高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究

分类号：U416.1学校代码：10410密级：公开学号：1212011030硕士学位论文高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究StudyonrapidandlastingecologicalrestorationtechnologyofExpresswaycuttingslope申请人：李军指导教师：杜天真教授校外指导教师：韩荣沛学位种类：农业推广硕士专业领域：林业所在院（所）：园林院论文提交日期：2018年4月8日 独创性声明本人声明，所呈交的学位论文，是在指导教师指导下，通过我的努力取得的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已经作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果，也不包含在江西农业大学或其它教育机构获得学位或证书而使用过的材料。与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如被查有严重侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。学位论文作者亲笔签名：日期：论文使用授权的说明本人完全了解江西农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密，在年后解密可适用本授权书。□不保秘,本学位论文属于不保密。□（请在方框内打“√”）学位论文作者亲笔签名：日期：指导教师亲笔签名：日期： 目录目录摘要.................................................................................................................IABSTRACT..........................................................................................................II1.绪论..........................................................................................................11.1研究目的和意义........................................................................................................11.1.1研究的目的............................................................................................................21.1.2研究的意义............................................................................................................21.2国内外研究现状........................................................................................................21.2.1国外研究现状........................................................................................................31.2.2国内研究现状........................................................................................................41.3研究的内容和方法....................................................................................................51.3.1研究内容................................................................................................................51.3.2研究方法................................................................................................................52.一般路堑边坡常用生态恢复技术简介和注意事项.................................72.1直接喷播植草灌........................................................................................................72.1.1适用范围................................................................................................................72.1.2施工工艺流程........................................................................................................72.1.3关键工序控制要点................................................................................................72.1.4注意事项................................................................................................................82.2挂三维网网客土喷播植草灌....................