高速公路邊坡治理常用綠化技術及應用效果評價

徐杭，方立虎，李桂林，鄭進

（1.陽新縣公路養護服務中心，湖北 陽新 435200；2.湖北省鄂東南基礎工程有限公司，湖北 黃石 435000；3.礦區環境污染控制與修復湖北省重點實驗室，湖北 黃石 435003）

0 引言

隨著我國城市化進程的快速推進，高速公路作為一種重要的基礎設施和跨境公路運輸網絡，在促進區域協作、人員流動、物資運輸、產業調整及經濟文化交流等方面發揮著重要作用[1]。與普通公路相比，高速公路線路長、沿途需要穿過眾多山嶺重丘，建設過程中不可避免地對沿線自然景觀和生態系統造成一定程度的損毀，尤其是裸露的邊坡，存在崩塌落石、滑坡和泥石流等地質災害，如不及時修復治理，將對行車安全及司乘人員生命財產安全構成極大的威脅[2]。

邊坡坡面大多為裸露的土壤或巖石基質，存在固土性差、土層瘠薄、保水能力弱等不足，借助自然修復耗時長且效果不佳。人工綠化采用工程技術措施在高速公路兩側邊坡上植樹種草，因其具有快速恢復邊坡植被、減少水土流失、增強邊坡穩定性、美化環境、引導視線等多方面的優勢，成為高速公路邊坡生態修復的重要措施之一[3]。然而受邊坡坡度、邊坡類型、地理氣候條件等因素的影響，需要針對不同邊坡的特點設計差異化的綠化技術方案，以實現高速公路邊坡綠化生態效應的最大化[4]。

1 高速公路邊坡常用綠化技術方法

1.1 覆土綠化技術

覆土植樹綠化技術適用于坡度范圍0～30°、比較平緩穩定的土質邊坡、軟巖質邊坡或卵礫石邊坡。采用的工藝流程為邊坡整理、定點放線、挖種植穴、施有機肥、回填表土、起苗、栽種、養護管理。根據恢復邊坡的類型確定覆土土層厚度和植物種類，回填土層較?。?0cm以上）的種植草本、灌木等先鋒固土植物，回填土層較厚（90cm以上）的種植草本、灌木、喬木等綠化苗木[5]。覆土植樹綠化技術的優點是操作簡單、成本低、效果好，具有穩定邊坡和美化綠化的雙重效果；缺點是應用局限性大，不適用于坡度大于30°的陡坡。

1.2 高次團粒噴播綠化技術

高次團粒噴播綠化技術通過制備、噴播人工土壤實現邊坡綠化，適用于坡度在30～60°、經削方整形后的土質邊坡或巖質邊坡。工藝流程為：制備人工土壤→坡面整形→鋪網→釘網→第一次噴射人工土壤（不含植物種子）→第二次噴射人工土壤（含植物種子）→養護管理?！叭斯ね寥馈笔怯煽屯敛牧?、有機質、生物肥、植物種子等混配制成的營養豐富、保水性、透氣性和透水性兼備的特殊團粒結構。通過噴播或借助機械、人工作業的方式將人工土壤鋪設在坡壁掛網上，形成適合植物生長的種植土層，可為植物生長提供較好的立地條件。高次團粒噴播技術通常選用鄉土植物種子，其對本土生態環境適應性好，具有綠化快、固土效果好、作業安全、生態環保等優勢，但存在成本較高、技術工藝較復雜以及后期養護強度大等不足。

1.3 植被混凝土綠化技術

植被混凝土綠化技術是利用人工篩選的特定混凝土配方及與之配套的混合綠化植物種子配方，借助工程技術措施對巖石邊坡（混凝土）進行防護和綠化的新方法。其工藝流程為：坡面整治→鋪設安裝錨釘→鋪設安裝高強度土工網→配制植被混凝土→植被混凝土噴植→養護管理。此項技術適用于30～60°巖質邊坡的生態修復，其技術核心是對用于植被混凝土配方的混凝土綠化添加劑的篩選與應用。選擇合適的混凝土綠化添加劑不僅有助于提高護坡強度與抗沖刷能力，而且可以減少植被混凝土層的龜裂，改變植被混凝土的化學特性，為植物營造較好的生長環境。植被混凝土綠化技術被廣泛應用于高速公路護坡工程、生態恢復工程及沿線景觀園林綠化工程等。不足之處是植被混凝土耐雨水沖刷能力差，綠化植被配置方面更適宜選擇生長速度快的草本植物，不太適合喬灌木，而且使用的化學添加劑存在水土污染隱患。

