发布时间:2023-10-13 15:36:52
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中图分类号:X22 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-120-02
农村经济与环境协调发展息息相关,在农业生产过程中不合理使用化肥、农药以及灌溉水、工农业废弃物、生活垃圾等对农村生态环境都会造成很大的影响。改革开放以来,朝阳农村经济有了快速发展,但随着农业的发展,农村环境污染和生态破坏问题日益突出。如果不高度重视农村生态环境问题,并采取切实措施加大环境保护力度,农村可持续发展的基础将被动摇,而且农业运行的不稳定将会加剧,其后果不堪设想。
1当前农村生态环境的主要问题
1.1外界污染对农村生态环境的破坏
1.1.1水污染
近年来,随着朝阳工业的发展,大量的废水排入河道,致使各河道受污染。主要污染指标包括化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量、油、氨氮、总磷等。局部地下水含氟较高。
1.1.2大气污染
大气污染及其所带来的影响也在一定程度上破坏农村生态环境。朝阳市气候属于暖温带半湿润季风型大陆性气候。风向影响着污染物扩散输送的方向,风速的大小决定着污染物的扩散和稀释速度。降水是农田灌溉的主要补给源,季风也影响着降水量。总之,大气污染不仅破坏了大气生态环境也破坏了土壤、水体生态环境。
1.2农业自身生产对农村生态环境的破坏
农药、化肥、农用塑料薄膜的过量和不合理的使用,污染了土壤和水环境。随着农业的发展,这三项污染越来越加剧。我市化肥施用基本在每年30万吨左右,多为氮肥和复合肥,氮、磷、钾的折纯量分别为8.15万吨、2.95万吨和2.65万吨。施用后剩余的氮磷基本转化为氨态氮、硝态氮和无机磷进入大气和水体,造成环境污染。农用地膜带来的白色污染造成新的环境问题。另外,规模化的养鸡场、养猪场迅速发展起来,都没有建设相应的废弃物处理设施,结果造成畜禽粪便随地堆放,污水横流,污染农田,严重恶化了农村生态环境。
1.3乡镇工业问题的影响
我市乡镇工业具有地域分散、发展不平衡、综合规划能力差、污染面广量多、污染治理困难等特点。由于乡镇工业的污染物排放,导致农作物、农田、植物受破坏面积增加,造成很大经济损失。
2农村生态环境恶化的原因
2.1主观原因
2.1.1观念上的错误
农村生态系统是生态效益、经济效益和社会效益的统一体,但由于对环境保护意识不强,片面注重经济效益,重开发轻保护,重建设轻维护,对资源采取粗放型开发利用,加剧了农村生态环境的恶化。
2.1.2体制的不完善
随着生活水平的提高,人们对生态环境的要求越来越高,但由于部门行业条块分割、机构组织不健全、农村环保部门队伍薄弱,对环保工作影响很大。致使破坏生态环境的现象屡禁不止,加剧了生态环境的退化。同时,长期以来对农村生态环境保护和建设的资金投入不足,也造成农村生态环境的恶化。
2.2客观原因
农村生态环境是一个复合的和开放的系统,主要由光、热、气、水、营养物等非生物因子和植物、动物、微生物等生物因子所组成。农村生态环境污染具有影响因子多样性、作用机制复杂性和污染爆发滞后性等特点。大气、水、土壤、岩石等环境因子和植物、动物、微生物等生物因子都通过不同途径、不同作用机制影响农村生态环境。另外,粗放型的经济增长方式也是农村生态环境恶化的重要因素之一。
3保护和改善农村生态环境的对策建议。
3.1 加快环保基础设施建设
应针对我市农村较为分散的特点,设施建设的“瓶颈”因素,在市场经济条件下,应转变观念,通过各种渠道争取环保资金,除应将环保投资纳入经济和社会发展规划中,逐步增大环保投资在生产总值中所占的比例以外,还应当积极利用市场有利条件,鼓励民间资本参与环境基础设施建设,如采用BOT方式、特许权经营等方式投资建设环保基础设施,政府则应在税收、贷款等方面建立比较完善的配套政策,给予政策支持。另一方面,按照“污染者付费”的原则,开征生活污水排放费和生活垃圾处理费,通过合理的价格体系,多渠道地加大环保投入。以提高环境质量为目标,建立经济实用的环保设施。
3.2种养结合,发展生态养殖业
种养结合,可以变废为宝,做到资源综合利用。猪粪便经过无害化处理后,是很好的有机肥料,不仅为农作物提供养分,还有助于改善土壤性质,提高土壤肥力。如果养殖场与周围农户合作,并且将两者结合起来,将养殖场位于农田附近,猪粪便水经无害化处理后,由农户用于蔬菜和果树等农作物肥料,作物收获产生的青秸秆和菜叶等作为青饲料喂猪,实现优势互补,资源综合利用,将环境效益和经济效益很好的结合在一起。针对养殖业所造成的严重污染,可将这一模式加以推广。
3.3加强技术指导,合理施肥
加强农业技术部门的作用,对农民使用农药、化肥进行科学的指导,及时为农民提供病虫害的预测和防治措施。推广生物防止技术和低毒、高效农药的使用,提倡有机肥和无机肥配合使用,有机肥具有养分全,肥料稳定性好,后效长的优点,但养分浓度低,肥效慢,与无机肥配合使用,不仅可以满足农作物迅速生长的要求,还能满足作物持续需肥和当季作物高产的需要。
3.4发展生态农业
在我国经济发展不断增速的时代背景下,各类交通运输行业也都迅速发展壮大起来,形成了水、陆、空“三位一体”的有机结合运输形式,构建了完整的运输系统。其中道路汽车运输所占的比重最大,也是交通运输的主要命脉。但是由于道路受沿线的地质结构、地质水文和气候条件等的影响较大,在道路修建过程中,对于原有地形的填挖改造而形成的边坡,常常会因为地形、地质、地下水等因素而不稳定,对汽车行驶运输的安全而言形成了隐患。对道路的边坡进行防护和加固成为建设过程中的一个重点控制内容。此外为实现可持续发展,符合生态环保的需求,在边坡防护工程中不仅要考虑结构的稳定性和安全性,还要考虑其环保性和美观性,因而传统边坡防护与生态综合防护的形式越来越常用。
一、进行边坡加固与防护的原因
在现代交通中,高速公路已经成为了一项重要的基础设施,也成为了城市发展进步的标志,为了进一步的促进经济的发展,高速公路的建设必须克服线形曲折、穿越地区多、地质环境多样的困难,凿山搭桥、挖丘填壑成为了高速公路建设中很常见的工程形式,也就使高速公路的路基经常呈现出深路堑、高路基的边坡情况,这就需要对其进行及时的治理来确保高速公路的安全运行。
(一)传统边坡防护的缺点
在传统边坡防护治理的下,由于思想观念的局限性,人们常常只注重边坡的安全稳定,主要对其采取工程防护的措施,而忽视了生态环境的环节。不但对环境造成了很大的负面影响,又不能使边坡得到充分的巩固。此外,传统的边坡防护方法在技术上也存在着很大的弊端,没有先进的机械与技术手段作保障,难免边坡加固的工程不尽如人意。
(二)影响边坡防护的各种因素
除了传统工艺在本质上存在的弊端要求边坡防护工艺的进步以外,还有人为因素和自然因素的影响,要求边坡防护技术必须加强。首先,公路在现代经济中的作用使公路必然受到很多人为因素的影响。如,各种重型车辆的穿梭对公路路面、路基的破坏,养护不科学、不到位、以及工程设计和施工上的缺陷等等。其次,在自然环境的影响方面体现在长距离的公路穿梭于不同的地质环境中,其对公路的重力承受能力不一,不同地区气候因素的差别,以及不同地区的水文作用的差异等。
二、传统边坡防护与生态综合防护技术的内涵
如今,高速公路的施工建设随处可见,对于高速公路路基的边坡防护也势在必行。但是,由于时代进步的要求,经济发展与保护环境相结合,人与自然和谐相处,自然资源可持续发展战略等等,在各种各样的形式要求和政策的号召下,公路路基的边坡防护寻求出了一条传统边坡防护与生态综合防护的完美途径,既保证了植被不被破坏,又使之为我所用,共同为路基的边坡防护而贡献力量。那么,高速公路路基的传统边坡防护与生态防护的结合要注意哪些技术方法呢?下文中对此进行阐释。
(一)传统边坡防护与生态综合防护的原理
通常,边坡加固主要是采取破趾反压、坡顶卸荷、设置截排水通道等方式来实现。一旦现场条件不足,无法运营的时候,就要采取诸如内部加固、外部加固、混合加固的结构性工程措施来解决,通过在边坡内设置锚杆、土钉、锚索、挡土墙、土工格栅等方式进行固化。而传统边坡防护与生态综合的防护方法则是在对边坡深层防护后的坡体自稳时,少采用砌拱形骨架、砌石护面墙以及喷混凝土护坡等防护工程,多采用草木植被进行防护的防护原理。传统边坡防护与生态综合防护的机理分为草自身的防护与挂设三维网、铁丝网两个部分。
据研究统计,当边坡表面的水分含量较大时,就会使土壤的容重增大、抗剪力降低,加大土体下滑的面积和速度。这时候,单一的土体就不足以抵挡土体的下滑力,要依靠边坡上植被的跟、茎、叶等延长雨水渗透的时间,分散雨水对泥土的直接冲击,改变水的流向、稳固土壤的流失,进而起到保护坡面的作用。此外,植被的根茎与铺设的网物纠结缠绕在一起,形成一个抗拉力强的整体网状结构,是经济、美观,切行之有效的途径。
(二)传统边坡防护与生态综合防护的方法
运用生态防护与传统边坡防护相结合来进行边坡防护首先要根据待加固防护边坡的土质、高度、坡度及其周围的环境因素来确定具体的防护形式。目前常用的方式是厚层基材植被护坡法,即用混凝土喷射机将混合有草种的有机基材按照预计的厚度均匀的喷射在坡面进行绿色护坡的技术方式,主要由网、基材和锚杆三部分组成。
在进行传统边坡防护与生态综合防护坡体的过程中,草种的选择和配方也是急需掌握的技术。边坡草势的好坏与草种和配方有着直接的联系,需要选用粗生、耐寒、耐热、根系发达、耐干旱、耐贫瘠,并且植株矮小自然,外形美观的顽强草种。对于旱季施工时选取的草种主要以繁殖力强的变叶画眉草、狗牙根等,在冬季施工时就要选择耐寒性强的苜蓿、高羊茅、黑麦草等冷季行草种,在春夏之间施工则可以选择暖季型草种为主,加之冷季型草种辅佐的选种方法。于此同时,也要根据不同的环境需要来选取最合适宜的草种,例如在硬质岩地质中施工就要选择耐贫瘠、抗逆性强的藤本植物或灌木植物,并且施以锚定板、挡土墙等进行固坡。
三、结语
道路路基的边坡防护采用传统边坡防护与生态综合防护的形式是时代推动的结果,它既有效地防护了路基的边坡,使之比以往传统的防护方式更具效力,它利用了草木植被的根系固结作用,使边坡在自重的作用下就能达到防护的作用,与此同时,切实的履行了保护环境的原则和可持续发展战略,使路基的边坡绿色盎然、生机勃勃,极富生态美感。这种科学、适用、两全其美的边坡防护加固措施应该得到更加广泛的推崇,使之最大限度的造福于全人类。
参考文献:
[中图分类号] U417 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)10-0089-01
不管是实现社会生产力的可持续性发展还是实现人们生存质量的提高都需要有生态环境作为基础,这些生态区有着重要的作用,它们不仅对维持生态系统的多样性有重要的作用,对生态系统的的平衡也是必不可少的。在建设过程中经常会遇到湿地、森林或者是风景区等生态区,经常做出毁坏自然生态的决定。这些建设性的工程切割了完整的生态区域,使得自然灾害频繁发生,安全隐患越来越多,严重影响到了人们的生活。下面分析了铜川现在的边坡防护技术,得出了不足之处,并针对性的提出了一些建议。
