列问题[1]。
各种工程、农业活动和自然现象造成的具有坡度的斜坡、坡岸、坡地统称为边坡[2]。边坡具有有坡度、自然植被遭遇损害、易发生水土流失、易失稳滑坡等特征。
我国边坡生态修复的现状:20世纪80年代道路建设以低等级公路建设为主,边坡问题较少,并未引起重视;随着90年代初期道路建设速度加快,许多高等级公路带来更多的边坡问题,此时边坡工程主要是对边坡进行防护与加固,由于资金有限、技术条件及环保意识较落后,从而留下了诸多安全隐患及生态问题;90年代后期至今,中国公路建设领域涌现了诸多边坡工程的研究及实施项目,边坡的生态修复与加固都取得了长足的进展[3]。边坡生态修复是我国倡导的新的生态理念,边坡生态修复难点主要体现在边坡质量安全、施工安全以及坡面覆土、植被养分输送及植被稳定性方面[4],工程边坡最终恢复到自然状态是边坡生态修复的最终目的。
项目位于贵阳市花溪区花溪大学城内,分别为思孟路、思杨路、思雅路三条路的道路边坡。
思孟路为大学城路网至东向西重要的一条干道,全长约4.06 km,道路宽度为40 m。根据现状调研情况,思孟路土质边坡较多,岩质边坡以较稳定的岩质边坡、硬质岩边坡为主。
思杨路为大学城路网东南至西北方向重要的一条干道,全长约4.2 km,道路宽度为30 m。根据现状调研情况,思杨路边坡情况较为复杂,破碎岩质边坡及硬质岩边坡较多。
思雅路道路绿化工程,全长约1.96 km,道路宽度为40 m,根据现状调研情况,思雅路边坡多为破碎岩质边坡,边坡多呈多面、破碎形态。
现场的道路边坡分为:硬质岩边坡、软质岩边坡、土质边坡三种类型,均为工程边坡,其中软质岩及土质边坡较多,边坡较破碎,需特别加固。
本项目中的不稳定边坡,属岩层与土壤结合层,灌木护坡与加固综合防护措施后,实施生态修复方案。不同岩石边坡类型、边坡坡率采用的灌木护坡设计方式,按表1确定。
表1 灌木护坡边坡防护分类表[5]
1)挂网直喷。
适用于:较平缓较稳定的硬质岩边坡、土质边坡等。
施工过程:清理坡面,在岩体上用锚钉和锚杆固定,由坡顶至坡底贴近坡面铺挂固定网,固定网之间用镀锌钢丝绑扎搭接并绑扎于主、次锚固件之上,之后喷播人工土壤、育苗基质并加以养护。
2)T型植生板挂网直喷。
适用于:较不稳定的硬质岩边坡、较松散的岩质边坡等。
施工过程:清理坡面,在岩体上用锚钉和锚杆固定,挂网,固定网之间用镀锌钢丝绑扎搭接并绑扎于主、次锚固件之上,护坡固定网应由坡顶至坡底贴近坡面铺挂,T型植生板其尺寸根据设计图纸和现场坡面实际凹凸情况确定,与固定网或锚固件绑扎牢固后,喷播人工土壤、育苗基质并加以养护。
3)植生格挂网直喷。
适用于:不稳定的硬质岩边坡、松散的软质岩边坡、易滑坡边坡等。
施工过程:清理坡面,植生格由多个六边形拼装而成,其尺寸根据设计图纸和现场坡面实际凹凸情况确定,在岩体上用锚钉和锚杆固定,由坡顶至坡底贴近坡面铺挂固定网,固定网之间用镀锌钢丝绑扎搭接并绑扎于主、次锚固件之上,之后喷播人工土壤、育苗基质并加以养护。
根据道路等级及业主要求选用景观绿化型种子配比,边坡植物配比如表2所示,其中草本为:白三叶、狗牙根,占总比1.13%;灌木为:多花木兰、刺槐、马棘、黄花槐、紫穗槐,占总比98.8%。
表2 喷播种子配比表
景观绿化型边坡与传统的工程护坡相结合,可有效实现坡面的植被恢复的生态性、美观性。根据此配比实施边坡灌木四季常青,草类生长旺盛,漫坡花开,美不胜收。待育苗基质喷播完成后,在每一级边坡坡底平台上方1.5 m内进行蔷薇扦插,以增强边坡景观。
根据喷播厚度、材料用量等技术指标可以将坡面基质层分为喷播植草、客土喷播、厚层基材等几种,同时结合三维网、土工网和铁丝网等技术措施加强坡面基质层的稳定性。
喷播所需人工少、施工迅速,管理粗放,是常用的施工措施。人工土壤配比表如表3所示。
表3 人工土壤配制表[5]
育苗基质按照规定投料顺序、水量与人工土壤进行机械搅拌混合后采用专用设备进行喷播,育苗基质配制表见表4。
表4 育苗基质配制表[5]
喷播采用分段、分层依次进行,喷播顺序自上而下,先喷播人工土壤,再喷播育苗基质。育苗基质及人工土壤应均匀喷播并全部覆盖在种植坡面上。喷播厚度应根据坡面岩土类型、边坡坡率综合考虑并确定。
坡顶应防止沟渠对喷播造成直接的冲刷,采用摇臂喷头移动喷洒,每6个月施肥一次、每3个月喷洒一次农药,一年后可粗放管理。
由于工期较短,紧急实施后,遭遇多天连降大雨,再加上边坡排水沟设计不合理,各个边坡普遍水土流失较多,植物难以发芽生长,效果欠佳,既造成工程费用的无谓增加又延误了工期,工程实施方案亟待改善。调整施工方案后,结合天气情况择期补喷,经过覆膜及定期洒水等养护措施管理,半月内效果初显,一年后绿化覆盖率超过80%,生态恢复指标、绿化景观效果满足国家及行业设计与施工验收规范、标准的要求。
针对本次项目实施,选用以喷播为主的生态修复措施的实施要点总结如下[6]:
1)坡比控制及挡水坎设置。坡比陡度控制不超过1∶1.5,边坡顶部设挡水坎引流雨水,可有效防止暴雨过度冲刷影响施工效果,也更利于植物顺利固化生根。2)喷播气候条件。施工准备阶段需要提前考虑气候、土壤、水文、地质、朝向等因素,条件具备时立即施工,施工后定时检查、养护。3)喷播时间。人工土壤可全年喷播,育苗基质的喷播时间宜为每年2月~6月、9月~11月,在其他月份喷播应采取保护配套措施,同时加强养护管理。4)黏合剂、保水剂、抗冲蚀剂的选择。根据岩面基质情况,选择合适的试剂,促进基质与岩面的相互黏结,提高岩面有限基质的蓄水保水能力,增加基质孔隙性。5)喷播方式。喷播可分三次进行,共8 h~10 h施工完成,其中第一次喷播的厚度控制在3 cm~4 cm,4 h~6 h施工完毕;第二次喷播厚度2 cm~3 cm,1 h~2 h完成;第三次喷播厚度1 cm~3 cm,1 h~2 h完成。
破损山体是一种完全受损的生态系统,短时间内无法自我修复,本文中采用的修复措施可快速修复破损山体,甚至可修复接近于干扰前的自然状况,保证了边坡的稳定和安全。本措施相较于传统浆砌石护坡、三合土灰浆抹面护坡和喷射混凝土的硬质护坡方式更加美观生态,使得自然环境内的物质能量、生物群体得以流动,值得推广及相关项目参考指导。