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巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)

文檔作者：張家悅肖劍權(quán)濤文檔來源：四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃設(shè)計(jì)分院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月10日
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巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)
■張家悅，肖　劍，權(quán)　濤　■四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃設(shè)計(jì)分院，四川　德陽?。叮?８０００
摘　要：針對(duì)生態(tài)護(hù)坡理念的興起和生態(tài)治理技術(shù)的進(jìn)步更新，探討巖質(zhì)邊坡的
破壞機(jī)理及其生態(tài)防護(hù)機(jī)理，介紹巖質(zhì)邊坡治理成熟的技術(shù)手段、植被
邊坡現(xiàn)有的計(jì)算模型和計(jì)算方法。巖質(zhì)邊坡相對(duì)于土質(zhì)邊坡，坡度更
陡、缺乏植被生長的土壤條件，邊坡維護(hù)難度更大?？屯羾姴?、土工格
室、厚層基材等技術(shù)手段為巖質(zhì)邊坡的生態(tài)治理提供了有效的途徑，對(duì)
其生態(tài)環(huán)境的修復(fù)起到了積極的作用。
關(guān)鍵詞：巖質(zhì)邊坡　生態(tài)防護(hù)　客土噴播　土工格室　厚層基材
伴隨著山區(qū)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種工程建設(shè)項(xiàng)目不斷推進(jìn)。山區(qū)
高速公路、水利水電工程、市政建設(shè)形成了大量的裸露巖質(zhì)邊坡。邊坡
按組成物質(zhì)性質(zhì)可分為巖質(zhì)邊坡、土質(zhì)邊坡和巖土混合邊坡。巖質(zhì)邊
坡按坡體結(jié)構(gòu)分為順向坡、反向坡、橫向坡、斜向坡［１ ］。巖質(zhì)邊坡和土
質(zhì)邊坡有較大的差異。由于巖體自身物理力學(xué)性質(zhì)的緣故，自穩(wěn)能力
較土質(zhì)邊坡強(qiáng)，因而坡度通常更陡。另外巖質(zhì)邊坡保水性差且相對(duì)貧
瘠，難以提供植被生長必備的基質(zhì)條件。因此巖質(zhì)邊坡的生態(tài)治理技
術(shù)有較高的難度。巖質(zhì)邊坡通常是由山體開挖產(chǎn)生的，巖體長期裸露
會(huì)面臨強(qiáng)烈的風(fēng)化作用，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)就相當(dāng)于巖體的保護(hù)層，減弱風(fēng)
化作用，恢復(fù)其生態(tài)環(huán)境。
１ 　巖質(zhì)邊坡的特性及破壞形式
開挖形成的邊坡，山體中應(yīng)力將進(jìn)行調(diào)整。受自身結(jié)構(gòu)和巖土體
性質(zhì)因素的影響，可能無法滿足自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，而發(fā)生局部或者大面
積的邊坡失穩(wěn)問題。巖質(zhì)邊坡在降雨、融雪、凍脹以及其他形式的風(fēng)化
作用下，主要的破壞形式有落石型崩塌、滑坡型崩塌、流動(dòng)型崩塌
等［２］。
２　植被護(hù)坡機(jī)理
２．１ 　植被對(duì)邊坡的加固作用
研究表明，草本植物、灌木以及喬木的根系分布在土體的不同深
度，其根系從地表到深部由密變疏，根系直徑從細(xì)到粗。分布在土壤淺
層的草本植株根系，能夠提高土體的抗侵蝕能力及整體性。灌木根系
相對(duì)較為稀疏，但具有更大的直徑，植入土體的深度更大，喬木的根系
深度達(dá)到２ －１ ０ｍ，可以起到錨固作用。
２．２　植被防沖刷
植被的防沖刷是通過植物根系的固土功能和植物枝葉的覆蓋來實(shí)
現(xiàn)，植物根系互相交織，在土壤表層形成網(wǎng)狀根系，達(dá)到固土的作用。
植物的莖葉及落葉能攔截雨滴，減少雨水對(duì)坡面的直接沖擊，植物根系
在土壤中形成很多孔道，增加了土壤的透水性能，降低了坡面徑流的流
速，減輕了坡面徑流對(duì)坡面的直接沖刷。
２．３　植被對(duì)局部生態(tài)體系的恢復(fù)
裸露的邊坡，對(duì)脆弱的自然環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的破壞，巖質(zhì)邊坡環(huán)境惡
劣，生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)極為困難。人工的邊坡生態(tài)防治技術(shù)，有效地對(duì)自
然環(huán)境進(jìn)行了適度的修復(fù)，通過合理科學(xué)的養(yǎng)護(hù)措施，邊坡生態(tài)環(huán)境將
不斷恢復(fù)改觀，逐步形成以植物、動(dòng)物、微生物為一體的健全生態(tài)體系。
３　巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)