一、目前铜川的边坡防护技术
1.铺草皮护坡
铺草皮是指人工的在坡面铺上一层草皮。这种方法比直接种草简单得多,不仅效应快,而且施工不受季节的限制。这种方法适用于边坡附近的菜皮较多很容易获得以及坡度较缓的地带,这是比较传统的应用时间比较长的一种边坡防护技术。需要注意的是,此项技术在前期管理方面比较困难,新铺的草皮容易出现问题,比如缺水、缺肥和病虫害等,所以必须注意新铺草皮的前期管理工作。
2.植生带护坡
植生带护坡是指将草木的种子、肥料、保水剂等按照特定的比例种植在能自然降解的材料上,并经过一系列工序形成特定规格的产品,具有很高的出苗率。这项操作身工省时,操作简单可行,另外,可降解材料可以充当肥料,是环保与效益兼顾的一种边坡防护技术,深受欢迎。
3.香根草护坡
因为香根草具有高度发达的根系,所以常被利用为边坡防护的重要材料之一。它不仅抗拉强度大,还有耐旱、涝、贫、虫的能力,适应性极强,在水土保持和恢复土壤肥力方面有巨大的作用。香根草防护技术就充分利用了此种植物的这些优良特性,在土质边坡上种植了香根草,使得边坡的稳定性显著增强。
另外,在高陡边坡还需采取更强的工程措施来辅助以上方法操作,需要更多的人力物力投入,难度也相应的加大了许多。
二、铜川边坡防护工程中出现的问题
1.边坡植被的退化
由于道路、水电等建设项目工程导致边坡面积加大,人工养护非常困难,再加上政府投入防护的资金有限,边坡绿化工程完成后,没有做好后期的处理,那些植物几乎是处于自生自养的状态,看灾害能力极差,遇到干旱、病虫等自然灾害时非常容易死亡。种植的草木往往品种单一,生命力较弱,随着时间的推移,可供植物吸收的营养和水分一直减少,植物便会出现退化现象,甚至全部死亡,这事一个非常严重的问题,如果得不到解决,不仅是浪费资金的问题,因为不能起到绿化作用,很可能发生水土流失,这样一来边坡就更加的努克拯救了。
2.缺乏统一的工程绿化标准
边坡特别是很高很陡的边坡的环境条件非常的不乐观,普通的生态防护方法根本不能起作用,还需要其他的工程措施加以配合才能创造出适合植物生长的环境条件。但是,我们都知道,同样的工艺在不同的地区、季节甚至由不同的施工队伍实施效果都会差的很多。这就说明了我们在对边坡等生态环境进行修复时还没有形成一定的标准,缺乏统一,只是一味的施工,这是阻碍铜川生态恢复的重要因素之一。
三、对铜川边坡防护的几点建议
1.边坡植被退化的防护措施
为了防止边坡植被退化,我们需要做好整个防护时期的工作,不仅仅是种植上就可以,还需要中后期细心的照料与管理。另外,采用乡土植物,以乔灌草相结合的方式,天然植被一般都是混生的,在边坡采用多种植被,是边坡植被变得多样化,恢复到自然生长的状态。
2.加大对边坡生态防护的投入
在建设中,投入生态恢复的资金一般较少,导致边坡生态防护工作很难实施到位。我们应该充分注意到这一点,加大对建设破坏的生态恢复的资金投入,把边坡生态防护以主体工程的身份纳入整个建设中,达到建设与自然和谐相处的目的。
3.积极引进和开发新的边坡生态防护技术
改革开放以来,我国建设在突飞猛进的发展之中,也因此造成了许多被破坏的生态区域,所以解决生态恢复问题便尤为重要了。而如何做到边坡生态防护的可持续性发展是边坡绿化工程中的难点问题,是环境科学技术的新挑战。边坡生态技术防护技术涉及到很多学科的内容,比如工程力学、土壤肥料学、景观生态学等,要想做好生态防护工作,就必须在技术上有所突破,积极吸取国内外先进的技术,引进新材料、新设施,在技术上不断进步。另一方面,要不断吸收新的科研成果总结经验教训,注意同行之间的交流与合作,关注国际新技术的发展。总之,提高边坡生态防护技术的技术含量,掌握边坡生态防护技术新方法,是边坡绿化实现的前提,拥有不可替代的作用。
四、结语
环境破坏是我们面临的最大的问题之一,21世纪,人们也越来越关注生态环境的保护,也为此在做出着努力。如何将经济发展建设与环境保护结合起来,是铜川面临的重大课题。在建设中不可避免的会有开挖与回填行动,会形成了大量的土石边坡,不仅景观破坏严重,还可能导致水土流失,危害周边环境。所以,对铜川的边坡防护工作一定要引起重视,加大对铜川边坡生态防护的投入,虚心接受国内外先进技术和经验,把铜川打造成一个集经济发展和环境美好于一身的地区。
参考文献
[1]张秀芹.探讨高速公路边坡生态防护技术[J].黑龙江交通科技.2012(05).
中图分类号:U412文献标识码: A
目前我国高速公路边坡植被防护的方法主要有撒草籽、铺草皮护坡、液压喷播植草护坡、三维植被网植草护坡、土工格室植草护坡、植生带护坡、喷混植生护坡等,而对于不同方法以及不同地区条件植被的植物选择也不同。植被护坡技术与工程措施相结合可以有效发挥稳定边坡和美化环境功能.实现高速公路边坡的稳定性和景观效果的可持续性。
一、植被防护技术应用的目的和意义
高速公路路堑边坡防护方法通常分植被防护和工程防护两大类。工程防护施工因其取材方便、技术较成熟、处理深层失稳坡安全性高等因素,成为公路部门一长久以来一直采用的防护方法,但该法造价较高,易破坏公路沿线自然景观及生态平衡。因此,在越来越重视环境保护和人类自身生存质量的今天,植被防护己成了公路边坡防护的一种趋势,代表着边坡防护的发展方向。
植被护坡是指“用活的植物,单独用植物或者植物与土木工程或非生命植物材料相结合,以减轻坡面的不稳定性和侵蚀。”植被防护是利用植物体蓄水保土的一种新型的稳定边坡美化环境的技术,它涉及土壤学、工程学、植物学等多学科。在高速公路建设中开挖的边坡对原有的生态系统造成破坏,再加上不稳定的边坡容易发生泥石流等自然灾害,在这种情况下必须找出一种行之有效的方法来恢复被破坏的边坡,防止灾害的发生。植被护坡技术的出现有效地稳定了边坡,它不仅恢复了破坏的植被,而且改善了生态环境,有效地解决了边坡工程建设与生态环境破坏之间的矛盾。在高速公路飞速发展的同时,与其相配套的高速公路绿化等行业也逐渐发展起来,高速公路边坡植被防护作为高速公路绿化的一个重要组成部分,对于防止水土流失、减轻污染、稳固路基、保障行车安全等方面有着极为重要的作用。
二、目前我国高速公路植被防护的方法
1. 撒草籽、铺草皮护坡
撒草籽、铺草皮护坡是一种传统边坡植物防护措施,指人工铺贴草皮、栽种灌木或播撒草籽。多用于草皮来源容易,边坡坡度不高,且坡度较缓的土质路堑和路堤边坡。其施工简单、造价低,但由于草籽播撒不均匀,种草成活率低,草籽、草皮易被雨水冲走等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡整治、修复工程,同时大量的移植草皮易造成新的环境破坏和水土流失,使得该技术近年应用较少。
2. 液压喷播植草护坡液压喷播是由美国、日本等一些国家研制出的一种新型的植被护坡技术,是将植物的种子或能够发芽萌生新植株的植物的芽、根、茎等物质、肥料、黏着剂、土壤改良剂、色素等经过科学的处理后,按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压的作用,喷射到预定区域绿化坡面的高效绿化技术。由于喷出的含有草种的黏性浑浊液,具有很强的附着力,喷射时不遗漏、不重复,可以均匀地将草种喷播到坡面上。在良好的保湿条件下,草种能迅速萌芽,快速发育成为新的草坪。因此在高速公路坡面绿化过程中使用较多。
3. 三维植被网植草护坡三维植被网植草护坡是近年来新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用网材料是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用,随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与三维网就共同对边坡起到了长期防护、绿化作用。
4. 土工格室植草护坡土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良的客土,然后在格室挂三维植被网进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪植物生长提供稳定、良好的生存环境。采用土工格室植草,可以使不毛之地的边坡充分绿化,带孔的格室还可以增加坡面的排水性能。
5.植生带护坡植生带护坡是采用专用的机械设备,依据特定的生产工艺,把草种、肥料、保水剂等按一定的密度定植在可以自然降解的无纺布或其他材料上,并经过机器的滚压和针刺的复合定位工序,形成一定规格的产品。植生带建植草坪,是草坪建设中的一项新技术,目前,植生带已广泛应用于各类边坡绿化中。
6. 喷混植生护坡喷混植生护坡,是一种将含草种、有机质、混凝土喷在岩石坡面上的边坡绿化方法。该方法适宜于开挖后的岩石坡面的植被恢复,尤其对不宜进行植被恢复的恶劣的地质环境,如破碎岩、软岩及较硬的岩石,有比较好的效果。喷混植生护坡技术的核心是在岩石表面上营造一个既能让植物生长发育而种植基材又不被冲刷的多孔稳定结构。它利用特制的喷混机械将土壤、肥料、水泥、保水材料、植物种子等混合加水后喷射到岩石上,由于水泥的黏结作用,它们的混合物在岩石表面形成一层有连续空隙的硬化体。既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程 。
三、植被防护的植物选择
植被防护主要是靠植物根茎与土壤间的附着力以及根茎间的互相缠绕来达到加固边坡、提高坡表抗冲刷的能力,因此植被防护的植物选择是至关重要的。我国植物资源丰富,在植被护坡的过程中优先选择当地野生植物资源,它是在本地气候条件和环境条件下长期进化的结果,最适合当地的立地条件。
(1)不同种类护坡植物比较;公路边坡可用的植物种类较多,主要有草本植物、灌木、藤本植物,以及乔木等。
(2)草本植物的选择根据公路边坡的特点和边坡种植的目的,边坡生态防护的植物一般应满足以下要求:
适应当地气候,抗旱性强; 根系发达、扩展性强;种子丰富,发芽力强,容易更新;绿期长,多年生;育苗容易并能大量繁殖;播种栽植的时期较长。
四、小结
被防护是在路基边坡工程中的一种新型技术,可实现工程建设与环境保护相协调的目的。植被防护技术已在高速公路中广泛应用,但是植被护坡在开始的作用较小,随着植物生长、强度的增加,对坡面的稳定性、生态防护作用越来越明显,但植被根系的延伸使土体产生裂隙,增加了土体的渗透率;而单纯的工程措施虽然能在早期对坡面的不稳定性和侵蚀性有较好的效果,但随着时间的推移,效果越来越差。因此,工程措施与植被护坡技术相结合可以有效地发挥稳定边坡和美化环境功能,实现高速公路坡面的稳定性和景观效果的可持续性。工程防护是植被防护的基础,两类防护形式是相互支持相互渗透的,只有将两者有机结合,才能起到永久防护美观耐用的目的。