1.4 飄臺覆土綠化技術

飄臺覆土綠化技術主要針對高陡巖石邊坡塊石（坡度大于75°）的生態修復。其工藝流程為；邊坡修整加固→特制鋼筋水泥預制槽板→鉆孔→構建植生槽→安裝植生槽→鋪填種植土或堆疊生態袋→種植爬藤類植物。該技術的保水保肥性能好，對表面平滑、硬度大、高陡、植物根系難以附著生長的巖質坡面綠化效果較好。但其施工難度大、工程造價高、安全風險較大，尤其是在鋼筋腐蝕、坡面風化嚴重等情況下，可能存在局部坍塌的安全隱患，加上飄臺數量受限且后期維護難度大、成本較高，難以獲得理想的邊坡綠化效果。

1.5 植生袋綠化技術

植生袋綠化技術適用于坡度在45～90°的各種穩定的巖質邊坡或土質邊坡的生態修復。此項技術利用預充填種植土的生態袋構筑擋土結構，借助錨桿將生態袋固定在陡坡上，使生態袋沿坡面自然下垂，植生袋彼此連接形成整體的柔性結構，采用噴播、混播、插播、壓播等方式對植生袋進行立面播種，植物根系通過這種懸掛于邊坡上的植生袋定植后，逐漸進入巖土基層，形成穩定的坡面植被。利用植生袋綠化技術可以在垂直的山崖或倒坡部位進行施工，并且不會因人工澆灌或降雨造成種子缺失或水土流失，同時具有運輸方便、重量輕、造價低、鋪設簡單的優勢，是高速公路邊坡綠化中重要的施工方法之一。但其后期維護難度大，綠化效果的持續性差，灌木及喬木植被保存率較低，比較適合栽種草本植被。

1.6 生態堆疊袋綠化技術

生態堆疊袋綠化技術適用于坡度小于30°的各種穩定性較好的巖質邊坡或土質邊坡，可以看作植生袋綠化技術的另一種應用方式，主要運用于邊坡加固、平緩坡面綠化、邊坡壓腳等生態修復工程，是高速公路坡面綠化的重要施工方法之一。其工藝流程為：修整坡面→坡底構筑基層→生態袋預置草種→向袋內裝填種植土→錨固生態袋→填土密實→養護管理。生態堆疊袋由雙面熨燙針刺無紡布加工而成，以聚酯纖維（PET）或者聚丙烯（PP）為原材料，具有裂口不延伸、無毒、使用壽命長的特點。

2 高速公路邊坡綠化技術評價方法

2.1 評價體系構建

從技術成熟度、技術應用難度、技術相宜性、技術效益等4個維度建立高速公路邊坡綠化技術評價體系（如圖1所示），具體如下：

圖1 高速公路邊坡綠化技術綜合評價體系

（1）技術成熟度由技術完整性和技術穩定性這2項評價指標構成，其中：技術完整性是指技術要素構成的完整程度；技術穩定性是指使用技術過程中穩定發揮功能的有效時間。

（2）技術應用難度包括技能水平需求層次、技術成本和施工難度這3項評價指標，其中：技能水平需求層次是指勞動力的學歷水平、匹配程度；技術成本是指技術研發投入或產品購置費用；施工難度是指施工安全風險。

（3）技術相宜性評價包括技術適用范圍和施工方式選擇這2項指標。

（4）技術效益評價包括邊坡穩定性、植被種類、林草覆蓋率和“三大效益”（生態效益、社會效益和經濟效益）等評價指標。

2.2 評價指標分級

根據圖1所示高速公路邊坡綠化技術評價體系中4個維度的二級評價指標進行分級，每個單項指標分為A、B、C、D共4級，對應的評價分值分別設為4分、3分、2分、1分。通過查閱文獻、影像資料或實地調研進行評分。評價指標及分級標準見表1。