................................................................92.2.1适用范围................................................................................................................92.2.2施工工艺流程........................................................................................................92.2.3关键工序控制要点................................................................................................92.2.4注意事项..............................................................................................................102.3挂CF网客土喷播植草灌........................................................................................102.4打锚杆挂铁丝网喷有机基材植草灌......................................................................112.4.1适用范围..............................................................................................................112.4.2施工工艺流程......................................................................................................112.4.3关键工序控制要点..............................................................................................11i 目录2.4.4注意事项..............................................................................................................122.5框架梁内码砌土袋喷播植草灌..............................................................................132.5.1适用范围..............................................................................................................132.5.2施工工艺流程及质量控制要点..........................................................................132.5.3注意事项..............................................................................................................133.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及案例分析.......................153.1复合法......................................................................................................................153.1.1简介......................................................................................................................153.1.2成功案例..............................................................................................................173.2穴植法......................................................................................................................213.2.1简介....................................................................................................................213.2.2成功案例............................................................................................................213.3加强型喷基材植生法...............................................................................................233.3.1简介....................................................................................................................233.3.2成功案例............................................................................................................243.4垂直绿化法...............................................................................................................283.4.1简介....................................................................................................................283.4.2成功案例............................................................................................................284.确保草、灌、乔、花结合效果的施工控制要点...................................305.两步施工法简介........................................................................................316结论、展望与建议......................................................................................334.1结论..........................................................................................................................334.2展望..........................................................................................................................334.3建议..........................................................................................................................34参考文献..........................................................................................................35致谢............................................................................................................37ii 摘要摘要目前，国家领导人及各级政府职能机构对环境保护和人们赖以生存的生态环境的保护和修复越来越重视，2015年3月24日，习近平总书记主持召开的中央政治局会议，通过了《关于加快推进生态文明建设的意见》，正式把“坚持绿水青山就是金山银山”的理念写进中央文件，成为指导中国加快推进生态文明建设的重要指导思想。绿水青山就是金山银山的发展观，实现了发展理念的新提升，国家相关部门正在制定增收环境保护税，为保护和修复生态环境提供有力的保障。把各行各业在发展过程中务必保护和恢复好生态环境提到了一个更高的层面。由于高速公路路堑边坡岩质和坡比情况的复杂性，导致在边坡生态恢复技术选择上必须因地制宜，结合当地的气候特点和乡土植物情况进行生态恢复技术的选择。目前，对边坡生态恢复技术的相关研究还没有形成一个较为规范的统一的标准。根据多年来主持或参与高速公路绿化工程施工管理的经验，对高速公路路堑边坡生态恢复提出一些建议，供交通行业同仁讨论和参考。本文通过查阅国内外路堑边坡生态恢复相关文献资料，分析总结了一般常规路堑边坡（即坡比缓于1:0.75，低矮土质边坡或易风化的一般岩质边坡）、特殊路堑边坡（即坡比陡于1:0.75缓于1:0.5，不易风化的陡峭纯岩质边坡，且成片或凹凸幅度大的岩质边坡、坡比陡于1:0.5的垂直路堑边坡，甚至是倒坡）进行生态恢复后的固土护坡功能和增强行车景观效果。以基础理论与实战经验结合，进一步总结一般常规路堑边坡的主要生态恢复技术的适用范围、工艺流程质量控制关键点、以及注意事项；通过针对最难进行生态恢复的特殊路堑边坡，进行创新施工技术，如何快速地进行生态恢复的技术进行了介绍，主要涉及到复合法、穴植法、加强型喷基材植生法、垂直绿化法的概念、研究应用进展及研究现状，本文着重用实例对特殊路堑边坡如何快速进行生态恢复和取得明显成效的典型边坡进行分析总结、讨论和推广；总结分析了不同施工季节草、灌木、乔木、花的品种选择、搭配比例和播种方案。本文提出的一般常规路堑边坡采用的常用生态恢复技术和特殊路堑边坡采用的创新生态恢复技术，有利于快速地进行特殊边坡的生态恢复、提高高速公路生态恢复整体比例、为驾乘人员提供更加舒适的驾乘感受、为参加高速公路规划建设和管理的业主、设计、监理、施工单位的同仁们提供参考。关键词：高速公路；路堑边坡；快速持久；生态恢复技术I AbstractAbstractAtpresent,thestateleadersandgovernmentsatalllevelshavepaidmoreandmoreattentiontotheprotectionandrestorationoftheenvironmentalprotectionandtheecologicalenvironmentforwhichpeopledependonthem.InMarch24,2015,thegeneralsecretaryXiJinpingheldameetingoftheCentralPoliticalBureauandpassedtheopiniononspeedinguptheconstructionofecologicaltextandMing.Theconceptof"QingshanmountainisJinshanYinshan"iswrittenintothecentraldocument,whichhasbecomeanimportantguidingideologyforguidingChinatoacceleratetheconstructionofecologicalcivilization.ThegreenmountainisthedevelopmentconceptofJinshanYinshan,whichhasrealizedthenewpromotionoftheconceptofdevelopment.Therelevantdepartmentsofthestateareformulatingtheenvironmentalprotectiontaxforincreasingtheincometoprovideastrongguaranteefortheprotectionandrestorationoftheecologicalenvironment.Itisnecessarytoprotectandrestoretheecologicalenvironmentinallwalksoflifeinahigherlevel.Becauseofthecomplexityofrockqualityandsloperatioinhighwaycuttingslope,thechoiceofecologicalrestorationtechnologymustbeadaptedtolocalconditions,combinedwithlocalclimatecharacteristicsandlocalplantconditionstochoosetheecologicalrestorationtechnology.Atpresent,thereisnouniformstandardfortheresearchonthetechnologyofsloperestoration.Accordingtotheexperienceofhostingorparticipatingintheconstructionmanagementofexpresswaygreeningengineeringformanyyears,somesuggestionsontheecologicalrestorationofthehighwaycuttingslopeareputforwardforthediscussionandreferenceofthetransportationindustrycolleagues.Inthispaper,throughconsultingtheliteratureofecologicalrestorationofroadslopeathomeandabroad,thispaperanalysesandsummarizesthegeneralconventionalcuttingslopes(thatis,thesloperatioisslowto1:0.75,lowsoilslopeoreasyweatheredrockslope),andthespecialcuttingslope(thatis,thesteepslopeissteeptothe1:0.75,whichisslowto1:0.5,andisnoteasytoweathering.Ortherockslopewithlargeconcaveandconvex,theverticalcuttingslopewhichissteeptothe1:0.5,eventheinvertedslope.Basedonthecombinationofbasictheoryandpracticalexperience,theapplicationrangeofthemainecologicalrestorationtechniquesforgeneralconventionalcuttingslopes,thekeypointsofthequalitycontroloftheprocessflow,andthenoticesarefurthersummarized.Throughthespecialcuttingslopewhichisthemostdifficulttocarryouttheecologicalrestoration,theinnovativetechnologyiscarriedoutandtheecologicalrestorationiscarriedoutquickly.Thecomplextechnologyisintroduced,mainlyinvolvingtheconceptofcompoundmethod,holeplantingmethod,strengtheningtypesprayedsubstrateplantingmethod,verticalgreeningmethod,researchapplicationII Abstractprogressandresearchstatus.Inthispaper,anexampleisusedtoanalyzeandsummarizeanddiscussthetypicalslopeofhowtoquicklycarryoutecologicalrestorationandobtainobviouseffectonspecialcuttingslope.Andpromotion;summarizedandanalyzedtheselection,proportioningandseedingschemeofgrass,shrub,arborandflowerindifferentconstructionseasons.Thecommonecologicalrestorationtechniquesusedingeneralconventionalcuttingslopesandtheinnovativeecologicalrestorationtechniquesusedinspecialcuttingslopesareproposedinthispaper,whicharebeneficialtotherapidecologicalrestorationofspecialslopes,theimprovementoftheoverallproportionoftheecologicalrestorationoftheexpressway,themorecomfortabledrivingexperienceforthepassengersandthehighspeedpublicparticipation.Roadplanning,constructionandmanagementoftheowners,design,supervisionandconstructionunitscolleaguestoprovidereference.Keywords:highway;cuttingslope;fastandlasting;ecologicalrestorationtechnology.III 1.