为稳定生态系统环境,必须加强森林防护工作力度,这也是当前林业部门工作的重点之一。森林具有多项功能,对人类社会所能发挥的效益也是多方面的,森林的生态作用更是不容忽视,切实做好森林防护,无论是对个人、对国家都有着重要意义。
1 森林的功效以及作用
森林是陆地生态系统的重要组成部分,对于整个生命系统更是起着关键作用,它与人类生存的环境以及社会的发展都息息相关。综合森林对于社会发展以及人类生存环境的贡献,它的功效和作用主要体现在2个方面:(1)与其它生态系统相比,森林系统的组成结构更加复杂,其物质循环以及能量转换都最为旺盛,森林也是物种宝库,所以,生物生产力自然而然较高。森林覆盖面积大,占据空间广,森林是可再生资源,且具有寿命时间长的特点。(2)森林能够有效防止水土流失以及沙土滑坡,维护人类赖以生存的生态环境;在沙漠地带,大面积的森林能够防风固沙;在边防地区也起到了天然的军事屏障作用;在军事、工业等不同领域也发挥了作用。现实生活中,更是为人类提供了木材燃料,包括各种能源、材料、林产品和动、植物的副产品。
2 森林防护现状分析
伴随着改革开放的步伐,国家相关部门对于森林防护也引起了高度重视,对此也展开了相当大的行动,例如,对林区进行分类经营,明确划分商品林、生态林,对森林制定补偿基金制度等。虽然通过实施一系列的措施,取得了一定成效,但是目前的森林防护现状仍不尽人意,存在很多问题,可以归纳为以下3个方面:
2.1 森林资源防护与经济发展间的矛盾
在某些林区,经济发展仍依靠森林资源,这样就突出了农民生活与森林防护之间的矛盾。难以避免林区会遭遇毁林,种植其它农作物或是因为木材需求进而乱砍滥伐。
2.2 林区占地面积递减
伴随经济的不断发展,各大城市建筑设施、住宅区等工程都在不断兴建,而这些巨大的工程占地问题就会使得森林占地面不断减小。有些地区在造林之后未能采取及时有效的防护措施,所以,大量的新造林区被随意占据或者开荒。
2.3 森林功效不断减弱
森林质量是森林发挥功效的前提条件。但现在大多天然林退化为次生林,加之自然灾害、人为火灾以及管理不到位等诸多问题,由于各方面的综合问题遭受制约,森林防护措施并未得到真正地落实,致使森林防护面临巨大挑战。
3 森林防护策略
3.1 加强宣传力度
面对森林防护过程中存在的巨大挑战,势必需要我们从防护、改善生态系统的角度出发,采取一切有效途径,例如,通过报纸、电视新闻媒体等形式进行宣传,普及森林防护的生态意义以及经济意义。从思想深处提高人民群众的森林防护意识,积极倡导全民都积极参与到森林防护的工作中,力求每个人为森林防护做出贡献。与此同时,在对森林资源的采伐方面,严格执行限额采伐制度,不断健全和完善限额采伐管理制度。相关部门更要加强对森林资源的监督检查,对于肆意破坏森林资源者,予以严惩。
3.2 重视森林管理
对人民群众从思想上加深森林防护意识,相关部门更应该加强森林管理,做好防火措施,因此,在森林防护中,需要做到有效监控和防控火灾。对于森林来讲,一旦发生火灾,再开展补救措施,难度较高。而防火则又分为2个方面:一是防“自然”火灾。即由于自然环境引起的火灾,比如,天气干旱等自然因素,所以,在不影响生态循环的前提下,对林区进行分块、分区的有效管理。二是防“自身”火灾,即人类自身行为导致的火灾,这就需要我们平时从思想上重视,采取一定的制度约束,比如,严禁携带火种进入林区,禁止在森林附近生火等。
3.3 提高工作人员素质
林政管理队伍必须政治素质强、精通业务技术、作风纪律硬。通过参加学习培训或者自主学习,认真熟知各种法律和相关业务知识。注重在实践中提高业务水平,不断完善执法行为和规范森林资源管理,全面提升森林资源林政管理和执法人员的素质,同时,采用新技术加强森林资源和林政管理,切实加强对木材检查站的建设管理。各地要进一步加强木材检查站基础建设,加强对木材检查人员的培训和管理,进一步规范木材运输监督检查行为。
4 结语
森林具有多种功能,对人类社会所能发挥的效益也是多方面的,森林提供的生态作用更是不容忽视。做好森林防护工作,无论是对个人,还是对国家都有着重要意义。
中图分类号: U213.1+3 文献标识码: A 文章编号:
高速公路边坡包括路堑边坡和路基边坡,因对公路本身的安全性能和周围环境产生重要的影响,其生态恢复和景观的营造,成为高速公路建设中的重要内容,边坡工程防护和生态防护成为近年来研究的热点,越来越受到重视。边坡的防护、绿化与美化是高速公路建设的重要内容。单纯的工程防护既增加成本,又破坏道路景观。因此,边坡的生态防护及景观重建成为高速公路建设中的一项重要内容。
传统防护的弊端
1.1 生态景观效果差
缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于固土护坡,破坏路基,还造成对周边地区的不利影响。另一方面,也不利于改善高速公路的景观效果,大量的岩石和混凝土不仅视觉效果差,且不利于净化环境,与高速公路快捷、舒适的特点不相协调,在一定程度上给高速公路的行车带来不安全因素。
1.2 安全稳定性差
一般情况下,高速公路设计中,由于种种原因,路基边坡开挖和防护的设计比较简单。这类设计主要缺点是,设计笼统、针对性差、防护措施简单,对通车后出现的边坡坍塌事故一般通过后续养护来处理。而高速公路作为交通运输干道,交通量大,行车速度快,路基边坡一旦出现事故,对交通运输和人民生命财产的安全影响很大。
1.3 大量工程措施使成本增高
过去,高速公路边坡防护大量采用浆砌片石等防护方式,这些防护形式大量使用石料和劳力,破坏了自然环境,造价也较高,并且随着时间的推移其防护效果逐渐降低,无自我更新能力,必须经常维护,施工难度大,对行车环境和景观环境影响也很大。
边坡生态防护方法
单纯的植被护坡方法
单纯的植被护坡方案一般造价较低,工艺简单,在条件允许的情况下,是绿化设计的首选方案。
播撒草种
最简单经济的植被护坡形式应是直接人工撒播草种,但其要求边坡坡率舒缓,覆盖土壤肥沃湿润,必须在适宜季节施工,并且从播种到成坪需要1~2个月的时间。苛刻的条件使人工撒播这种植被防护形式在高速公路建设中已很少使用。
铺设草皮
铺设草皮可以“瞬时成坪”,减弱坡面径流溅蚀,迅速发挥护坡功能,除寒冷的冬季外,其它季节都可以施工。铺设草皮各地区均可应用,也可用于强风化岩质边坡,多用于路堤边坡。坡率一般不超过1∶1. 0,局部可不陡于1∶0. 75,坡高一般不超过10 m。对于急需植被封闭坡面的边坡,采用铺设草皮是首选方法。
液压喷播植草
液压喷播植草喷射出的是含有草种的悬浊液,草种被纸浆等悬浊液包裹,还有保水剂和其它各种营养元素,能不断地供给草种发芽时所必须的养分和水分,粘合剂又能通过喷射时的压力,使草种紧紧地粘附于土壤表面,形成比较稳定的坪床面,降水时不能形成冲刷表土的径流。
挂网固定植被护坡的方法
挂网固定植被护坡主要由固定物、网(底布)和基材3部分组成。固定物(常见的有锚杆或U形钉)的作用是将网固定于坡面上,并对坡面的浅层稳定起到一定的作用;网(底布)的作用是使基材混合物依附于边坡坡面;基材提供植物生长的环境。
三维土工网垫植草
三维土工网垫是一种三维柔性材料,铺在坡面上,由于空腔的作用,能防止土坡面被雨水冲刷和维持其稳定,降低雨滴的冲击能量,阻挡坡面雨水的流失,避免径流的形成,从而有效地抵御雨水的冲刷。
土工格室植草护坡
土工格室生态护坡是土工格室与植草相结合而形成的一种新型护坡形式,由于土工格室对流水起到缓解消能作用,可促使其携带物沉淀在格室中,有效避免了草籽及幼苗被雨水冲走流失,大大提高植草覆盖率。植物根系可增加土壤透水性能,一旦遇到雨水可迅速渗透,植被的覆盖可使坡面减少雨水的直接冲击,缓冲雨水流速。
厚层基材喷射植被护坡
厚层基材喷射植被护坡(一般称为客土喷播)是目前解决岩石质边坡植草绿化最常用的技术,是采用混凝土喷射机把基材与植物种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到需要防护的工程坡面上的植被防护技术。
结语
理念是灵魂,管理是关键,设计是核心,施工是保证。要树立保护、回归、融入、享受自然的理念,树立与动植物为伴、地球大家园的理念。另一方面,建设业主要加强管理,采取措施,加大投入,加大环保专业的参与和发言权,做到环保与安全、质量同等重要,取得实效。只要各参建单位和相关部门通力协作真抓实干,将高速公路项目建设环境当做家园来保护和建设,就能够将高速公路建设成为环境友好的、和谐的、可持续发展的工程。
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中图分类号: U412 文献标识码: A
一、高边坡路段常见的主要病害
1、滑坡
滑坡是斜坡部分岩土在自然与重力作用下,沿软弱石慢慢地、整体向下移动,按引起滑动的力学特征区分,可分为牵引式滑坡和推移式滑坡。牵引式滑坡是下部滑动,使上部失去支撑而滑动,一般速度较慢,横向张性裂缝发育,表面多呈阶梯或陡坎状。推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土产生变形,滑动速度较快,滑体表面呈波状起伏。在公路建设中,如设计不当,改变了原来斜坡的平衡状态,则将引发工程新滑坡或古滑坡的复活,广东省还有古滑坡产生的次生滑坡。
2、崩塌
崩塌是指整体岩石土块脱离团体,突然从较陡的斜坡上崩落下来,并顺斜坡猛烈翻转、跳跃,最后落在山脚。它有突发性,危害很大。
3、剥落
高边坡表层风化,在雨水冲刷和重力作用下,不断沿倾斜坡滚落。
二、工程防护
1、工程防护类型
工程防护的类型,一般以勾缝、喷涂、砂浆抹面、护面墙和石砌的护坡等为主,这几类防护措施的实施,都应该根据不同的情况区别选择使用。选用抹面防护,一般适用于坡面整体比较完整、暂时还没有大面积坡面剥落的情况;采用喷浆防护,就要在路基材料容易风化,而边坡的坡面又是不平整岩石挖方的边坡的情况下才能采用,并且这个防护措施施工简单方便且效果又好,缺点是使用水泥量比较大,从而大大增加了工程的造价,此缺点使得这个防护方式应用在重点工程领域的情况比较多。上述两种方式在对坡面进行防护的时候一般加以修饰和着色,因此很大程度改善了道路的景观。采取灌浆和勾缝的防护方式,一般是用在坡面都是非常坚硬的岩石坡面的时候,可以用来防止有水渗透进缝隙从而给路基带来损害。上述几种防护方式都没有考虑经过大河流冲刷的路基防护的情况:如果有大河流与路基交汇的情况出现,那么就应该用到护面墙的防护方式了。护面墙的防护方式虽然造价比较高昂,但是能较好的起到防止河水和地面水流冲刷边坡带来的作用,护面墙就是设置干砌片石护面。这种防护方式设计和施工都比较复杂,要根据边坡的地质条件有效而合理的选用。
2、工程防护的优劣势分析
工程防护技术在施工初期防护效果非常好,修建之后的作用非常显著且见效也快。通过多年施工实践经验的累积,已经形成了一套在不同条件下,非常成熟的设计、施工和维护技术的作业流程,同时工程的材料可以提前预制,所用的这些材料因素的取得就变得非常方便,在施工中具有工期短、进度快等巨大优势。同时应该指出的是,对于自然环境而言,工程防护带来的破坏性非常大,生态环境效益就非常差,因在路基施工过程中而造成损坏的自然植被很难快速得到恢复。在公路施工所修建的地方,周围的环境比较单调和乏味,通常只有黑、白两色,容易对行驶在公路上的人员造成厌倦的情绪和视觉上的疲劳,从而在一定程度上对公路的安全驾驶带来隐患。公路的防护工程施工结束以后,不管采取什么材料的施工防护措施,随着时间的加长,都会面临老化和破坏的风险,给后期的维护造成巨大的后续费用。
