公路路基邊坡生物防護的研究

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簡介： 通過對公路路基邊坡防護的重要性的分析，分別討論了以草、灌木植物為重點防護的特殊用途及其特有和適于護坡的各種特性及施工中所采用的各種技術(shù)措施。
關(guān)鍵字：路基邊坡 生物防護 技術(shù)措施

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各地區(qū)高等級公路的建設(shè)也正在急速的增加，因而出現(xiàn)了大規(guī)模挖土、填土形成的坡面。這些坡面如果不用植物保護，使之長期處于裸露狀態(tài)，就會因雨水沖刷或者浸蝕造成土層崩落，甚至出現(xiàn)泥石流破壞的惡果。即使堅硬的巖石層坡面，如果上面不植以花草，當淋入空隙水凍結(jié)后，因其膨脹而破碎，發(fā)生落石或塌坡現(xiàn)象。特別是黃土地區(qū)，因其土質(zhì)較疏松，富含Caco3等可溶性鹽分，并具明顯的垂直節(jié)理，當長期受到雨水沖刷或下滲便會發(fā)生黃土濕陷性現(xiàn)象，水土流失嚴重。故用綠色植物材料來保護坡面是十分重要的。它不僅能美化環(huán)境，增加綠化面積，而且防止水土流失，起防塵降溫、穩(wěn)固坡面等保護作用。對于邊坡的保護措施有工程防護和植物防護兩種，在本文中，我們將著重討論不同植物，并以草類、灌木為重點防護的特殊性及其特有和適于護坡的各種特性及施工中所采用的各種技術(shù)措施。

　　一、植物固坡的作用

　　種植地被植物作覆蓋物主要是為減少路基邊坡上表土層的沖刷，以達到固定邊坡的效果，其作用如下：

　　1、地表植物具有淺而發(fā)達的根系，能固定土壤，從物理結(jié)構(gòu)上能阻礙土壤（或其它土表物質(zhì)）往坡下移動。

　　2、植物能將雨水截留，使水直接滲入土中而不讓它們從坡面流過，沖刷表土。

　　3、水分被植物的根系吸收并輸送至葉片，從而減少地表水流至坡下。

　　4、水分從植物莖葉上直接蒸發(fā)掉，而實際上到達坡面的水流量也將大大地減少。

　　5、植物覆蓋還可降低土壤的極端溫度，保護坡面免受風蝕。

　　二、固坡植物選擇的要求

　　首先，根據(jù)種植坡面的各個決定因素考慮，選擇的主要標準是能在地表連續(xù)生長的地被植物，其本身應(yīng)有助于固定土壤，并能截留雨水，使之不過快地從坡面流走而將表土沖刷掉。但在黃土濕陷性地段，雨水穿過地面滲透到下層，也可能會加重基層的不穩(wěn)定性。

　　其次，所選植物必須適應(yīng)當?shù)氐奶厥鈿夂颉⑼寥赖茸匀粭l件。

　　第三，選用的植物必須種植后盡快成活，以使當坡地地面結(jié)構(gòu)還較脆弱時將地表侵蝕現(xiàn)象控制在最低限度。

　　第四，由于邊坡上難以應(yīng)用機器，因此選用種植材料要盡可能地對養(yǎng)護要求降低。

　　最后，對種植材料的選擇應(yīng)將治坡與美化環(huán)境的要求相結(jié)合，種植灌木與草、花相結(jié)合，以達長期固坡的作用。

　　三、種植草本植物護坡

　　種植草本植物是固定路基邊坡最經(jīng)濟有效的方法。種草護坡適用于邊坡穩(wěn)定，坡面沖刷輕微的路堤或路塹邊坡。一般要求坡度不陡于1：1，邊坡地面水徑流速不超過0.6 m/s，長期浸水的邊坡則不宜采用此方法防護。

　?。ㄒ唬⑦x擇坡面草本植物的要求

　　用于路基邊坡上的草本植物，最好具有以下特性：

　　1、耐干旱，即使在瘠薄的土壤上也能很好生長；

　　2、發(fā)芽早，生長旺盛，能盡快覆蓋地表；

　　3、根部連土性強，能制止表土層砂土的流動，最好是耐干旱且扎深根的植物；

　　4、必須是多年生莖矮葉茂的植物。因為改善坡面條件需要許多年月，所以一年生的草本植物是不適當?shù)模?/p>

　　5、必須是適合本地區(qū)氣候、土壤等自然條件的健壯品種，從這點上來說，土生土長的野草最好，但大量得到卻很困難；

　　6、必須容易大量得到的草籽，價格要便宜。

　?。ǘ?、種植草本植物的應(yīng)用技術(shù)

　　在邊坡上種植草本作物，主要困難之一是此類植物發(fā)芽緩慢，表土連同播下的種子極易遭受表面侵蝕現(xiàn)象的損害，因此必須采用各種技術(shù)以便將這種損害減少到最低限度。