绪论1.绪论1.1研究目的和意义中国高速公路建设起步于1984年，最早开工的是沈大高速公路，最早竣工的是广佛高速公路，虽然起步较晚，但规划建设速度快，截止2018年3月，我国高速公路通车里程已达到13.6万公里，荣居世界第一，取得了世界瞩目的成就，但在建设中暴露出的问题也不可忽视。如过于追求规划、设计的技术指标和经济指标，对生态环境方面的考虑比较少[1](李武强，2005)。高速公路是以破坏生态环境为代价的一项现代化建设工程，随着国家经济的高速发展,各类基础设施的建设项目越来越多，“要想富先修路”，高速公路建设项目不断增加。在开山辟路的过程中,对环境保护和生态修复的力度和投入不够，造成大量原生态被破坏,形成大量裸露的岩石边坡，造成了严重的水土流失现象，从而加剧了生态系统的恶化[2](赵百磊，2014)。裸露岩石边坡缺土、缺水、缺肥，植物不能着床生长。如何更加高效、经济、节能、环保地进行高速公路岩质边坡生态恢复成为各级政府职能部门比较棘手的问题。随着国家经济的快速发展，社会的不断进步，国家领导人和各级政府职能部门，以及老百姓对生存环境要求越来越高，对发展经济建设和各类基础设施建设的生态恢复要求也就越来越高。所以高速公路不但要承担提供快速交通的功能，还要尽可能地避免和减少对生态环境的破坏，尽最大可能地进行建设后的生态恢复，给驾乘人员提供更加舒适、安全、生态、优美的驾乘环境。边坡生态恢复技术越来越受到国家相关职能部门的重视。但目前高速公路建设项目主要采用：社会投资（BOT）、政府和社会资本合作（“BOT+政府补助”或“BOT+政府股权合作”）、政府投资（政府还贷）、公共私营合作制（PPP）等等种投资模式组织实施。投资方基本均存在对开挖后的边坡生态恢复的重视力度和资金投入力度不够，导致高速公路边坡生态恢复存在以下问题：1）一般常规路堑边坡：以草为主，且草种较单一，导致“一年青、二年黄、更有甚者是三年死光光”；草、灌、乔、花、结合效果不明显；坡脚高大乔木对车辆行驶安全造成一定威胁（银合欢、刺槐等乔木）；多数生态恢复还只能实现基本的“绿化”效果，离“美化”还存在一定距离。2）特殊路堑边坡：露黄露网现象较多、水土流失较为严重。目前针对此类边坡有三种处理方式：一、不进行生态恢复；二、采用传统的生态恢复方式进行简单处理（厚层基材客土喷播技术），效果很差；三、在坡顶和坡脚栽植藤蔓植物，但多年来也不见明显效果。3）对边坡生态恢复效果侧重于固土护坡的基本防护功能，对提升驾乘人员驾乘舒适度方面不太在乎，难以营造出“车在路上行、人在画中游”的优美的行车环境。1 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究1.1.1研究的目的结合路堑边坡坡比、岩质情况，以及当地气候、水土情况，因地制宜地选择或创新适合当地情况的生态恢复技术，尽量多地采用当地乡土植物，“适时、适当、适量、科学、合理”地引进外来植物，快速地进行特殊路堑边坡的生态恢复、提高生态恢复比率、为驾乘人员提供更加舒适优美的驾乘环境，逐步实现生态恢复效果与当地原生态植物相和谐、高速公路与当地地形地貌、气候环境相和谐。1.1.2研究的意义路堑边坡生态恢复是高速公路绿化工程中最重要的一部分，其生态恢复的总体效果直接影响到人们对高速公路的总体评价。随着我国高速公路事业的快速发展，对生态恢复的要求也越来越高，仅仅满足路堑边坡“绿化”已不能适应公路发展的要求，最终要求达到“美化”。提高边坡生态恢复质量，不断优化和创新更科学、更合理的生态恢复技术具有积极的意义。无论哪种生态恢复技术，均需要给植物提供一个适宜生长的平台和环境,最终才能达到生态恢复效果。针对高速公路复杂多样的地质条件,研究对特殊路堑边坡生态恢复效果又快又好的植物品种和生态恢复技术，成为岩石边坡生态恢复技术的关键,特殊路堑边坡的生态恢复比率决定了一条高速公路生态恢复的整体水平。因此，开展对高速公路路堑边坡如何快速持久地进行生态恢复的研究是很有必要。1.2国内外研究现状近年来由于国内高速公路建设项目均采用各种投资模式组织实施。投资方基本均存在对开挖后的边坡生态恢复的重视力度和资金投入力度不够，多数以“基本能通过验收”为目的。因施工单位生态恢复项目单价越来越低、人工费和材料费越来越高，故在生态恢复技术研发和创新方面没有明显突破。但愿环境保护税开征之后，国家相关职能部门能加大环境保护的监管力度，让更多参与生态环境修复的企业和专业人员有一定的资金投入到研发和创新技术中去。通过科学合理地选择植物进行生态恢复实现生态护坡目的学科，是一门涉及自然科学和社会科学的边缘类学科，其形成一门独立的学科，还是近十几年的事情[3](周德培，2003）。国外一般把利用植被进行生态恢复护坡定义为：“单独使用活的植物或者与边坡圬工防护相结合，在坡面构建稳定的、可持续发展的生态群落来对坡面进行防护，阻止和减少边坡风化侵蚀和水的冲蚀，不断增强边坡的稳定性”。到目前为止，植被生态恢复还没有形成一个统一的术语，英文有Biotechnique>Bioengineering>SlopeBioengineeringProtection[4](谭少华，2004），也有称Vegetation或Revegetation等，国内也有植物护坡、边坡绿化、边坡生态恢复工程、边坡生态防护2 1.绪论之称。欧美发达国家对道路边坡生态修复具有很长发展历史。早期，这些国家采用树枝扦插、绿篱等措施防止边坡免受雨水侵蚀。在20世纪50年代，发明了液压喷播技术，80年代又推广使用三维植草技术，90年代起开始注重边坡绿化评价和管理[5](刘晓朋，2009）。1.2.1国外研究现状在欧美和日本等发达国家，生态环境保护和边坡生态环境恢复很早就被纳入到高速公路建设中，并及时全面展开了长期的实践和研究。美国从20世纪30〜40年代就开始了公路边坡生态恢复实践工作，于1936年在加利福尼亚州的AngelesCrest公路边坡防护中就采用了生态恢复技术，并使用多种机制奖励对公路生态恢复做出杰出贡献的团体。1965年，美国制定并颁布了《高速公路绿化技术标准》。同年日本也制定出了《日本干线公路环境保护法规》，日本又于1976年制定了《公路绿化技术基准》。前苏联相继于1975年制定了《公路建设和景观设计规范》[6](芦建国，2008），欧盟也针对公路硬性防护改为利用职务对边坡进行生态恢复防护工程制定了《景观设计标准》（LandscapeDesignStandards),加拿大也制定了《景观植树的建筑监理师手册》（ConstructionInspectorsHandbookforLandscapePlanting)和《景观设计和树木保护标准》（LandscapeDesignandTreePreservationStandards),新西兰制定了《公路景观设计指南》（GuidelinesforHighwayLandscape)等。