三、植物防护
1、植物防护技术分类
在岩质边坡上面铺挂镀锌的铁丝网,通过专用喷射机把其搅合拌匀,然后将这些种植基材喷射到坡面上,对植物依靠基材生长起到对应的防护作用,这就是广泛应用在各类防护工程里的喷射植生植物的护坡方式。
在护坡的坡面上挂网,人工铺设或机械喷填对应厚度客土的技术,就是客土植生植物的护坡方式。根据气候和地质条件的不同来进行种子和基质配方,一般在无法绿化的普通条件下的护坡上应用比较广泛,因为它机械化的程度非常高,所以具有防护效果好且速度快等优势。禾本科植物里有一种叫香根草,天生根系发达、长势旺盛且适应能力极强,在土质边坡上行栽上香根草进行边坡防护的技术,就是行栽香根草护坡技术,这个技术则具有增强边坡稳定等优势。
在边坡面上通过拼铺六边形的混凝土框砖,形成蜂巢式样的网格,然后在框砖里栽种草类的一类防护,称之为蜂巢式网格植草护坡方式。这个方式能分散坡面的雨水径流,受力结构有效合理,还能大为减缓水流的速度,防止坡面的雨水冲刷,保护草皮良好的生长。
把肥料、粘着剂、草籽和土壤改良按比例混合再通过机械加压来喷射到边坡坡面上的技术,就是液压喷播植草的护坡方式,这个方式具有草籽发芽均匀、施工简单且速度快、造价低和适用广等优点。
经过特殊工艺生产的三位立体网就是土工网,这是一种集植物防护和坡面加固于一身的防护技术,被称作土工网植草护坡,它具有在播种初期保持土壤利于草籽生长并能对边坡进行加固等优势,广泛应用于公路的边坡防护工程中。7)国外新开发了一种技术,利用新型的化工产品OH液用水通过一定比例的稀释,混合草籽并喷洒在坡面上,能在极短的时间迅速硬化,把边坡表面的土壤固定结构成具有弹性的固体薄膜,这就是OH液植草的护坡方式,它能起到在植草初期边坡防护且不需要后期养护、施工简单且快速和防护效果非常好等诸多特点。
2、植物防护的优劣势分析
传统的公路施工工程中,植物防护被作为工程防护的辅助手段。近年来的工程实践和发展趋势,植物防护措施的应用已经远远超过工程防护,这是因为其具有明显的生态景观效益。植物防护技术能在大工程中恢复被破坏的自然环境,并使生硬的公路构造不单调,生气盎然,这就大大丰富了公路周围的生态景观环境。这类护坡方式的出现和发展,大大减少了水土的流失程度,植物的水源得到有效涵养,并且营造出很多景色宜人的路边景观,是一个良性生态系统整体的靓点部分。不过植物防护也有它的局限性,没有及时合理栽植植被的时候,就能对路基的稳定性产生消极影响,并且植物的生长需要相应的时间,从而植物的防护效果也没有工程防护的效果快。
四、边坡防护与加固治理措施
路基边坡防护与加固应符合“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、经久耐用、节省造价和造型美观”的原则。路基边坡防护与加固包括植物防护、工程防护、柔性支护与防护、综合防护等几种类型。植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而目又比较简单、经济。一般来说,防护工程应优先考虑植物防护,当然其土壤必须适宜于植物的生长,而且边坡比较平缓,坡高不大。在高速公路上,常用的植物防护有植草、铺草皮和植树等。工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡,以及碎(砾)石土的挖方边坡等,采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型有护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、水泥混凝土预制块防护、锚杆防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。柔性支护与防护主要包括三维植被网、钢绳网主动防护等防护形式。对于边坡破坏较严重的情况,如出现塌方、滑坡以及可能出现失稳等,必须采取相应的措施来确保边坡的稳定性(强度方面)和安全性(变形方面)。根据边坡的不良工程地质特征和滑土安力口固治理与防护工程特色,主要选取适用性强、易于操作、工程负效应小的措施,如抗滑桩、锚杆(索)、挡土墙、削坡和灌浆等,使其分别适用于不同塌方、滑坡的物理力学条件和地质条件。
结束语
因为公路工程施工坡面情况的复杂多变,所以边坡的防护方案也要根据实际情况适时调整和改变。有些情况复杂的地方还要采用综合的防护方案,从而保证边坡防护技术方案的节约且高质、高效的完成。采用植物防护的情况下,各类植物草种的来源应尽力以本地植物为主,这样既能使植物适应当地气候而成活率高、生长快,也能在经济上防护工程的成本。采用小灌木树种和草种混播的方式,达到还林于山的目标。植物防护的成本也能因为这个举措的实施而实现最小化,这才是利用植物防护的方式进行边坡防护的成本低、效益高的最佳方案。
1.坡面局部风化破坏
通过调查大量采用了生态防护的高挖边坡,发现边坡或多或少地出现一定程度的局部风化破坏,有时坡面可见的铁丝网。防护过后的高挖边坡经过长期风吹日晒,在各种自然因素和人为因素的共同作用下,由于干旱和覆土厚度过小,导致坡面植被较稀疏,三维植被网出现风化破坏,坡面可见绿色的残余网片(如图1所示)。
2.部分高挖边坡坡脚冲刷破坏
高挖边坡的坡脚在向上1~2米的范围内容易出现冲刷破坏。在降雨量较大的区域,坡脚冲刷痕迹较明显,细小的冲沟排列较密集,坡面上的植被防护有些已经丧失了作用,坡脚堆积一定数量的坡面冲积物。这类破坏主要出现在岩质边坡表层坡体较松散,坡脚没有进行必要的防护加固的地方,或部分桥台锥坡(如图2所示)
3.框架梁内填土的局部冲刷破坏
有的高挖边坡在防护时采用框架梁内挂铁丝网+三维网防护。由于人为和自然因素的作用,在坡面植被成型之前,框架梁内部的填土部分就被冲刷淘空了,出现框架梁架空的现象(如图3所示)。此时,框架梁形同虚设,冲刷导致坡面凹凸不平,框架梁内部的绿色三维网风化,露出基岩面。
4.高挖边坡与桥台锥坡连接处的局部风化冲刷破坏
高速公路由于建设需要,会在路线上修建一些天桥。在有些人行、过街天桥的桥台锥坡与坡面的连接处两侧局部范围内,容易出现一定程度风化破坏,而且情况比较严重,坡面冲刷痕迹明显(如图4所示)。以上这些破坏现象,只是出现在高挖边坡的局部小范围之内,具有一定的局限性,不影响边坡的整体稳定性和公路的运行,只是景观效果稍差。但总体上来说,采用生态防护的高挖边坡的防护效果还是很好的,值得在以后的工程实际中推广应用。
二、生态防护的原则
针对上述问题和边坡生态环保方面的不足,按照“建绿色生态通道,走环保之路,公路自然和谐相处互为景观”的思路,总结出目前高挖边坡生态防护的原则:稳定是根本、软硬防护结合、树灌草结合、经济美观环保。稳定是根本,就是无论在何种情况下,防护都要确保边坡的稳定。软硬防护结合指的是硬性防护与柔性防护相结合,以防为主,兼顾绿化需要。树灌草结合,指在植物的选择上废除传统的单一植草观念,选择适合当地气候以及地质条件的植物进行目标植物群落设计。树灌草结合,即通过人工辅助建立适应当地环境的自然植物群落,乔木、灌木和草本植物有机结合,最大限度地恢复植被原始的生长环境,使边坡呈现形态各异的自然环境。经济美观环保,旨在通过提高生态环保处治的技术含量来达到最佳的经济和环境效益。
三、防治改善对策及注意的问题
对于高挖边坡的生态防护,除了遵循以上原则之外,建议在采用生态防护的前提下,还应重点从防护和排水两方面完善设计和施工。因为排水与防护息息相关,只有防护与排水相辅相成、恰当结合,才能发挥更大的作用。笔者认为,应从3个方面做好高挖边坡的生态防护。
1.加强高挖边坡防护
(1)采用三维网进行防护时,应保证高挖边坡的坡面上有足够的覆土厚度。足够的覆土厚度不仅能够防止坡面冲刷,固土保水蓄留草种,还能够防止三维网的风化,同时也会给植物的生长提供一个适宜的环境,促进植被繁荣。(2)对于高挖边坡容易冲刷的一级边坡,应该因地制宜、有针对性地选取防护措施,尽量采取植被与工程防护相结合,不仅稳固坡面,还有利于绿化坡面。同时,加强对坡脚的防护,对坡脚进行工程加固,防止坡脚岩土体的风化脱落,并处理好坡脚防护与公路两侧排水沟之间的关系,保证排水畅通。(3)加强桥台锥坡范围的防护,做好桥梁与边坡连接处的防护与绿化工作。设有渡槽、天桥或者下穿分离式立交的路堑边坡应沿路线方向两侧边坡一定范围设置护面墙,以确保桥台稳定。(4)植被防护的草种应尽量选择乡土或本土植物,容易在当地生长、根系比较发达、茎矮叶茂的耐旱草种,并加强日常养护。同时,在选择坡面植被的时候,除了满足坡面植被的一些基本要求外,尽量选择有利于排水的植被,考虑坡面的植物排水。(5)做好地质勘探工作,探明边坡的工程地质。防护之前,对于土质边坡高度超过20米、岩石边坡高度超过30米以及不良地质、特殊岩土地段,应进行个别勘察设计。重点加强挖方高边坡地质横断面的勘察,尤其是软弱结构面分布形态与路线关系、结构面力学特性,以及覆盖土层与下覆基岩的接触状态和斜坡度。对于不同岩层的交界处、软弱夹层等软弱结构面,以及容易发生滑坡的路段,应该采取特殊措施进行特殊处理,针对特殊路段做好防护工作。(6)建设管理单位应聘请有关专家对技术人员进行相关施工技术专题培训,以提高施工水平。同时,加强养护,建立健全的养护管理体制,组织专业人员做好养护工作,对坡面植被及时洒水追肥、除草防病,保证坡面植被茁壮生长,防止干枯。
2.做好高挖边坡排水
(1)排水设计时应注意当地环境变化所造成的暴雨强度大、突发性强、破坏性大的特点,有针对性地进行设计。施工场地的临时性排水设施,应尽可能与永久性排水设施相结合。(2)在坡面上因地制宜设置适当长度的截水沟,有效阻止上坡面因降雨形成的坡面径流对下坡面的冲刷。截水沟的形状、尺寸可以根据当地的降雨强度选择,在此基础上使设计尺寸稍微偏大,以满足突发的特大暴雨。(3)做好高挖边坡的台阶排水,主要目的是排除边坡各级平台上聚集的坡面径流。及时将平台上的坡面雨水有序地排除,能够有效阻止台阶雨水下渗对边坡的危害,可在台阶上设置台阶排水沟,也可设置反滤层,或者填筑一些有利于排水的粒料,切断雨水的下渗通道。(4)考虑在坡面设置泄水孔。可将坡面近似看作挡土墙,在坡面雨水集中、冲刷频繁严重的地方设置一定数量的微型泄水孔,作为导流通道,但需要处理好进出口段和坡面的关系。(5)沿路线纵向做好纵向排水,使其与公路的其他排水设施相协调,进一步完善排水系统。可改变排水沟的纵坡,在满足最大降雨强度和长时间降雨汇流时间的基础上,提高纵坡0.5%,有利于排水。(6)边沟采用浅碟形边沟。其为生态绿化边沟,不仅排水路容美观,且绿化效果良好(如图5所示)。浅蝶形边沟顶面附近加铺绿色三维网以加强生态边沟的抗冲刷能力,加铺绿色三维网后再采用液压喷播或者其他植草绿化。乐宜高速和永武高速都采用了浅碟形边沟,不仅排水效果良好,而且符合生态环保。
