边坡绿化施工方案(高陡边坡绿色生态综合防护技术)

一、内容概述

本研究成果是三峡库区二期地质灾害防治科研项目《三峡库区滑坡塌岸防治专题研究》专题三项目4的研究成果。

边坡生态防护是边坡防护和绿化工程的有机结合，涉及的领域十分广泛，必须是在以边坡防护稳定为前提的条件下进行植物绿化，一方面美化环境，另一方面通过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。边坡植被完全不同于一般的城市道路等其他的绿化工程，它是集岩石工程力学、环境生态学、土壤学、生物学、肥料学、园艺学等学科于一体的综合环保工程技术，是边坡生态恢复的一种有效手段。边坡生态防护不仅可以涵养水源，减少水土流失，而且还可以净化空气，保护生态，美化环境，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益，在我国越来越重视环境保护和人们生存质量的今天，生态防护已成了边坡防护的一种趋势，也是边坡工程中新的发展和研究方向。

本成果确立的绿色生态综合防护体系，包括了两种新型防护结构和在该结构体系中绿化植物品种及配方、耕种方法、种植土配方、植物长期生长维护技术等内容。两种新型防护结构具有良好的保土、保水、保肥、透气等性能，并且能与各种植物长期共生。

1.新型防护结构

（1）第一种新型防护结构

此结构是秸秆拼装框格，是将秸秆加工成板状构件，可以方便地装运，到施工现场后，不需任何加工，就可由工人拼装成护坡保土的框格，在每单元格的四个角施工固定锚杆，可将各单元格连成整体并与坡面岩土连成一体。该技术采用农民废弃的秸秆，变废为宝，本身就是一个环保工程。

技术特点如下：

1）秸秆拼装框格，可以单独在边坡使用，也可以在锚索（杆）框格内实施。但是，单独在边坡使用、作为护坡结构时，要求边坡基本稳定。

2）秸秆板安装角度，可根据边坡的坡度及土的自稳坡度进行调节，确保培土厚度在10cm以上。

3）秸秆板运输方便，成本较低。

4）秸秆作为边坡防护结构材料，到一定年限后可以自身降解，不存在二次污染问题。

该新型结构，经核算总成本约为33元/m2，可以说是一种低成本的能与绿色植被共生的新的高陡边坡防护工程结构；但也有其不足之处，就是施工时要求坡面在小面积内基本平整。

（2）第二种新型防护结构

此结构是锚杆土工网土工布人造平台。主要材料有：系统锚杆，固土锚杆，单向土工格栅，土工布，水泥。系统锚杆主要起护坡作用，其采用的锚杆大小、深度和间距要依据边坡的滑移推力进行计算而得；固土锚杆主要起固土作用，其间距可根据边坡的角度改变，以利于保土保水。

施工工序是：坡面清理→锚杆施工→裁剪单向土工格栅→捆扎单向土工格栅→剪单土工布→捆扎土工布→培土→种草（灌木）→养护。

技术特点：该新型结构，可以单独在边坡使用，也可以在锚索（杆）框格内实施。边坡推力过大时，还需桩、墙、锚、格构等工程措施。该新型结构，经核算总成本约为37元/m2，成本比秸秆框格略高，但施工方便，不受坡面平整度限制，可以用在坡面忽高忽低的边坡上。

这两种新型防护结构具有新颖、实用和低成本的特征。

2.植物配方等选择

4种植物配方分为冷季型配方和热季型配方，可以满足不同季节的栽种需求，适合在三峡库区高陡边坡上生长。土壤为当地两种较多的红土和黄土，营养添加剂有污泥和复合肥两种。污泥来自当地城市污水处理厂，与底土按1∶4体积比混合。复合肥采用一般的农用复合肥，在播种前将其撒入土中，使用量为250～300g/m2。

通过对不同基质、不同植物、不同覆盖度的盆栽植草的人工模拟降水冲刷试验、土样固结快剪试验、土壤无侧限抗压试验等实验，取得了相关数据，为改善和治理边坡、增强其稳定性提供了科学依据。根据对植物根对边坡稳定性作用的研究认为，植物的深根具有锚固作用，植物浅根具有加筋作用，植物根系网还可起到“改变”边坡材质的作用，这些都能增强边坡的稳定性，而施加污泥、选择混合植物配方进行绿化，都可达到这一点；根据植物覆盖作用对边坡稳定性的影响研究认为，植被可阻隔雨水，消耗雨滴的动能，从而削弱雨滴溅蚀。植被可抑制地表径流。

通过在三峡库区实地种植实验，对植物配方、种植基的性能以及与新型的边坡防护工程结构的融合效果进行了进一步的考察研究。结果表明：

1）实验所选的植物均能在三峡库区生长。但根据植物混播生长的效果来看，紫花苜蓿、弯叶画眉草与狗牙根最适合在该地区生长，尤其是紫花苜蓿草在各方面都表现出较强的优势；高羊茅次之，黑麦草不能越夏，香根草不宜在土层薄与缺水的高边坡上栽种；而结缕草、百喜草及小灌木，因发芽出苗速度太慢，在混播时生长会受到严重的影响。因此在今后的实际应用中，若要采用植物混播方案，可适当减小强势品种的比例，混播配方中的不同种类的植物各具特点，这样能使绿化植物总体适应能力及长期效果增强。

2）植物在不同的种植基上生长情况存在显著的差异。添加污泥的种植基上生长的植物，无论是植物发芽、成坪速度，还是长势以及耐旱、抗热抗寒等多方面的表现，均强于传统的添加复合肥的种植基组，大大优于对照组。

对于边坡的绿化植物，必须有一定的养护期，否则可能出现一年好、二年差、三年四年看不到的情况。只有在绿化植物改善土壤条件，而本地植物逐渐替代绿化植物，恢复边坡的稳定生态环境后，才能完全停止养护。

根据研究提出了生态恢复几步走的模式。因人工开挖的边坡，均为贫营养的基质，极不适合植物生长，因此靠自然恢复植被，需要花费很长时间（若干年），而且裸露的边坡极易被雨水冲刷侵蚀而垮塌。为了尽快覆盖裸露的边坡，首先形成有效的人工种植基质→人工种植植物→以植物养土、改良土壤、由生土形成适合当地植物生长的熟土→当地植物侵入（1～2年时间）→全面恢复本地天然植被状况。

通过大量的研究试验，结果表明：绿色生态综合防护体系将生态技术与工程措施有机地结合起来，既降低了高陡边坡生态防护的造价，又提高了防护的可靠性，很好地实现了灾害治理与环境保护的结合，具有事半功倍的效果。该成果在三峡库区的高陡边坡绿化防护中有着广阔应用前景。

二、应用范围和应用实例

应用范围：三峡库区及相似气候环境的边坡生态防护、边坡加固和边坡绿化。

应用实例：2004年4月至5月在重庆市奉节县吴家湾县医院住院部北侧高边坡进行了示范应用。效果如图1和图2所示。

图1 培土完成后情况

图2 种植草之后的边坡（播种7 个半月之后，已越夏）

三、成果转化方式

人员培训、技术转让和现场服务。

技术依托单位：中国地质科学院探矿工艺研究所

联系人：郭启锋

通讯地址：成都市郫县成都现代工业港北区港华路139号

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