随着边坡生态恢复技术的发展，国际上第一次以植被进行生态恢复护坡为主题的国际会议于1994年9月在英国牛津召开。日本的边坡生态恢复技术在国际上一直处于领先水平。第二次世界大战后日本很快就开始了的大规模的高速公路建设，为边坡生态恢复技术提供了大量的试验机会。从上世纪50年代初到70年代，日本的边坡生态恢复技术主要以吸取欧美国家技术并结合本国实情进行优化和探索适合本国的生态防护技术方法为主。于1951年川端勇研发出了以牧草类草种为代表的引进草种作为边坡生态恢复的新草种。又于1958年日本京都大学农学部研制出利用机械喷射种子的方法，并在高速公路建设中全面推广。于1960年从美国引进了液压喷播机(hydroseeder)，全面应用于高速公路边坡植被恢复，取得了良好的生态恢复效果。1964年，日本从美国采购喷射专用材料纤维，1965年就实现了该材料的国产化。经过几年时间的实践和研发，日本于1973年研发出适合岩质边坡生态防恢复的纤维土绿化工法（Fiber-soilGreeningMethod)，这是日本最早开发的厚层基材喷射方法。为弥补纤维土绿化方法在实际工程应用中的缺陷，1983年日本又开发出高次团粒SF绿化方法（SoilFlockGreeningmethod)。1987年6月在引进连续纤维土工法的基础上，结合本国的边坡生态恢复技术，研发出连续纤维土绿化工法（TG绿化工法）。纤维土绿化工法、高次团粒SF绿化工法和TG绿化工法是日本近20年来最常用的边坡生态恢复方法[7](李海3 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究芬，2006）。1.2.2国内研究现状我国高速公路建设始于上世纪九十年代末，上海至嘉定的高速公路于1988年10月建成通车，结束了我国大陆没有高速公路的时代。1990年9月，大陆第一次自主设计施工的沈大高速公路的建成通车，拉开了我国高速公路建设高潮的序幕。在高速公路建设初期，由于生态环境保护意识的薄弱以及边坡生态恢复经验的缺乏,对公路大部分路堑边坡采取了硬性防护（如浆砌片石、护面墙、挂网喷砼等）,虽然暂时起到了固土护坡的作用，但破坏了自然环境和生态平衡，且影响路域景观的美观性。随着可持续发展和生态环境保护要求的提供，人们开始重视高速公路边坡生态恢复防护的生态化，解决的方法也由传统的硬性防护向生态防护技术迈进[8（]戴方喜，2007）。我国在边坡生态恢复防护技术应用方面起步相对较晚。二十世纪九十年代以前，我国高速公路边坡生态恢复一般采用一些比较简单的植被恢复方法，例如：人工撒播草种、铺草皮、骨架植草、移栽乔灌等。我国开始研究边坡生态恢复之初以借鉴欧美和日本的植被恢复技术为主。李旭光等人介绍并引进了日本公路边坡生态恢复，促进了我国高速公路边坡生态恢复技术的发展[9]（李旭光，1995）。很快交通部公路科学研究院提出了“路域生态工程技术集成体系”这一理论，从技术应用设计、植被恢复技术、水土保持、效果评价等四个方面分析了我国边坡生态恢复技术存在的问题以及应对措施，提出强调各种生态恢复技术在时间与空间上的有机联合，包括了多种理论、技术、工艺方法在同一系统中发挥的作用，并且通过了一系列反复试验，在适合我国西部环境的边坡生态恢复技术集成体系方面取得了显著的成就。2000年西南交通大学土木学院周德培、张俊云等人在学习借鉴国外客土喷播技术的基础上研发出厚层基材喷射植被护坡技术，于2003年出版了我国第一部系统介绍边坡生态恢复技术的专著——《植被护坡工程技术》，书中详细介绍了国内外边坡生态恢复技术的发展及技术应用过程，促进了我国边坡生态恢复技术的发展和进步[3](周德培，2003）。2007年周保钢提出了边坡生态恢复的原则和流程，从工程设计、施工、养护各个阶段进行了边坡生态恢复的监管、监测，追求达到最好的生态防护效果[10](周保钢，2007)。近年来，在边坡防护的理念上发生了较大转变：以引进外来植物为主，转变到以乡土植物为主。单一种草，演变到草灌结合、灌木［4］为主、草本为辅（谭少华2004）。只强调短期效果，演变到长短期并重。在高速公路边坡生态恢复方面主要通过引进国外先进技术，并且结合了我国高速公路等级、水文气候、岩质类型、地形地貌等情况，优化并研发了适合我国本土的边坡生态恢复技术。边坡生态恢复比较有代表性是欧美和日本。美国生态恢复基本特点是“自然化”，追求边坡与周围环境最大限度的协调，体现当地自然景观特色。美国的公路边坡恢复原则可概括为“自然为主，人工为辅”，将边坡生态恢复的效果评价作4 1.绪论为整条高速公路的一部分来进行，注重整体生态环境效益与景观绿化效果。日本的公路生态恢复特点是“精细化”，生态恢复形式侧重于对路堑坡面生态恢复进行基础研究与开发应用[11](李媛媛，2009)。目前，国内高速公路路堑边坡生态防护的方式种类繁多，从形式上可以分为生态防护、工程防护、组合防护（工程防护和生态防护结合）。目前，生态恢复的主要施工技术有：直接喷播植草灌、挂三维网客土喷播植草灌、挂CF网客土喷播植草灌、框架梁内码砌植生袋植草灌、挂铁丝网喷有机基材植草灌（分湿喷法和干喷法）等在国内都被广泛应用。已有不少文章对各种边坡防护技术的特点适用范围做出系统阐述［12－16］。一般常规路堑边坡采用现有生态恢复技术基本能实现预期效果边坡，但对于特殊路堑边坡来说，地形条件相对复杂，高陡岩质边坡多，基本且较多边坡采用了圬工结构[17]（李建伟，2007），国内研究学者研究基本集中在一般常规路堑边坡的生态恢复方面，对于特殊路堑边坡的生态恢复的研究还比较少。1.3研究的内容和方法1.3.1研究内容一般常规路堑边坡采用直接喷播植草灌、挂三维网客土喷播植草灌、挂CF网客土喷播植草灌、打锚杆挂铁丝网喷有机基材植草灌、框架梁内码砌土袋喷播植草灌等生态恢复技术的适用范围和工艺流程质量控制关键点；特殊路堑边坡如何快速地进行生态恢复的技术进行了介绍和探讨，主要涉及到复合法、穴植法、加强型喷基材植生法的概念、研究应用进展及取得明显成效的典型边坡进行分析总结、讨论和推广；总结分析了草、灌木、乔木、草花的搭配比例和播种方案（两步施工法）。