公路建设对我国的经济发展有着重大的影响,近些年来,无论是我国的公路等级,还是我国的行车里程都有所提升,但是随之而来的就是高边坡的数量越来越度,而且规模也越来越大,公路边坡受到自然以及人为因素的影响,经常出现剥落等现象,特别是在是路基石质量相对比较差的地方,存在的隐患更大,也正是因为如此,当地政府十分关注边坡防护工程。
1 坡面防护施工特点与范围
坡面保护是公路建设工程的重点环节,通常情况下,都会选择自然防护的方式,有时为了提高防护的安全系数,也会采用自然防护与人为防护相结合的方式。但是尽管在公路建设期间对坡面进行了有效的防护,施工结束之后,却由于地下水活动等影响,使得坡面出现了滑坡或者坍塌的情况,这不仅危及到过往车辆以及行人的安全,对环境破坏也有非常大的消极影响。为了避免滑坡等问题的出现,施工人员经常采取防护措施,但是在采取相应的措施之前,需要了解坡面保护施工特点以及范围。
1.1 施工特点
首先,坡面防护工程并不复杂,施工工艺非常简单,无论采用哪一种防护方法,其施工工艺几乎都不复杂,而且材料简单易得,使用也比较广泛;其次,坡面防护工程主要针对的是坡面,在坡面不需要承受其他任何的力的情况下,该中防护措施完全能够提高边坡的稳定性,与此同时,对提高岩土的整体性也有积极的作用。
1.2 施工范围
并不是所有的边坡防护工程都适合使用坡面防护的方法,只有边坡相对来说比较稳定的路基,才能够应用该种防护方法,除此之外,对坡度范围也有一定的要求,一般情况下,坡度范围应该保持在1:0.5以下。坡面防护工程一般情况下会应用混凝土预制块,因为这种防护材料性能比较突出,而且这种材料也被经常应用在路堤边坡中。在具体使用过程中,需要使用护面墙,并且要保证护面墙带有窗孔,护面墙的主要作用加固土壤。但是因为施工期间,石砌需要花费比较高的成本,而且使用过程中,干扰因素比较多,损毁的情况经常出现,这不仅浪费成本,同时还影响着生态环境,如果损毁异常严重没有及时处理,也有可能会发生伤亡事故。所以在使用坡面防护工程时,通常情况下都要以生态保护为前提,这样才兼顾坡面防护的同时,还能够改善环境。目前我国主要使用的方法有植物、工程、种草等防护方法。
事实上,坡面防护的施工原理主要是通过保护路基边坡,使得避免受到自然环境的损害,以此来降低温差或者减少其他情况的出现,进而保证边坡路基不发生变动,或者不发生地质灾害。
2 施工工艺
2.1 施工技术要点
跌水的台阶高度必须按设计或根据地形、地质等条件确定。跌水应按设计要求设置消力槛,消力槛设置泄水孔以便消除消力池中的积水。长急流槽应分段砌筑,每段不超过10m,接头处以防水材料填缝,密实无空隙。边沟、截水沟、排水沟排水沟、边沟、截水沟必须精确放样并适当加密,确保直线线型顺直、曲线线型圆滑,并根据设计要求设置沉降缝。放样一般以两个结构物之间的长度为一个单元,以确保边沟、排水沟与结构物的进出水口顺利连接。路堑施工前应先施工截水沟。截水沟顶面应略低于自然坡面,若遇冲沟,应设缺口将水导入截水沟。截水沟砌筑后,在坡体上方一侧的砌体与山坡土体连接处严格进行夯实和防渗处理。截水沟的长度超过500m时,应设置出水口,并将水引入自然河沟或桥涵进水口。截水沟的出水口,设置排水沟、急流槽或跌水,与其他排水设施平顺衔接。
2.2 植物防护
首先,种草,如果坡面只是进行了轻微冲刷的处理,可以选择种草的方式来防护边坡。种草也需要注意很多问题,比如草籽的选择,要结合当地气候情况,另外,还需要考虑土壤情况。通常情况下,根茎比较发达,长度不高的草种比较适合种植。在播种的时候,要做好坡面的整理工作,要求坡面平整并且湿润,有些坡面可能并不适合都种植草籽,在这种情况下,需要在种草的地方铺一层土即可。具体的播种方法,主要依据各地情况来选择,可以选择撒播也可以选择喷薄,种植结束之后,还需要做好养护工作。
其次,铺草皮,各种土质的边坡都适刚于铺草皮,特别是冲刷比较严重的坡面,铺草皮更适宜,铺设的方法有半铺、番铺等,具体可根据坡度进行选择。铺草皮要先备料,草皮可以就近培育,在铺设时要预先平整,并随挖随铺,相互贴紧,这样的工程最好存春秋季节进行,不适合在冰冻时期进行,为了提高防护效果,铺草皮防护上尽可能的植树造林。
最后,植树,风化严重的石边坡适合存路土工坡面和漫水河滩下整理植树,这是加路基和防护植树的效果。植树仅可以降低水流和减少淤泥,还能保护路基不受侵犯,同时还可以美化路容、调节气候和改善高等公路的美化效果。
3 工程防护
3.1 喷浆及喷射混凝士
喷浆及喷射混凝土足用喷射设备将水泥砂浆或混凝土喷射在需防护的边坡下形成砂浆或混凝土保护层,防止边坡风化。这两种方法适用易风化、裂隙和节理发育的岩行边坡。对于高陡坡部较破碎而下部岩层较完整的边坡及需要大面积防护的边坡,用这种方法防护比较经济。
3.2 灌浆及勾缝
坚硬的岩石边坡升挖后,用水泥砂浆或混凝土对在的裂隙作灌浆或勾缝处,以免水分渗入岩石裂隙造成病害,改善边坡外观。灌浆适用于较坚硬而裂缝较大较深的岩石路堑边坡裂缝则适用于较硬、易风化、发育、裂缝多而细的岩石路堑边坡。对岩体坡进灌缝或勾缝时,应将缝内冲洗干净。灌浆用水泥砂浆的配合比为1:4裂缝很宽时可用体积比为1:3:6的混凝土灌注并振捣密实,灌至缝口并抹平。
结束语
综上所述,可知坡面防护工程施工研究非常必要,这对我国的公路发展建设有着重大的意义,本文主要介绍了生物防护以及工程防护两种措施,一般情况下,如果没有特殊的要求,采用工程防护的方法比较好,既能够稳定路基,同时还能够美化环境,但是无论是选择种草,还是植树都应该重点挑选种子,既要保证其成活率;又要尽可能延长绿色的时间。
参考文献
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Abstract: with the development of the urbanization process of shenzhen, strengthen the construction of the road slope greening, improve road safety comfort, for people to create a good environment, to the city has a profound and favorable effect. The traditional slope protection, high cost also destroyed the ecological vegetation, ecological slope protection by vegetation is the principle of soil water contain the solid rock slope stability, is to beautify the ecological environment of a new technology, and the effect is more close to the natural slope.
Keywords: slope ecological protection, design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
深圳市近年来开展道路岩质边坡生态防护实践,在边坡防护传统技术与新技术对比分折的基础上,提出边坡生态防护的类型,探索出了一套完整的边坡生态景观防护技术。在越来越重视生态环境和和谐社会的今天,生态防护技术已成为边坡防护的发展趋势。本文结合深圳市秀峰路道路改造工程,对边坡生态防护设计技术进行分析比较。
1工程概况
秀峰路位于深圳市龙岗区布吉街道,道路南起吉华路,北接规划甘李二路。秀峰路是甘坑片区对外的主要联系通道,随着深圳经济的高速发展及城市化进程的不断推进,甘坑片区现状交通运输条件越来越无法适应城市发展的需要,区域内道路建设相对滞后,已不能适应城市化发展和环境保护的要求。现将秀峰路改造为城市主干道,双向四车道,道路规划红线40m,全长1.863km。主题是“绿色通廊”,既体现道路生态绿化的景观特点,又体现新城市建设的特点。
2设计原则
在满足路基边坡稳定安全的前提下,秀峰路边坡防护设计综合考虑了沿线的自然条件、工程地质以及施工特点等因素,同时充分考虑了环保和景观要求,采用以植物防护为主,工程防护为辅的原则。确保路基的整体性和稳定性以及路容美观性,尽量降低工程实施对沿线环境及自然景观的破坏。
3设计方案
秀峰路边坡防护设计方案,采用边坡生态防护与边坡工程措施防护相结合的形式,以达到固坡、防止水土流失和美化环境的效果。边坡防护方案着重考虑了以下几点:
3.1 稳定安全:边坡防护方案的选择首先考虑边坡的稳定性,特别是高边坡,
层号 岩土层名称
3 粉质粘土
4 粉质粘土
5-1 强风化砂砾岩
5-2 中风化砂砾岩
7-1 全风化千枚岩
8-1 全风化片岩
7-2 强风化千枚岩
8-2 强风化片岩
7-3 中风化千枚岩
8-3 全风化片岩
7-4 微风化千枚岩
8-4 微风化片岩
9-1 全风化砂岩
9-2 强风化砂岩
9-3 中风化砂岩
9-4 微风化砂岩
11-1 全风化千枚岩
12-1 强风化千枚岩
11-3 中风化千枚岩
11-4 微风化千枚岩
12-1 全风化花岗岩
12-2 强风化花岗岩
12-3 中风化花岗岩
12-4 全风化花岗岩
必须通过计算确定采用何种防护方案。
秀峰路边坡计算示意图
秀峰路边坡稳定性分析计算
工程措施 计算方法 边坡安全系数 结果分析
执行规范《公路路基设计规范》JDG D30-2004
原状边坡 加固后
不考虑地震工况 考虑7级 地震工况
锚杆加固 简化bishop法 1.18 1.27 1.16 规范要求:正常工况的边坡安全系数需大于1.2;考虑地震工况的边坡,边坡安全系数需大于1.1;加固处理后边坡稳定性能满足规范要求。
3.2 景观绿化:道路边坡的开挖,破坏了原有植被,造成大量的土坡和
岩石边坡,导致严重的水土流失和生态环境失衡。生态护坡是利用植被涵水固土的原理稳定岩石边坡,植被护坡技术可以较大程度地恢复被破坏的生态环境,生态防护使的地表重新披上新装,生态防护和纯工程防护相比,由于植物丰富多彩的形态,使生硬的道路构造物景观充满生气,极大地丰富道路的景观环境。
3.3 工程造价: 传统的工程防护与生态防护在同等的条件下经济比较见下表
工程防护与生态防护比较 单位:元/m2
类型 浆砌片石护坡
厚30cm 浆砌片石拱形骨架 三维网
植草 三维网 喷混植草
植草厚6~10cm 锚杆挂网 喷混植草
植草厚6~10cm
综合单价 170 156 35~40 70~80 110~140
