高寒峡谷地区高种植率生态挡墙研发

沈国武

(中国水利水电第九工程局有限公司，贵阳，550008)

1 工程概况

玛罗村乡村公路项目施工内容包括(但不限于)：公路工程施工，配套1#渣场排水、防护施工、维护管理，以及标内施工辅助设施等。乡村公路自上游桥至下游桥，道路长2393m，路基宽8.5m，混凝土路面宽7.5m。配套1#渣场在高程3355m～3364m设置挡墙防护，渣场每隔15m设一级马道，马道宽3m，堆渣坡比1∶1.6，挡墙采用混凝土结构。

公路位于西藏自治区山南市雅鲁藏布江高山峡谷之间，区域气候条件复杂(昼夜温差大、强风干燥天气多)、施工布置条件差(沿江施工，边坡陡峭，施工安全风险大)。玛罗村乡村公路作为右岸唯一通行道路，开挖工程量大，以挡墙为挡护的路段较多，开挖对沿线生态会造成一定破坏。绿化是生态安全的重要组成部分，青藏高原作为国家重要生态屏障，地方各级政府及业主对公路沿线的环水保要求高，为此亟须寻求一套提高挡墙绿化种植率的方案。

2 方案分析与创新思路

一般情况下，挡墙对挡墙内侧的土壤或石渣进行有效的保护，在构成不同形态结构的同时，还要保证施工的安全性和可靠性，为此挡墙的施工技术要求较高。在一般的公路工程施工中，传统的重力式挡土墙使用范围较广，一般是由混凝土结构或者浆砌石结构。在实际施工过程中，重力式挡土墙在满足安全施工和保证可靠性的条件下，很难按照绿化植物应有的相关要求进行施工，从而对周边的生态环境造成一定的影响[1]。

2.1 提高挡墙绿化种植率的需求

由于工程所在地区为高原，自然生态环境脆弱，环水保要求高。公路位于雅鲁藏布江左岸省道对面，公路生态形象一目了然，安全环水保督查频繁。根据水电站创建“高原价值典范、绿色智慧示范工程”和“国家优质工程”的总体目标，为满足电站建设环水保要求，根据各方意见，采取对整个公路挡墙进行绿化措施。

通过优化挡墙结构，增加种植槽(顶部绿化槽向下绿化，底部绿化槽向上绿化)、设置生态排水孔(挡墙内侧设置外倾排水管，外侧设置内倾生态管，可让留存部分积水，保证土壤水分)、挡墙外侧设置花坛(砌筑花坛，堆土较厚，可保证营养需求高的植物生长，采取种植五叶地锦适应高原气候)等几个方面提高挡墙绿化种植率，将普通衡重式挡墙改造为生态衡重式挡墙(挡墙结构如图1、图2所示)，绿化率达到80%。

图2 生态衡重式挡墙剖面结构

2.2 降低养护施工难度的需求

由于公路挡墙为衡重式高挡墙(6m～18m)，挡墙外侧临江临边，生态排水孔密集布置在挡墙外侧，人工养护危险性大，且过程管理难度大，养护用时长(见表1)，成本高。急需设置一套自动喷淋系统。

表1 存活养护各工序平均用时统计

2.3 现有技术的客观缺点

挡墙对生态的影响显而易见，而现有的传统大型衡重式及阶梯式挡墙平均高度在10m以上，对其绿化也只是在挡墙周围进行种植，没有从根本上解决挡墙的绿化问题，挡墙对生态美观的影响仍然存在。现有的大型挡墙技术中，也没有简单实用的植株养护结构或植株养护方式，生态挡墙高度太高(10m以上)，人工养护属于高空作业太过危险，且养护成本太高。就算在顶端装上了喷淋系统，由于挡墙坡很大(与水平面角度一般大于80°)，植株水平漏面太小，不能保证每株植株根部都能浇到水，喷淋系统用到挡墙上具有很大局限性。

2.4 创新思路

基于以上需求和现有技术的客观缺点，通过创新思路(见表2)，将传统大型衡重式或阶梯式挡墙进行结构优化：

表2 创新思路

(1)将传统大型式挡墙五分之二至一半处新增平台，用于增设花坛、设计水管槽；

(2)新增生态排水孔，孔内可种绿植，增加其绿化率；

(3)新增花坛：在挡墙最底部新增花坛用于种植绿植；

(4)新增养护结构，可实现自动喷淋。

通过项目创新能够改善传统挡墙对环境的影响，能有效提高挡墙的种植率、绿化率；能从根本上解决大型生态挡墙对植株养护的困难、成本高及灌溉率低等问题[2]。经过优化的生态挡墙结构示意如图3所示。

图3 生态挡墙典型三维示意

表3 生态挡墙施工工艺情况对比

3 经济及社会效益

3.1 经济效益

(1)原常规采取人工养护的方式进行挡墙绿植洒水养护，按照公路挡墙永久面(高15m，长750m)计算，一年人工费：3人×7300元/月×10月=219000元；洒水车费：12月×30000元/每月=360000元；一次性投入水管费用：2000m×17.5元/m=35000元。预计需成本219000+360000+35000=61.4万元，同时该养护方式下养护面不够全面，养护难度和危险系数高，可能导致存活率低。

(2)采用本自动养护工艺进行挡墙(高15m，长15m)绿植洒水养护，安装材料费为：0.4m/个×56个×200元/m(生态管)+25m×18元/m(自动喷淋管)+4个×30元/个(T型接头)=5050元，完成公路挡墙11250m2(长750m)，预计需成本750÷15×5050=25.25万元。同时该养护结构能完全解决大型生态挡墙人护植株的困难、人工养护危险性和成本费用高的问题。

根据上述2项费用，综合经济效益如表4。

表4 直接经济效益(成本)对比

由以上可知，该工艺实施后预计可减少成本61.4-25.25=36.15万元。

3.2 社会效益

西藏是青藏高原的主体，被誉为“世界屋脊”“亚洲水塔”“地球第三极”，是我国乃至亚洲重要的生态安全屏障，生态战略地位极其重要。建设美丽西藏，构筑国家生态安全屏障，是习近平总书记和党中央对我们的期望和重托。良好生态环境是最公平的公共产品，是最普惠的民生福祉。生态环境保护是建设美丽西藏的内在要求，是西藏经济高质量发展、绿色发展的不竭源泉[3]。公路施工对环境必然造成一定破坏，通过项目研发，提高生态绿化种植率，养护结构能完全解决大型生态挡墙人护植株的困难、人工养护危险性和成本费用高的问题，具有极高的推广应用价值。

4 结语

通过在大型衡重式及阶梯式挡墙设置生态排水孔、顶部种植槽、花坛、排水孔(包括顶部种植槽排水孔及花坛排水孔)、引水槽及水管槽，使它们具有一定的关系和角度，组成自动养护系统。不仅能解决传统大型衡重式及阶梯式挡墙的美观、灌溉率低问题，同时有着高种植率、植株养护简单实用等优点，社会效益及经济效益显著，为脆弱生态地区生态保护提供了可靠的技术保障，对今后类似地区挡墙施工具有一定借鉴作用。