1.3.2研究方法通过阅读文献，掌握公路边坡生态恢复的基本理论和相关技术，以本人从2002年3月至今一直从事高速公路绿化工程施工和管理的实战经验为依托，在工作中持续关注国内外在边坡生态恢复方面的最新动态、不断深入学习生态恢复基本理论知识、结合现场实际情况的基础上，分析边坡生态恢复技术及其适应性，通过先后参与或主持四川成都至南充高速公路、四川绵阳至广元高速公路、安徽庐江至铜陵高速公路、安徽铜陵至汤口高速公路、四川攀枝花至云南田房高速公路、重庆水界至武隆高速公路、四川广元至巴中高速公路、陕西小河至安康高速公路、江西鹰潭至瑞金高速公路、四川成都至仁寿高速公路、成都至安岳至重庆高速公路、成都第二绕城高速公路、四川遂宁至西充高速公路、四川遂宁至广安高速公路、四川巴中至广安至重庆高速公路、四川内江至威远至荣昌高速公路、四川自贡至隆昌高速公路、5 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究四川宜宾至叙永高速公路、贵州江津至习水至古蔺高速公路、四川营山至达州高速公路等20条高速公路的路堑边坡边坡绿化工程。在施工、养护和缺陷修复过程中不断总结一般路堑边坡采用常规生态恢复技术在如何提高生态恢复的景观绿化效果的实战经验，对特殊路堑边坡在工作中不断对施工方案进行优化和创新。6 2.一般路堑边坡常用生态恢复技术简介和注意事项2.一般路堑边坡常用生态恢复技术简介和注意事项所有用于路堑边坡的绿化用土应采用公路施工前剥离并保留的表土或适合植物生长、肥力较高的熟土、耕作土或森林腐殖质土[18]。边坡生态恢复的主要作用：固土护坡、生态环保、丰富景观[19]。1)固土护坡功能：初期通过地被植物的迅速覆盖避免继续风化和坡面直接被雨水冲刷，减低水土流失。后期乔灌木的根系会越来越发达，逐渐恢复到原生态的状态，恢复遭破坏的植被，增强边坡稳定性。2)生态环保功能：采用植物对高速公路建设中形成的数裸露岩石边坡进行生态恢复，最终能与当地乡土植物和周边环境相协调，实现原生态的生态环保功能。3)景观功能：高速公路路堑边坡处于驾乘过程可视面的关键位置，对驾乘人员的视觉影响很大。因此，高速公路边坡生态恢复效果是直接影响到整条高速公路的外观质量效果和行车舒适性。一般路堑边坡常用生态恢复技术有：直接喷播植草灌、挂三维网喷播植草灌、挂CF网喷播植草灌、打锚杆挂铁丝网喷有机基材植草灌、框架梁内码砌植生袋喷播植草灌。2.1直接喷播植草灌2.1.1适用范围坡比小于或等于1：1，且不易被雨水冲刷的土质路堑边坡或风化程度高的土夹石边坡。2.1.2施工工艺流程坡面平整及清理→草灌种子浸泡和消毒处理→配备喷播材料→液压喷播→盖无纺布→养护。2.1.3关键工序控制要点1)坡面平整及清理按照”从上往下”的顺序将危石、建筑垃圾等清除，对影响坡面平整度和顺直度的凹凸部分进行处理。2)草灌种子浸泡和消毒处理将草灌种子用30多度的温水进行浸泡，适当加入高锰酸钾和多菌灵进行浸泡消毒催芽。让种子吸水后饱满充实，让种子的呼吸作用增强，然后就会结束休眠。7 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究浸泡的时间视种子的大小和外壳坚硬程度而定。浸泡时间可以由8小时（一个晚上）到一天不等。坚硬一点的种子可以久泡一点。3)配备喷播材料将草灌种子、粘合剂、保水剂、纸浆、肥料等严格按照设计要求对进行配合比确定，按照配比将所有配料倒入液压喷播植草机，加入适量水后进行现场搅拌，直至搅拌均匀。4)液压喷播将配备好的喷播材料均匀搅拌成的粘性浆体，根据设备的位置、喷播地点高度、混合料情况，调节输送泵压力、出风量，确保混合料能均匀地喷射。5)盖无纺布喷播结束后，在确保安全的前提下，应尽快完成盖无纺布的工序。将无纺布从坡地往坡脚平整覆盖，两端预留长度30-40cm无纺布，用于固定无纺布两端。每一幅无纺布之间要进行重叠，重叠宽度控制在8-10cm然后用竹签或U型钉进行固定，间距不超过100cm。根据草灌木的生长情况和气候情况，适时拆除无纺布。无纺布撤除后，立即进行回收，不得随处乱扔，做好文明施工。6)养护管理完工1周内的养护：由于表面抗冲刷能力差，雨天应做好防冲刷措施（用薄膜覆盖），在喷播材料在坡面上未完全凝固之前，浇水养护作业人员只能用雾状喷枪进行喷水，并且要注意调整好喷枪与坡面的距离和方向，行车自然下雨的感觉，水车驾驶员注意出水量和行车速度，浇水人员和驾驶员要密切配合，避免冲刷坡面。浇水频率根据天气情况，以保证土壤基本处于湿润状态为原则。完工1周后1个月内的养护：种子前期养护期考虑到季节和天气变化的因素，一般控制在30天左右，发芽期10-15天内,浇水渗透深度控制在2-3cm左右，洒水车行车速度控制在10-15公里/小时，幼苗期洒水车行车速度控制在8-10公里/小时。养护的主要任务是浇水，浇水频率根据天气情况，以保证土壤基本处于湿润状态为原则，避免在高温和烈日下进行浇水养护，因为高温干旱季节，种子幼芽及幼苗容易被地面高温和水的汇合形成的水蒸气烫伤。完工1个月后：根据天气情况，随时检查草灌木生长情况。根据其生长势和气温情况进行适当补充水分。45天后可以靠自然雨水养护，或根据天气情况每月喷水2次，并追肥，促进草灌快速生长，提高覆盖率。在养护期中应注意病虫害的防治。2.1.4注意事项1)草灌比例严格按照设计要求进行配比。2)冬季施工时，务必把无纺布覆盖严实。3)特别加强前期（施工完30天）的养护，以提高发芽率和成坪率。8 2.一般路堑边坡常用生态恢复技术简介和注意事项2.2挂三维网网客土喷播植草灌2.2.1适用范围坡比不陡于1:1的低液限粘土路路堑边坡，或者砂砾石路堑边坡以及坡比不陡于1:1的泥岩及砂泥岩互层路堑边坡。2.2.2施工工艺流程坡面平整及清理→铺设和固定三维网→覆种植土→草灌种子浸泡和消毒处理→配备喷播材料→液压喷播→盖无纺布→养护。2.2.3关键工序控制要点1)坡面平整及清理按照”从上往下”的顺序将危石、浮石、浮土、建筑垃圾等清除，对影响坡面平整度和顺直度的凹凸部分进行处理，使其有利于基材和岩石表面的紧密给合。2)铺设和固定三维网将网沿竖向在坡面上铺开，网与网搭接宽度不得少于10cm，然后用U形钉、钢钉固定，并注意不得使网与坡面紧贴，不形成“空鼓”。在坡顶外，三维网应伸出坡顶20㎝，将网埋入反压槽下，在坡底，也应有20㎝的三维网埋置于碎落台。3)覆种植土将过筛后的细种植土进行散撒，以覆盖网包，要求浇水沉降后再覆土，如此反复至网包内充满并覆盖网1-3cm不露出网色为最佳。4)草灌种子浸泡和消毒处理将草灌种子用30多度的温水进行浸泡，适当加入高锰酸钾和多菌灵进行浸泡消毒催芽。让种子吸水后饱满充实，让种子的呼吸作用增强，然后就会结束休眠。浸泡的时间视种子的大小和外壳坚硬程度而定。浸泡时间可以由8小时（一个晚上）到一天不等。坚硬一点的种子可以久泡一点。7)配备喷播材料将草灌种子、粘合剂、保水剂、纸浆、肥料等严格按照设计要求对进行配合比确定，按照配比将所有配料倒入液压喷播植草机，加入适量水后进行现场搅拌，直至搅拌均匀。