传统的边坡防护设计,大量采用浆砌片石护面墙、挡土墙、浆砌片石拱形骨架防护等技术方案,对边坡形成了封闭,部分边坡因地下水不能及时排出而导致边坡失稳、坍塌等病害出现,工程防护成本高。生态防护的防护效果突出,且具有较好的景观效果,成本也相对较低。由于生态防护形式有一定的适用范围和局限性,为此在实际应用中应本着因地制宜的原则,根据具体的工程特点合理选用合适的防护方式。
从以上的分析确定了秀峰路边坡防护设计方案,挖方边坡土质路段,高度小于5m的采用植草防护;高度大于5m,小于8m的采用三维网喷混植草防护;石质路段高度大于8m,小于16m的采用锚杆挂网喷混植草防护。填方路段高度小于5m的采用植草防护;高度大于5m的采用三维网植草防护等绿化防护形式。通过边坡采用生态防护措施,植被的生长不仅改善了道路的行车环境,植被根系已经将泥土和岩面紧紧相连,对边坡的稳固及生态的保护取得了很好的效果。
K0+760~K0+870右侧坡面生长情况K1+320~K1+410左侧坡面生长情况
4、边坡生态防护的分析
秀峰路从边坡生态防护技术进行了分析,首先,提出从质地、坡度、坡面侵蚀情况、费用等方面进行方式的选择;同时,从边坡生态防护工程的施工时间、边坡生态防护后的坡面稳定性和坡面植物整体生长状态的变化等方面进行了对比分析;然后,从物种选择、植物助长方面对植被建植技术进行了研究;最后,从景观的角度探讨了边坡生态防护的协调,提出了协调原则和具体要求。
5、边坡生态防护的优越性
对于道路边坡防护设计来说,防护类型是多种多样的,有生物防护、坡面防护、砌石防护、锚杆防护、抗滑桩防护、挡土墙防护等等。边坡生态防护主要是用植物或者植物和非生命的材料相结合的方式,代替纯工程防护方式,起到稳定边坡和防止侵蚀的作用。生态防护还可以绿化环境和周围景观相协调,这也是一种符合环保要求的防护办法。
秀峰路生态防护主要就是在边坡上种植草或灌木两者兼有,以减缓边坡上的水流速度,高边坡采用锚杆和框架式锚杆加固,利用植物根系固结边坡土壤以有效减轻冲刷,从而达到边坡稳固的目的。边坡生态防护的优越性主要表现以下几方面:
5.1边坡防护:合理的边坡生态防护能防治边坡水土流失、坡面失稳、塌
陷或者滑坡等常见的病害。生态防护一方面是通过工程防护作为受力或施力框架来维持边坡的稳定性,另一方面是通过植被恢复来利用植物护坡功能来进一步稳固土体,同时植物根系起到加筋作用,防治坡面的破坏,增加坡面自然景观。
5.2 行车状况:生态植被可以提高道路交通的安全状况,如通过视线诱导
种植可预示或预告线型的变化;通过遮光种植可防止车辆夜间行驶对向灯光的炫目;通过明暗适应种植,当汽车进入隧道时,可帮助驾驶员缩短对明暗急剧变化的适应时间;覆盖的植物能减缓坡面温差及温度变化的影响,从而降低路表的温度,延缓沥青的老化,维持路面良好的使用质量。
5.3 生态环境:生态防护可以作为道路构造物向周围环境过渡的缓冲带;
植物群落可以成为生物的栖息地,也能逐渐恢复因坡体开挖而遭到破坏的生物链,使已破坏的生态环境得到最大程度恢复。植物对颗粒污染物具有吸滞和阻挡作用,能使空气中的部分颗粒物沉降下来。据称草坪的滞留尘埃的能力比的土地大70倍。并且已知植物能吸收多种交通污染物质如CO、CO、NH、HS、SO等及大气中的金属和非金属粉尘;植物的吸声作用会有效减弱交通噪声,据北京园林科学研究所研究测定,20m宽的草坪,可减少噪声2dB。特别对于覆盖植被的路堑边坡,相当于隔断视线的声屏障,平均声障衰减量达到5~7dB;道路两旁的人工边坡用绿色的乔木、灌木、草合理搭配覆盖,加上道路两侧天然生长的乔木、灌木、花草及栖息的生物,形成一条人工与自然相结合的迷人的风景线[2]。
6、结语
秀峰路边坡防护设计在满足路基边坡稳定的前提下,采用生态防护技术充分保证了环保和景观要求,既防止水土流失,又美化自然环境,使道路与周围自然环境高度和谐。实现了打造“绿色通廊”的设计要求,同时探索了一套具有经济价值、环保无污染、操作简易,与传统施工工艺相适应的植物保护护坡技术。
参考文献:
1 公路路基边坡破坏形式及原因
公路路基边坡受岩性、构造等地质条件和风化、水的渗入和冲刷等自然地质作用以及人工开挖等工程活动的影响,常出现坡面变形和整体失稳破坏两类工程灾害。
1.1 公路路基的坡面变形
坡面变形是指路堑(或路堤)边坡坡面的局部破坏,包括风化剥落和碎落、冲刷以及表面滑塌等类型。剥落是指路基边坡的表层岩体、土体在长期遭受风化、雨水 冲刷以及自身重力作用下,部分岩块、土屑逐渐沿着边坡下跌、 滚落 , 并最终沉积在坡底的现象 。 坡面冲刷是雨水顺坡面流动时将松散的颗粒带走,而在坡面上冲刷出一条带状小纹沟。一条条顺坡面排列的细长的沟槽,将坡面分割得支离破碎。这些变形进一步发展,可以导致路堑或路堤更大规模的破坏。表层滑塌是由于边坡上有地下水出露,形成点状或者带状湿地,产生的坡面表层滑塌的现象。此类破坏由雨水浸湿、冲刷也能产生。它往往还是路基边坡更大规模变形破坏的前奏。
1.2 公路路基的整体失稳
公路路基的整体失稳是指边坡的整体溜方和滑坡。溜方是由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成,即边坡上薄的表层土下溜,通常是由于降水、降雨等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。滑坡是指大量土体和岩体在重力作用下沿边坡的某一滑动面滑动,主要是因土体的稳定性不足引起的。路堤边坡发生滑坡的主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空,或填土层次安排不合适等;路堑边坡发生滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。
2 路基稳定性的分析方法和边坡稳定性破坏机理
2.1路基边坡稳定性分析方法可分为两类,即力学分析法和工程地质法。
2.1.1 力学分析法
路基边坡稳定性力学分析方法主要有两种数解法和图解或表解法。数解法是指假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析,从中找出极限滑动面,按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。此法较精确,但计算较繁,建议学生自编随机搜索计算机程序进行数值计算。图解或表解法是指在计算机和图解分析的基础上,制定成图或表,用查图或查表法进行边坡稳定性分析。此法简单,但不如数解法精确。
2.1.2 工程地质法
工程地质法是指根据不同土类及其所处的状态,经过长期的生产实践和大量的资料调查,拟定边坡稳定值参考数据,在设计时,将影响边坡稳定的因素作比拟,采用类似条件下的稳定边坡值。
2.2 边坡失稳破坏的机理
边坡在发生破坏之前是稳定的,路基边坡受力平衡。随着边坡中土体的强度逐渐降低,或边坡内部的下滑力逐渐增大,而抗滑力逐渐减弱,使边坡的稳定性遭到破坏。边坡内某一部分由于抗滑力小于下滑力而开始变形,产生微小的滑动,以后变形渐渐发展,直到坡面出现断断续续的拉张缝隙、应力集中;随着边坡 变形的进一步发展,后缘拉张裂缝进一步加宽,错距不断增大,两侧剪切裂隙贯通撕开,边坡前缘土石挤进并鼓出,出现了大量的膨胀裂缝,滑坡出口附近渗水混浊,这时滑动面已全部形成,接着便开始整体向下滑动。因此,边坡失稳破坏的发生是一个长期的变化过程,通常将边坡从稳定到破坏经历的过程分为四个阶段:稳定阶段、蠕动变新阶段、部分滑动破坏阶段、路基整体破坏。
3 公路路基边坡稳定性的的防护措施
公路路基边坡的防护分为两类:一种是路基边坡的生态防护,所谓边坡生态防护是指单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相集合的固坡措施。第二种是路基边坡的工程防护,它主要是利用堆砌混凝土、砖块或其它材料对边坡进行防护,是公路边坡防护的传统方法之一。目前常用的方法包括:干砌片石、护面墙防护、水泥砼预制块防护等 。
3.1路基边坡的生态防护
生态防护即采用植被护坡的方法护坡。以林草植物为主进行生态模式配置的植被护坡,既可以像圬工防护一样起到边坡防护的作用,又可以解决边坡工程建设与生态环境破坏的矛盾,有利于固土护坡,防止水土流失,改善公路边坡景观和行车效果,使公路主体既安全又环保,并且尊重自然、正视自然、保护自然、恢复自然,适应生态学理论,兼顾生态效益、经济效益和社会效益。对于路基边坡坡高不大,边坡比较平缓的土质坡面是一种简易有效的防护设施,其方法有种草、铺草皮和植树。土质边坡防护也可采用拉伸网草皮、固定草种布或网格固定撒种,用土工合成材料进行土质边坡防护的边坡坡度宜在 1:1.0~1:2.0 之间。植被护坡一般多采用在边坡上种植草、 植树或铺 草皮,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保 护边坡的作用。路基边坡土质、酸碱度、气候等是影响公路植物的主要因素,由于路基边坡防护的特殊性,故草种、树种的选择有别于园林绿化植被的选择。在选择植被时应尽量选择成活率高,易繁殖而且根系发达,抗逆性强的物种,而且要注意要与具体的生态条件相适应。
3.2路基边坡的工程防护
3.2.1干砌护坡
干砌片石防护适用于坡度缓于l:1.25的土(石)质路堤或路堑边坡,干砌片石防护厚度不宜小于250mm.千砌片石防护可有效的防止雨水或地面水流的冲刷,干砌片石结构,不仅为了节省费用,而且可以适应边坡有较大的变形。但干砌片石受水流冲击时,细小颗粒易被流水冲刷带走而引起大的沉陷。干砌片石应使用不易风化的坚硬岩石。干砌护坡的常见形式为干砌片石和干砌块石,可按需要砌单层或双层,单层厚度不小于25厘米干砌片石护坡垫层可采用碎石及砂砾,其厚度为10厘米至15厘米;基础选用较大石块砌筑,其埋深至侧沟底。干砌片石应使用不易风化的坚硬岩石。当岩石取材条件有限时,也可根据当地的实际情况,选用坚硬耐久的块状工业废料、建筑用砖等干砌护坡。
3.2.2浆砌护坡防护。
浆砌片石护坡,一般采用等截面,其厚度视边坡高度与坡度而定,一般为0.25至0.5米;石料质量应符合公路行业砌筑要求;施工时清刷坡面松动土层、冲沟,坑洼处应分层填实避免被面沉落而引起护坡破坏;伸缩缝每隔10米设一道,缝宽2厘米,缝内填塞沥青麻筋或沥青木板泄水孔根据需要每隔2至3米上下左右交错位置,孔径0.1米,对土质边坡上的泄水孔,应在一面0.5米范围内设置反滤层,以防淤塞。
3.2.3护面墙防护
护面墙防护适用于防护易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,边坡不宜陡于1:0.5。护面墙类型应根据边坡地质条件确定,窗孔式护面墙防护的边坡不应陡于l:0.75,拱式护面墙适用于边坡下部岩层较完整而上部需防护路段,边坡应缓于1:0.5,单级护面墙的高度不宜超过10m,并应设置伸缩缝和泄水孔。护面墙的基础应设置在稳定的地基上,埋置深度应根据地质条件确定:冰冻地区,应埋置在冰冻深度以下不小于250mm,护面墙前趾应低于边沟铺砌的地面。
参考文献:
[1]《公路路基设计规范》(JTGD30- 2004),人民交通出版社.