表1 高速公路邊坡綠化技術評價指標及分級標準

2.3 技術評價

2.3.1 單項技術評價

根據表1的評價標準，對覆土綠化、高次團粒噴播、植被混凝土噴播、飄臺綠化、植生袋綠化、生態堆疊袋綠化等高速公路邊坡綠化單項技術定級評分，評價結果見表2。成熟度方面，覆土綠化技術和高次團粒噴播技術要素齊全，配置合理，技術穩定性高，植生袋綠化技術穩定性差；應用難度方面，覆土綠化技術和生態堆疊袋綠化技術施工難度最低，成本低，對技能水平要求低，飄臺綠化技術難度最大，高次團粒噴播綠化技術和植被混凝土噴播綠化技術次之；技術相宜性方面，植生袋綠化技術和飄臺綠化技術適用范圍較廣，適用于各種坡度的邊坡，覆土綠化技術和生態堆疊袋綠化技術適宜性最低，僅適合于低緩邊坡的綠化；從三大效益方面看，高次團粒噴播綠化技術最佳。

表2 高速公路邊坡綠化技術單項指標與綜合評分一覽表

2.3.2 綜合技術評價

從表2中各項技術的綜合得分和排名情況看，高次團粒噴播綠化技術得分最高，效果最好；覆土綠化技術和植被混凝土噴播綠化技術的得分分列第二和第三位，效果較好；植生袋綠化技術和飄臺綠化技術，效果一般；生態堆疊袋綠化技術得分最低，效果最差。但從適用范圍看，覆土綠化技術僅適用于緩坡地，主要用于邊坡馬道和底盤綠化，應用范圍較窄；飄臺綠化技術和植生袋綠化技術適用于高陡邊坡，應用范圍較廣；植被混凝土噴播綠化技術較高次團粒噴播綠化技術的適用范圍廣，適用于多種邊坡，但需要結合削方減載技術完成施工，存在工程造價高、施工難度大的不足。

3 高速公路邊坡綠化技術方案選擇

3.1 適用范圍

根據表2的評價結果，總結歸納出高速公路邊坡綠化技術的適用范圍，見表3。由表3可知，覆土綠化技術適用于坡度為0～30°的巖質邊坡和土質邊坡，適合栽種喬灌草型、灌草型、草本型植被；高次團粒噴播綠化技術適用于坡度為30～60°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡，適合栽種喬灌草型、灌草型、草本型植被；植被混凝土噴播綠化技術適用于坡度為30～60°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡，適合栽種灌草型、草本型植被；植生袋綠化技術適用于坡度為45～90°的土質邊坡和巖質邊坡，適合栽種灌草型、草本型植被；飄臺綠化技術適用于坡度為60～90°的巖質邊坡，適合栽種灌草型、藤類植物；生態堆疊袋綠化技術適用于坡度為0～45°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡，適合栽種灌草型、草本型植被。

表3 高速公路邊坡綠化技術的適用范圍

3.2 綠化技術選擇

由于邊坡的類型、施工難度和綠化目標不同，需要針對邊坡的差異性選擇不同的綠化技術，甚至需要多種綠化技術集成，才能完成特定邊坡的綠化工程[6]。高速公路邊坡綠化技術方案的選擇建議如表4所示：0～30°的土質邊坡和土石邊坡，可選用覆土綠化技術或生態堆疊袋綠化技術；30～60°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡，可選用高次團粒噴播綠化技術或高次團粒噴播綠化技術+植被混凝土噴播綠化技術；60～90°的巖質邊坡，可選用飄臺綠化技術或植生袋綠化技術。

表4 高速公路邊坡綠化技術方案的選擇建議

4 結語

高速公路邊坡綠化效果受邊坡坡度、邊坡類型、地理氣候條件和綠化方式等多種因素的影響，上述因素中唯有綠化方式可自行選擇。因此，在編制高速公路邊坡綠化技術方案時，選擇合適的綠化技術對于提升邊坡綠化效果尤為重要。

關于高速公路邊坡常用綠化技術綜合評價的研究結果表明：覆土綠化技術適用于坡度為0～30°的巖質邊坡和土質邊坡，高次團粒噴播綠化技術適用于坡度為30～60°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡，植被混凝土噴播綠化技術適用于坡度為30～60°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡，植生袋綠化技術適用于坡度為45～90°的土質邊坡和巖質邊坡，飄臺綠化技術適用于坡度為60～90°的巖質邊坡，生態堆疊袋綠化技術適用于坡度為0～45°的土質邊坡、土石邊坡和巖質邊坡。實際應用時，還需要根據邊坡類型、施工難度和綠化目標的差異，采用多種綠化技術集成，才能獲得理想的綠化效果。