３．１ 　客土噴播植草技術(shù)
客土噴播植草技術(shù)護(hù)坡，是將保水劑、粘合劑、抗蒸騰劑、團(tuán)粒劑、
植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋復(fù)合肥等材料制成客土，經(jīng)過專用機(jī)械
攪拌后，采用菜式客土噴射機(jī)吹附到坡面上，形成客土層為厚度３—
５ｃｍ，然后將選好的種子同木纖維、粘合劑、保水劑、復(fù)合肥、緩釋營養(yǎng)液
經(jīng)過噴播機(jī)攪拌后噴附到坡面客土層中，可以達(dá)到護(hù)坡和恢復(fù)植被的
效果［４］。
３．２　三維土工網(wǎng)墊
三維土工網(wǎng)墊是一種新型土木工程材料，熱塑樹脂為材料，制作出
呈凹凸不平網(wǎng)包的層狀結(jié)構(gòu)孔網(wǎng)，是植草固土用的一種三維結(jié)構(gòu)的網(wǎng)
墊，質(zhì)地疏松、柔韌，土工網(wǎng)墊有９０％的空間可充填土壤、沙礫和細(xì)石，
植物根系可以穿過其間，舒適、整齊、均衡的生長，長成后的草皮使網(wǎng)
墊、草皮、泥土表面牢固地結(jié)合在一起，由于植物根系可深入地表以下
３５ ～４５ｃｍ，形成了一層堅(jiān)固的綠色復(fù)合保護(hù)層，可應(yīng)用于巖質(zhì)邊坡、土
質(zhì)邊坡和巖土混合邊坡的防護(hù)。
３．３　土工格室
土工格室是一種三維網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)，材質(zhì)輕、耐磨損，化學(xué)性能穩(wěn)
定、耐光氧老化、耐酸堿，適用于不同土壤與沙漠等土質(zhì)條件，施工時(shí)張
拉成網(wǎng)狀，填入較好的客土，使之形成具有強(qiáng)大側(cè)向限制和大剛度的整
體結(jié)構(gòu)，防止水土的流失，有利于植被的生長，達(dá)到固土護(hù)坡的功能。
４　植被固坡作用計(jì)算模型
目前植物固坡分析方法主要有力學(xué)模型－理論分析方法和實(shí)驗(yàn)－
理論分析方法。力學(xué)模型－理論分析方法分為Ｗａｌｄｒｏｎ 的受力平衡模
型，ＲＵＳＡＬ 模型，ＷＥＰＰ 模型等，力學(xué)模型－理論分析方法在建模時(shí)對(duì)
模型進(jìn)行了假設(shè)，不能真實(shí)反映植物加固邊坡的機(jī)理；實(shí)驗(yàn)－理論分析
方法只是對(duì)部分或局部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，并不能全面反映真實(shí)情
況，為達(dá)到較高的分析計(jì)算結(jié)果，現(xiàn)在很多都采用有限元法進(jìn)行計(jì)算，
通過模擬植物和邊坡的聯(lián)系來分析植物與邊坡內(nèi)應(yīng)力分布，是一種很
好的數(shù)值計(jì)算方法。
５　生態(tài)護(hù)坡的討論
目前的巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)，還沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的完全修
復(fù)，動(dòng)、植物、微生物的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)沒有充分形成，這將帶來較高的養(yǎng)
護(hù)費(fèi)用，增大工程成本。護(hù)坡工程與植物學(xué)、微生物學(xué)的交叉，學(xué)科之
間的碰撞，需要深入研究，并在工程實(shí)踐中進(jìn)一步完善。建立生態(tài)護(hù)坡
的自循環(huán)系統(tǒng)，是生態(tài)護(hù)坡未來的研究和發(fā)展方向。
對(duì)于植被的固土能力，尚缺乏定量的計(jì)算結(jié)果，致使護(hù)坡工程的精
準(zhǔn)設(shè)計(jì)成為難題。提出滿足各種條件下的實(shí)際模型，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，
需要開展大量的試驗(yàn)研究工作，經(jīng)工程實(shí)踐的檢驗(yàn)后，方能建立起更為
合理的計(jì)算模型。
６　結(jié)束語
生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的固坡機(jī)理研究，無論是從力學(xué)方面還是土壤植被
角度，已取得了不錯(cuò)的成果。基于生態(tài)修復(fù)的理念，結(jié)合傳統(tǒng)護(hù)坡的成
熟技術(shù)，現(xiàn)在工程界已經(jīng)產(chǎn)生了比較成功的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。這些技術(shù)
在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了良好的成效，雖然暫不能完
全取代傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)，但卻是邊坡治理理念方法上的重大變革和創(chuàng)新，
所以希望能夠大力推廣，同時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，為邊坡治理提供良好對(duì)策。
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