中图分类号:U412文献标识码: A
1概述
世界上第一条建成通车的高速公路是德国在1928年建成的科隆至波恩高速公路,至此后高速公路在近现代高速发展。但是由于多方面的原因,我国的高速公路建设在20世纪80年代才起步,但是高速公路在我国发展迅速,截至2011年底我国高速公路总里程达8.5万公里,居世界首位。然而,高速公路建设发展会破坏生态环境。在高速公路的修建过程中,开挖路堑、填筑路堤,都导致原生植被破坏、动物栖息地破坏、水土侵蚀等一系列生态环境问题。所以人们在高速公路建设时利用植被来保护边坡和恢复生态平衡。
2植被防护技术应用的目的和意义
2.1植被防护的目的
高速公路路堑边坡防护方法通常分植被防护和工程防护两大类。工程防护施工因其取材方便、技术较成熟、处理深层失稳坡安全性高等因素,成为公路部门一长久以来一直采用的防护方法,但该法造价较高,易破坏公路沿线自然景观及生态平衡。在越来越重视环境保护和人类自身生存质量的今天,植被防护己成了公路边坡防护的一种趋势,代表着边坡防护的发展方向。植被护坡是指“用活的植物,单独用植物或者植物与土木工程或非生命植物材料相结合,以减轻坡面的不稳定性和侵蚀。”
2.2 植被防护的意义
植被防护是利用植物体蓄水保土的一种新型的稳定边坡美化环境的技术,它涉及土壤学、工程学、植物学等多学科。在高速公路建设中开挖的边坡对原有的生态系统造成破坏,再加上不稳定的边坡容易发生泥石流等自然灾害,在这种情况下必须找出一种行之有效的方法来恢复被破坏的边坡,防止灾害的发生。植被护坡技术的出现有效地稳定了边坡,它不仅恢复了破坏的植被,而且改善了生态环境,有效地解决了边坡工程建设与生态环境破坏之间的矛盾。在高速公路飞速发展的同时,与其相配套的高速公路绿化等行业也逐渐发展起来,高速公路边坡植被防护作为高速公路绿化的一个重要组成部分,对于防止水土流失、减轻污染、稳固路基、保障行车安全等方面有着极为重要的作用。
3草种选择的原则
草种的选择是植草护坡工程中一个关键的环节。由于公路边坡坡面浇水难度大,持水性差,且土壤一般比较贫瘠,在草种选择中,不仅应考虑适合当地立地条件,还要求抗旱能力强,根系发达,生长迅速,易繁殖,宜粗放管理等。从生物学角度而言,草种可以分为冷季型和暖季型两大类。
(1)冷季型如高羊茅,耐热性强,耐阴性中等,适应较广泛的土壤类型,适宜的pH值为4.7~8.5;草地早熟禾,耐寒性强,耐旱性较差,喜光耐阴,适于在树下生长,适宜pH值6~7的土壤。
(2)暖季型如狗牙根,耐热和抗旱性强,耐低温能力差,要求湿度大,适宜pH值为5.5~7.5;结缕草喜光,不耐阴,耐热性和抗旱能力很强,喜微酸到中性土壤,并具有一定的抗碱性;假俭草耐寒性差,耐旱、耐热性强,适宜土壤pH值4.5~5.5。
另外需要说明的是,在草种的选择中,当地生的草优于进口的草坪草;本地的适于绿化的野生草优于栽培草;深根系的豆草优于浅根系的禾草。总之,在工程实际中应结合公路本身的特点,通过对比试验来选择草种或草种组合。一般而言,根据各种草的生物学特性及需要进行合理组配,发挥其各自的优势,可弥补单一草种某方面的不足,从而达到护坡和绿化的最佳效果。
4植被防护的植物选择
植被防护主要是靠植物根茎与土壤间的附着力以及根茎间的互相缠绕来达到加固边坡、提高坡表抗冲刷的能力,因此植被防护的植物选择是至关重要的。我国植物资源丰富,在植被护坡的过程中优先选择当地野生植物资源,它是在本地气候条件和环境条件下长期进化的结果,最适合当地的气候条件
4.1 公路边坡可用的植物种类
主要有草本植物、灌木、藤本植物,以及乔木等。目前中国的公路边坡一般坡度较大,坡比一般为1:1,即45°,有的甚至达到60°以上,栽植乔木会提高坡面负载,增加土体下滑力和正滑力,在有风的情况下,树木把风力转变为地面的推力,造成坡面的不稳定和坡面的破坏,现在某些发达国家已开始重视灌木的护坡作用,并作了大量研究。
(1)灌木作为护坡植物主要的缺点是成本较高;早期生长慢,植被覆盖度低,对早期的土壤侵蚀防止效果不佳。但是可以通过与草本植物混播,草本植物早期迅速覆盖地面防止土壤侵蚀,后期由灌木发挥作用的方式解决。
(2)藤本植物主要应用于坚硬岩石边坡或土石混合边坡的垂直绿化,垂直绿化是公路边坡生态防护的特殊形式。用藤本植物进行垂直绿化的好处是投资少,用地少,美化效果好,缺点是由于边坡一般较长,藤本植物完全覆盖坡面的时间长。
4.2 草本植物的选择
根据公路边坡的特点和边坡种植的目的,边坡生态防护的植物一般应满足以下要求 :
(1)适应当地气候,抗旱性强;
(2)根系发达、扩展性强;
(3)耐瘠薄、耐粗放管理;
(4)种子丰富,发芽力强,容易更新;
(5)绿期长,多年生;
(6)育苗容易并能大量繁殖;
(7)播种栽植的时期较长。
相应植被防护方式的选择应结合路基边坡的类型、潜在病害种类、当地气候环境条件、植被种类予以综合考虑确定。
5植草工艺
在公路环保方面,我国植草护坡技术经过多年的发展与研究,产生了许多成功的施工技术,在此重点介绍以下几种。
5.1 液压喷播技术
液压喷播是由美国、日本等一些国家研制出的一种新型的植被护坡技术。
5.1.1液压喷播技术的施工方法
液压喷播技术又称水力播种法,采用专门的喷播设备施工。施工时将种子、土壤稳定剂、肥料、覆盖料、添加剂和水等材料按一定的配比加入到喷播机内,充分搅拌混合,然后用喷枪将混合物均匀喷射到土壤表面。通常,喷播2 h后,混合物在土壤表面形成一层膜状结构。为能更有效地防止雨水冲刷,还需加铺一层无纺布。
5.1.2液压喷播技术的优点
(1)由于采用了覆盖料、土壤稳定剂和专用肥料等,它能在没有表土的地段即底土上直接建立植被,不必覆盖或更换表土。因此适用范围广,不仅能够在土质较好的地段如路堤建立很好的植被,而且能够在路堑、碎石斜坡等贫瘠地带应用。
(2)对土壤平整度没有要求。
(3)覆盖料和土壤稳定剂的共同作用能够有效防止雨水冲刷,避免种子流失,因此所建立的植被均匀整齐。
(4)施工效率高,每天每台可喷播上万m2。
(5)可以在人工种植方法难以实现的既高又陡的路堑上种植。
(6)在水分充足的条件下,一般 1周左右即可出苗,2个月植被可以完全覆盖坡面。
由于喷出的含有草种的黏性浑浊液,具有很强的附着力,喷射时不遗漏、不重复,可以均匀地将草种喷播到坡面上。在良好的保湿条件下,草种能迅速萌芽,快速发育成为新的草坪。因此在高速公路坡面绿化过程中使用较多。
5.2 三维植被网
三维植被网植草护坡是近年来新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用网材料是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,三维植被网是以热塑性树脂为原料,采用科学配方,经挤出、拉伸焊接、收缩等一系列工艺制成的两层或多层表面呈凸凹不平网袋状结构孔网。底层为一个高模量基础层,采用双向拉伸技术,具有一定的弹性和强度,可防止植被网变形,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用,随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与三维网就共同对边坡起到了长期防护、绿化作用,并能有效防止水土流失,。表层为一个起泡层,蓬松的网袋内有较大的容土空间,植草覆盖率较高。
5.2.1 三维植被网施工要点
(1)对边坡进行修整,使之尽可能平整;
(2)坡顶开挖宽、深各1 m的暗沟;贴地由上至下展开网材,其顶端固定于暗沟内,相邻材料搭接不小于10cm,并用U形钉固定;播洒草籽12g/m2;
(3)人工回填细砂质营养土,厚度不超过网高一半,再洒草种回填土满网轻压实整平;
(4)如气候干燥,采用草袋或无纺布覆盖并浇水养护,在植被发育期,每天浇水两次,养护期约为10d,植被生长成型,即可撤去草袋。
5.3 撒草籽、铺草皮
撒草籽、铺草皮护坡是一种传统边坡植物防护措施,适用于需要迅速得到防护的土质边坡,也用于风化极严重的岩石边坡。多用于草皮来源容易,边坡坡度不高,且坡度较缓的土质路堑和路堤边坡。其施工简单、造价低,草皮的铺装,可根据坡面冲刷情况、边坡坡度、坡面水流速度等具体条件,分别采用平铺 (平行于铺面铺装 )、水平叠铺 (平行于水平地面 )、垂直叠铺 (垂直于坡面 )、斜交叠铺 (与坡面垂直成一个小于 90°的角 )等形式。铺草皮具有即铺即绿的优点,但由于在草皮移植过程中,根系损伤较大,在新的环境中重新扎根之前,必须渡过一个休克期。在此期间要求始终保持湿润状态,若水分供给不足,会导致草皮死亡。由于草籽播撒不均匀,种草成活率低,草籽、草皮易被雨水冲走等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡整治、修复工程,同时大量的移植草皮易造成新的环境破坏和水土流失,使得该技术近年应用较少。
5.4 喷混植草技术
喷混植生护坡,全称“阶梯式植生带绿化工法”, 是一种将含草种、有机质、混凝土喷在岩石坡面上的边坡绿化方法。 该方法适宜于开挖后的岩石坡面的植被恢复,尤其对不宜进行植被恢复的恶劣的地质环境,如破碎岩、软岩及较硬的岩石,有比较好的效果。其核心是在岩质坡面上营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。由于喷混层敷设成网格状,植生带直接提供植物所需的水分和养分,所以经过一定时间的养护后,从有机质混凝土中长出的草就将覆盖整个坡面,很快达到植生绿化的目的。除上述方法外,还有一些其他工艺,如人工撒播、植生带、直接栽种苗草等。总之,在人们环保意识日益增强的今天,边坡绿化工程中,除坡面必需的工程防护外,在边坡较为稳定的基础上采用生物防护,必要时结合工程防护,不仅可以保证边坡的稳定、安全,同时又能最大程度的对周边环境进行恢复与保护。
5.5 土工格室植草护坡
土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良的土,然后在格室挂三维植被网进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪植物生长提供稳定、良好的生存环境。采用土工格室植草,可以使不毛之地的边坡充分绿化,带孔的格室还可以增加坡面的排水性能。
5.6 植生带护坡