　　1、整地

　?、俨葑髦参镫m無粗大主根，根系較淺，但也要具備40cm的土地層,因為有80%的根系在這層土中生長；在熟土缺乏的情況下，表土層厚度也應(yīng)保持在20cm以上；另一方面，當表土質(zhì)量差，PH值不大于8.5的強堿土壤條件下（高速公路灰土層處），必須采取換土或調(diào)酸等措施。

　?、趯κ|(zhì)邊坡，可做成20cm的反坡帶植溝型式，外借改良土填平植溝（深度宜大于20cm）后，再植草作植物。

　?、燮旅鎽?yīng)平整、密實、濕潤。

　?、苓吰峦潦蓜樱?jīng)常有落石的地方，可筑擋土墻配合防落石柵，再掛網(wǎng)植生。

　　2、播種技術(shù)及時間

　?。?）播種技術(shù)

　　草作植物播種方法有撒播法、噴播法和行播法等。采用撒播法時，草籽應(yīng)均勻撒布在已清理好的土質(zhì)邊坡上，播后最好用草席覆蓋，并以竹片固定，既防雨水沖刷，又促進草籽發(fā)芽生長，同時可節(jié)省人力1/3，施工后兩個月可成長20cm。對于不利于草類生長的土質(zhì)，應(yīng)在坡面先鋪一層10-15cm的種植土，播種量控制在于20g/m2左右；當路塹邊坡較陡或較高時，可通過試驗采用草籽與含肥料的有機質(zhì)漿混合，用噴播法將混合物噴射于坡面；采用行播時，首先在整好的坡地上開溝，深5-10cm，溝距離15cm，用等量的細土或沙子與種子拌勻撒入溝內(nèi)。

　?。?）播種時間

　　應(yīng)選在溫度、濕度較大的季節(jié)播種，視各地具體情況而定。

　　3、播后管理

　　充分保持土壤溫度是保證出苗的主要條件。播種后應(yīng)立即進行第一次澆水，以澆透為原則，其后的養(yǎng)護根據(jù)天氣情況每天或隔天噴水，幼苗長至3-6cm時可停止噴水，但要注意經(jīng)常保持土壤濕潤，同時注意視幼苗長勢追施肥料。

　?。ㄈ?、鋪草皮

　　作為穩(wěn)定路基邊坡技術(shù)的草皮鋪設(shè)，由于選種困難，后續(xù)的養(yǎng)護費用相對較高，因而受到一定限制。但它與種草及其它草類植物等方法相比，最突出的優(yōu)點是對制止土壤侵蝕可起到立竿見影的效果。特別是坡面沖刷比較嚴重，邊坡較陡（可達60o）、徑流速度大于0.6m/s的坡面。

　　草皮的常見方法主要有以下三種，即平鋪法、豎鋪法及網(wǎng)格式鋪法，采用何種方法可根據(jù)具體坡面情況而定，見下表：

鋪草皮的方法及適用范圍程度

鋪設(shè)方法坡度沖刷平鋪邊坡<1:1.5流速<1.2m/s豎鋪平鋪疊置邊坡>1:1流速<1.2-1.8m/s垂直于坡面邊坡1:1-1:1.5流速<1.2-1.8m/s斜交疊鋪邊坡<1:1流速1.2-1.8m/s網(wǎng)格式邊坡<1:1.5______

　　鋪草皮時應(yīng)自下而上，并用竹木小樁（或新伐的柳木）將草皮釘在坡面上，使之穩(wěn)定。草皮根部應(yīng)隨草切割，草塊的厚度為5-10cm，坡面要預先整平，若土質(zhì)太差則需鋪一層約10-15cm的種植土，草皮應(yīng)隨挖隨鋪，注意相互貼緊。

　　鋪草皮盡可能選取在春秋兩季或雨季進行，不適在冰凍時期或在解凍時施工。路塹邊坡鋪草皮時，應(yīng)鋪過路塹頂部1m或鋪至截水溝邊。

　　四、植樹護坡

　　植樹保護邊坡可適用于各種土質(zhì)邊坡和風化較嚴重的巖石邊坡，邊坡坡度不陡于1:1.5。在路基邊坡上栽植低矮的地被植物（如，草、爬山虎等）在早期對防止表土侵蝕有良好的效果，但種植灌木及小喬木可提供更為長期并較少受到干擾的地面覆蓋，它對穩(wěn)定路基邊坡的作用主要有幾點：

　　1、作為防止曾經(jīng)治理過的坡地重新出現(xiàn)坡面滑落的固坡措施，或防止已經(jīng)發(fā)生滑坡坡地狀況繼續(xù)惡化。

　　2、成齡的灌木或小喬木，其分布面廣的強壯根系能固定土壤，樹木的葉子及其落下的枝葉的自然覆蓋有助于截留坡面上的降雨。

　　3、在風沙和積雪地面，樹木可防沙防雪，保護路基不受侵蝕，此外還可美化路容，調(diào)節(jié)氣候，改善高等級公路的美化效果。

　?。ㄒ唬浞N的選擇

　　用于路基邊坡防護樹種的選用必須能適應(yīng)當?shù)靥厥獾耐寥罈l件和氣候條件。理想的樹種應(yīng)耐密實，根系發(fā)達，枝葉茂盛的灌木及小喬木，如用于沖刷防護時宜選用生根很快的楊柳類或不怕水淹的灌木類，以獲得最經(jīng)濟的綠化防護目的。選擇樹種時應(yīng)考慮到以下方面：

　　第一，高等級公路路基邊坡嚴禁種植大型喬木。因為直栽的高樹在樹坑附近根系扎得不深，易被風吹倒，其次是根系的延伸生長，會造成路基的破壞。

　　第二，其養(yǎng)護要求應(yīng)耐粗放管理，對病蟲害及各生長公害有抵抗力。

　　第三，大葉片的喬灌木以及需要修剪的樹種不宜采用。

　?。ǘ┘夹g(shù)要求

　　1、整地

　　對坡高低于8米的邊坡，整地工作應(yīng)沿著坡面等高線依次進行挖掘和修整形成一條條窄小的階地，挖穴規(guī)格一般為60cmｘ60cm而且最好由下往上進行操作，這樣不致于將整過的土堆至坡下，窄小的階地可貯存水分，覆土后種植物材料，在每棵植株邊挖一小坑，有助于將水分滲透至根區(qū)。或挖魚鱗坑，其坑穴為半月形,上下兩行成＂品＂字形交錯排列。具體方法為：先將表土堆于坑的上方，生土堆于下方做成20~25cm、半圓形土埂，再將表土填入坑內(nèi)，在上方左右兩角各斜開一道引水溝以便引蓄雨水?？拥囊?guī)格一般為60cmｘ100cm,坑間距2~3m。

　　2、植樹時間

　　適宜的季節(jié)栽植苗木，可以保證栽后的成活率，從生物特性來說，春秋兩季都是栽植適宜的時期，由于樹種和技術(shù)措施的不同，種植季節(jié)和時間上也有所區(qū)別。干旱風沙地區(qū)的植苗和插條種植，應(yīng)以春季為主。春季解凍后，土壤比較濕潤，土壤的蒸發(fā)和植物的蒸騰作用也比較低，苗木根系的再生力旺盛，愈合發(fā)根快，種植后有利于苗木的成活生長。秋季，往往苗木干莖經(jīng)較長時間的風沙侵襲、干旱和霜凍，容易干枯死亡，同時，在漫長的干寒季節(jié)中又易遭受蟲害，不過秋季插條，只要能采取防止風蝕沙埋措施，反而比春季先生根利于成活、生長。

　　3、修剪整形

　　對所選用的苗木，栽植前應(yīng)當進行一定程度的修剪整形，以保證苗木的成活。如裸根苗木，應(yīng)對根部的斷根、枯根、爛根、病蟲根等進行短截，對樹冠枝葉進行1/3~1/2的修剪；對帶土球的苗木，可連帶枝葉剪掉樹冠的1/3~1/2，或在剪掉枯枝、病蟲枝以后，將全樹的每一個葉片都剪截1/2~1/3。

　　4、換土

　　對于根本不適宜樹木生長的堅土、重粘土等，應(yīng)實行客土栽植，土壤含鹽量在0.7%以上時，必須采用改良鹽堿地的措施，以促進樹木健壯成長。

　　5、澆水、防護

　　種植后應(yīng)立即澆水一次，并要澆透，半個月內(nèi)再澆水2~3次。其后每周一次，視氣候情況而定，直到植物成活為止。為了提高成活率，可在定根水中加入生長素，刺激新根的生長。如奈乙酸200ppm的澆灌液。澆水后注意檢查樹干四周是否有下沉或開裂，如有這種情況應(yīng)及時加回填土踏實。在風口或較陡邊坡上栽植時為防苗木倒伏、傾斜，應(yīng)埋設(shè)支柱支撐。

　　6、栽植后必須對不同樹種采取不同的管理、養(yǎng)護措施，如適時施肥、澆水、防止病蟲害、補植等環(huán)節(jié)的工作。

　　五、結(jié)語

　　公路路基邊坡的生物防護問題，我們主要討論的是采用植物防護的基本防護措施。在2~3年，投資20萬元左右的養(yǎng)護時間內(nèi)，保證所栽成活、生長的基礎(chǔ)上達到初步地防護綠化目的。眾所周知，任何單一的綠化防護措施，實際上都是一種簡單的群落結(jié)構(gòu)，是一種退化的生態(tài)系統(tǒng)，因此我們力求通過人工的方式誘導，采取草、木本相結(jié)合使用的防護結(jié)構(gòu)，加速植物的生長、演替，使綠化后的植物社會與相鄰地區(qū)相互吻合，達到水土保育的功能，并溶入地域性生態(tài)休系的運作，達到生態(tài)綠化、防護的最終目的，從而減少昂貴的養(yǎng)護費用，爭取到盡量大的環(huán)境和生態(tài)效益。