植生带护坡是采用专用的机械设备,依据特定的生产工艺,把草种、肥料、保水剂等按一定的密度定植在可以自然降解的无纺布或其他材料上,并经过机器的滚压和针刺的复合定位工序,形成一定规格的产品。植生带建植草坪,是草坪建设中的一项新技术,目前,植生带已广泛应用于各类边坡绿化中。
结论:植被防护是在路基边坡工程中的一种新型技术,可实现工程建设与环境保护相协调的目的。植被防护技术已在高速公路中广泛应用,但是植被护坡在开始的作用较小,随着植物生长、强度的增加,对坡面的稳定性、生态防护作用越来越明显,但植被根系的延伸使土体产生裂隙,增加了土体的渗透率;而单纯的工程措施虽然能在早期对坡面的不稳定性和侵蚀性有较好的效果,但随着时间的推移,效果越来越差。因此,工程措施与植被护坡技术相结合可以有效地发挥稳定边坡和美化环境功能,实现高速公路坡面的稳定性和景观效果的可持续性。工程防护是植被防护的基础,两类防护形式是相互支持相互渗透的,只有将两者有机结合,才能起到永久防护美观耐用的目的。
参考文献
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1 前言
山区道路的防护意义十分重大,由于交通事业的发展以及交通荷载的急剧增加,公路边坡的防护就显得更为重要。本文结合山区道路的地形、地貌和地质条件,根据有关规范和参考许多边坡防护的经验,为了满足 公路的防护,提出了护面墙、浆砌片石护坡、挂网锚喷防护、植被砼防护、框架肋梁防护等防护形式及技术要求,介绍了此类防护的施工方法及其施工注意事项,给出了使用评价结果,并据此提出了山区公路边坡的防护形式、技术要求及防护功效。
2 工程简介
某二级公路出现多处较大塌方段边坡,最大坡高均在45 m左右,各段均出现不同程度的滑塌、崩落、掉石,局部地段有泥石流等不良地段灾害,使交通受到影响。
该公路经过地区,地形地貌复杂,属于低山丘陵区的一部分,沿河沿岸的丘陵穿行;区域为凝灰熔岩残积粘性土、碎块状强风化凝灰熔岩及中风化凝灰熔岩。
3 边坡防护设计
在山区修建公路不可避免地要大量开挖和填筑路基,形成大量的人工边坡,由于人工边坡内部原有的应力状态随着边坡形成过程中的变化而变化,引起应力的重分布和应力集中等效应,再加上部分边坡的由于长年雨水冲刷、风化等地质因素而不可避免地产生边坡失稳,形成不稳定的边坡。
边坡防护设计需根据公路等级、当地气候、水文、地质、地形条件及建筑材料分布情况,因地制宜,并与周围景观协调,达到防治路基病害、保证路基稳定、改善景观环境、保持生态平衡的目的,尽量做到技术可行、经济合理、安全可靠。
边坡防护加固措施主要分为两种形式:一类是边坡稳定无问题,仅对表面或局部出现的变形破坏采取工程防护措施;另一类是边坡可能潜在表面或浅层的失稳的边坡,清理各种不稳定因素,增强边坡稳定性,对可能失稳的边坡采取有效的措施进行防护治理。其主要治理原则是:综合排水、改善边坡的力学平衡条件,防止坡面继续风化与冲刷流失,综合采用植物防护、工程防护和综合防护等防护工程措施,以达到边坡稳定、排水畅通、绿化与生态环境相协调的目的。具体在某二级公路边坡防护工程设计中,根据路基开挖后的坡面地形地质情况和岩性特征,风化破碎情况及边坡高度,主要采用以下几种防护措施:护面墙、挡土墙;浆砌片石护坡、局部镶补;挂网锚喷砼;植被砼;框架肋梁及拱形分梯级挡土墙等单一或几种结合的工程防护形式。
3.1 护面墙
护面墙用于风化严重或易风化的软质岩、较破碎的挖方段和坡面易受侵蚀或有小型坍塌的土质边坡,这种防护方式可有效的提高边坡的稳定性,可降低边坡开挖高度,减少边坡挖方数量,节省造价,还有利于路容路貌整齐美观。护面墙有实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙等。
实体护面墙全部采用浆砌片、块石结构(如图1所示)。
(1)实体护面墙用于一般用于土质及破碎岩石边坡防护的第一台,某些段落可根据地质情况分设若干个台阶,高度一般为1~6 m,墙厚视墙身及周围地质情况确定,顶宽为60~100cm,底宽为顶宽+墙高的0.2~0.3倍;
(2)实体护面墙是在既有设计坡面上增设防护,背坡为1:n=1:(0.25~0.75),胸坡取1:m=1:(0.1~ 0.75):
(3)连续护面墙每隔10~15m 设一道伸缩缝,缝宽为2cm;
(4)沿墙高和纵向设置泄水孔,按上下左右梅花型布设,间距2~3 m,泄水孔孔径为10 cm,泄水孔后设置砂夹碎石或卵石过滤层;
(5)护面墙基础埋深按设计要求的地基承载力和地基处理情况确定,埋深一般不少于1m;
(6)护面墙石料抗压强度不少于30MPa,采用M7.5或M10砂浆砌筑;
(7)设置碎落台的边坡需在碎落台设置排水沟和碎落台防护,每隔20m~5Om设置排水急流槽;
(8)护面墙高度超过6m 的设置1.0m 宽防滑平台。
窗孔式护面墙和拱式护面墙一般采用混凝土、片石混凝土、浆砌片块石、卵(砾)石等材料做框格骨架,框格内采用植物防护或其它辅助防护措施(捶面或于砌片石),这种防护形式能有效地防止路基边破在坡面水冲刷下形成冲沟。防止坡体滑塌特别是针对残积~坡积层形成的边坡具有良好地防护作用,能稳定边坡,在第四段边坡防护中应用后效果十分明显。窗孔护面墙形式主要有:人字形、菱形及方形等。拱式护面墙用于下部岩石较完整而需要防护上部边坡者。
(1)适用条件:边坡比为1:0.5~1:1.5,一般边坡比为1:0.75~1:1.25效果更佳;
(2)护面肋或肋拱可采用C2O混凝土、C15片石混凝土、MU7.5浆砌片石;
(3)框架尺寸为10m×(10 m~15 m),格梁尺寸为1.0m×(O.4 m~1.0 m),框架内设拱肋,形式为人字形或拱形;
(4)根据边坡实际情况在框架肋梁内,设置加固锚杆,锚杆问距2.0 m,长3.0 m~5.0 m;
(5)在框架肋梁柱上设置急流槽与周围排水系统贯通,间距为20m~5Om,加强坡面的排水。
3.2 护坡
浆砌片石护坡一般适尉于易受水侵蚀的土质边坡,严重剥落的软质岩石边坡,强风化或较破碎岩石边坡,残坡积较厚而松散的边坡。 (如图2所示)。
(1)浆砌片石护坡一般采用等截面,厚度采用30cm,砂浆强度为M7.5;
(2)浆砌片石护坡可根据地质情况一般均为一坡到顶,部分较高地段边坡可设置分台阶,分台高度为8~10 m,每一台顶部设置2 m宽的碎落台,并设有纵横向排水系统。
3.3 挂网锚喷防护
挂网喷射砼防护用于坡面易风化,节理裂缝发育,坡面为破碎结构的岩石坡面,其主要原理是封闭边坡岩石裂缝、节理,阻止地表水浸入坡体内部,防止岩石继续风化增加边坡的稳定性和保护边坡不发生落石崩坍(如图3所示)。
(1)适用条件:岩石边坡,坡比在1:0.5~1:1;
(2)喷射砼强度等级为C20,厚度为5~1Ocm;
(3)挂钢筋网或成品铁丝网,并设置锚杆固定在岩石边坡上;
(4)锚杆采用中16~中32钢筋制作,锚杆间距一般为1~2 m,锚杆长度为2.5~5 m;
(5)喷射混凝土采用菱形或方形,伸缩缝间距一般为10m,两条伸缩缝的分角线垂直于路线走向;
(6)边坡有渗漏水或雨水集中地段设置排水管或泄水孔。
3.4 植被砼防护
植被砼防护是利用植被含水固土的原理稳定岩土边坡同时美化生态环境的一种新技术;它是植被防护和工程加固与防护的有机结合,建立既稳固又有生态效应的防护结构体系;其原理是封闭边坡岩石裂缝、节理面,同时也起到生态绿化的效果;它主要适用治理坡面易风化,节理裂隙发育的岩石边坡 这种防护方式在公路边坡防护中主要用于第一、二段边坡(如图4所示)。
(1)适用条件:岩石边坡较高、陡峭,坡比较大,一般为1:0.5~1:0.75;
(2)组成材料:锚杆(铆钉)、钢筋网(铁丝网)和基材混合物;
(3)绿化基材的主要作用是:提供植物生长的合理物理结构;保证坡面基材混合物的稳定,抵抗雨水的侵蚀;提供植物长期生长所需的平衡养分;保障植物生长的水分平衡;与植物共同作用,封闭坡面,防止坡面的风化剥落。
(4)施工程序:
① 先清理,平整坡面,有利于基材混合物和岩石坡面的自然结合,禁止出现反坡;
② 钻孔,按设计布置锚杆孔位,用风钻凿孔,钻SLSL眼方向与坡面垂直;
③ 安装锚杆,采用水泥药卷或水泥砂浆固定锚杆,填满孔眼并捣实;
④ 铺设、固定钢筋网(铁丝网),铺设时应张拉紧铁丝网。两相邻铁丝网用铁丝捆扎,铺设宽度不小于5m;
⑤ 拌和基材混合物,把绿化基材、纤维、种植土、腐植土、保水剂、缓释肥及混合植被种子按比例依次倒入混凝土搅拌机料斗搅拌,搅拌时间不少于1min;
⑥ 上料。采用人工上料方式,把拌和均匀的基材混合物倒人混凝土喷射机中;
⑦喷射基材混合物,尽可能从正面喷射,避免仰喷,凹凸部及死角要注意,基材混合物分两次喷射,首先喷射不含种子的基材混合物,再喷射含种子的基材混合物,厚度为2cm,保证喷射程度达到设计要求;
(5)养护管理:植被混凝土施工仅是完成该项工程的三分之一,主要是养护管理,为确保植被成活率,必须要及时对植被边坡进行有效的管理。前期采用雾状水洒向坡面,禁止高压射流水冲击基材混合物,每次洒水都必须按规定厚度浸透基材,不能图快一洒而过,避免在强烈阳光下洒水养护。
4.使用评价
边坡的防护是公路施工必不可少的一部分,保证边坡的稳定,采用综合治理措施,形成主体排水系统。结合植被、生态防护,防止雨水及大气因素对边坡面的冲刷和风化作用,从根本上解决边坡的稳定起到保证公路畅通的目的。某二级公路全长40km,全线边坡高度大多超过20m,由于省道公路资金紧张,大多数边坡都未进行任何有效地防护,造成多处滑塌,滚石危及行车安全,给人民的生命造成极大的威胁;现仅对病害较为严重的边坡进行了根治还不能起到真正的作用,通过对某二级公路边坡防护措施的探索,采用多种形式边坡防护的运用,能够使我们的管理者认识到边坡防护的重要性,通过某二级公路边坡防护的成功经验,能更好地全面地推动山区公路边坡防护工程的发展。
五.未来边坡防护与加固设计发展方向
现行的路基边坡设计在整个道路工程设计过程中受重视程度较低,究其原因,主要是在路线勘测设计阶段对工程地质条件了解不够充分,设计缺乏针对性,往往导致施工时边坡失稳,频繁变更设计,造成很大经济损失。反过来说,如果片面要求道路全线进行详细的工程地质勘察,同样也会由于路线长、工程地质条件好坏不一,增大很多投资,造成一些不必要的浪费,而且对地质资料的掌握仍然不容易满足设计要求。因此有必要调整边坡的设计思路。道路路基边坡加固与防护设计应遵循并行性、反馈性、智能性、绿色性的原则。