8)液压喷播将配备好的喷播材料均匀搅拌成的粘性浆体，根据设备的位置、喷播地点高度、混合料情况，调节输送泵压力、出风量，确保混合料能均匀地喷射。9)盖无纺布喷播结束后，在确保安全的前提下，应尽快完成盖无纺布的工序。将无纺布从9 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究坡地往坡脚平整覆盖，两端预留长度30-40cm无纺布，用于固定无纺布两端。每一幅无纺布之间要进行重叠，重叠宽度控制在8-10cm然后用竹签或U型钉进行固定，间距不超过100cm。根据草灌木的生长情况和气候情况，适时拆除无纺布。无纺布撤除后，立即进行回收，不得随处乱扔，做好文明施工。10)养护管理完工1周内的养护：由于表面抗冲刷能力差，雨天应做好防冲刷措施（用薄膜覆盖），在喷播材料在坡面上未完全凝固之前，浇水养护作业人员只能用雾状喷枪进行喷水，并且要注意调整好喷枪与坡面的距离和方向，行车自然下雨的感觉，水车驾驶员注意出水量和行车速度，浇水人员和驾驶员要密切配合，避免冲刷坡面。浇水频率根据天气情况，以保证土壤基本处于湿润状态为原则。完工1周后1个月内的养护：种子前期养护期考虑到季节和天气变化的因素，一般控制在30天左右，发芽期10-15天内,浇水渗透深度控制在2-3cm左右，洒水车行车速度控制在10-15公里/小时，幼苗期洒水车行车速度控制在8-10公里/小时。养护的主要任务是浇水，浇水频率根据天气情况，以保证土壤基本处于湿润状态为原则，避免在高温和烈日下进行浇水养护，因为高温干旱季节，种子幼芽及幼苗容易被地面高温和水的汇合形成的水蒸气烫伤。完工1个月后：根据天气情况，随时检查草灌木生长情况。根据其生长势和气温情况进行适当补充水分。45天后可以靠自然雨水养护，或根据天气情况每月喷水2次，并追肥，促进草灌快速生长，提高覆盖率。在养护期中应注意病虫害的防治。2.2.4注意事项1)三维网一定要牢固地固定在坡面上，以免基层滑塌。2)覆土厚度尽可能厚。3)草灌比例严格按照设计要求进行配比。4)冬季施工时，务必把无纺布覆盖严实。5)特别加强前期（施工完30天）的养护，以提高发芽率和成坪率。2.3挂CF网客土喷播植草灌此方案和挂CF网客土喷播植草灌的工艺流程和施工控制的均一样，只是将主材三维网换成更加环保的CF网，这里就不再熬述。CF网就是椰网，又称椰纤维网，用100%的椰子纤维做成的网状结构。10 2.一般路堑边坡常用生态恢复技术简介和注意事项2.4打锚杆挂铁丝网喷有机基材植草灌2.4.1适用范围边坡整体稳定，坡比不陡于1:0.75，以泥岩为主的砂泥岩互层边坡（易风化）。2.4.2施工工艺流程坡面平整及清理→打锚孔、制作安装锚杆→铺设和固定铁丝网→有机基材拌制、上料→种草灌种子浸泡和消毒处理→喷射有机基材→液压喷播种子层→盖无纺布→养护。2.4.3关键工序控制要点1)坡面平整及清理按照”从上往下”的顺序将危石、浮石、浮土、建筑垃圾等清除，对影响坡面平整度和顺直度的凹凸部分进行处理，对凸出或凹进坡面幅度较大的部位，进行应人工削平或采用浆砌片石或草茎泥（用稻草截断成长5-10cm后，和黄土、水等一起拌和）等予以嵌补，提高坡面平整度和顺直度，便于基材和岩石表面的紧密贴合。2)打锚孔、制作安装锚杆根据设计图纸对锚杆和锚孔的要求进行施工，用风钻打锚孔。锚杆的制作和安装除按照设计图纸要求外，还应根据现场情况进行适当加密布孔。用水泥砂浆灌注穴孔，固牢锚杆。3)铺设和固定铁丝网坡顶把锚杆加密加长，采用镀锌铁丝三绞节机编网，铁丝网挂入坡顶锚钉后应从上往下进行铺设拉紧至坡底，两幅网搭接宽度控制在5-8cm（不少于一个网孔距离），铁丝网用锚杆固定，三绞节机编网之间采用14＃-16＃铁丝捆扎连接。4)有机基材拌制、上料选用干燥种植土，采用粉碎机粉碎至粉细土状，并进行筛分以保证最大粒径小于10mm。对试验确认合格的营养土，采用粉碎机粉碎至粉细土状，粉碎后的营养土内按客土植生设计的要求比例掺入泥炭土、谷糠、锯末、水泥、PH缓解剂、有机长效肥、全效复合肥、保水剂、粘合剂后备用等，并搅拌均匀备用，搅拌后的基材应应具有保水、保肥、透气等特性，喷射后不得有剥离、流失、裂缝等现象，以利于草灌等生长。加工处理好的基材，在使用前加强保管，避免雨淋，防止受潮。使用时将配好的基材加入基材喷播设备，搅拌至用手抓混合料能成团，松开掉地能散开为度，物料随拌随喷，不宜放置太久。5)草灌种子浸泡和消毒处理11 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究将草灌种子用30多度的温水进行浸泡，适当加入高锰酸钾和多菌灵进行浸泡消毒催芽。让种子吸水后饱满充实，让种子的呼吸作用增强，然后就会结束休眠。浸泡的时间视种子的大小和外壳坚硬程度而定。浸泡时间可以由8小时（一个晚上）到一天不等。坚硬一点的种子可以久泡一点。6)喷射有机基材完成边坡打锚杆、挂铁丝网施工，经质量检验合格后，严格按有关技术规范和设计图纸的要求，采用专门机械喷射基材。喷射施工可分块实施，喷枪手应正对坡面沿上下左右各偏30°-45°范围内沿喷射路线实施喷射，并注意周边基材搭接。在喷射施工时，在坡面上每100㎡用钢筋设置一基材厚度指示桩标示喷射厚度，确保基材的厚度和均匀性。7)液压喷播种子层在完成基材喷射后，采用专用喷播植草机进行草灌种子喷播。8)盖无纺布喷播结束后，在确保安全的前提下，应尽快完成盖无纺布的工序。将无纺布从坡地往坡脚平整覆盖，两端预留长度30-40cm无纺布，用于固定无纺布两端。每一幅无纺布之间要进行重叠，重叠宽度控制在8-10cm然后用竹签或U型钉进行固定，间距不超过100cm。根据草灌木的生长情况和气候情况，适时拆除无纺布。无纺布撤除后，立即进行回收，不得随处乱扔，做好文明施工。9)养护管理完工1周内的养护：由于表面抗冲刷能力差，雨天应做好防冲刷措施（用薄膜覆盖），在喷播材料在坡面上未完全凝固之前，浇水养护作业人员只能用雾状喷枪进行喷水，并且要注意调整好喷枪与坡面的距离和方向，行车自然下雨的感觉，水车驾驶员注意出水量和行车速度，浇水人员和驾驶员要密切配合，避免冲刷坡面。浇水频率根据天气情况，以保证土壤基本处于湿润状态为原则。完工1周后1个月内的养护：种子前期养护期考虑到季节和天气变化的因素，一般控制在30天左右，发芽期10-15天内,浇水渗透深度控制在2-3cm左右，洒水车行车速度控制在10-15公里/小时，幼苗期洒水车行车速度控制在8-10公里/小时。养护的主要任务是浇水，浇水频率根据天气情况，以保证土壤基本处于湿润状态为原则，避免在高温和烈日下进行浇水养护，因为高温干旱季节，种子幼芽及幼苗容易被地面高温和水的汇合形成的水蒸气烫伤。完工1个月后：根据天气情况，随时检查草灌木生长情况。根据其生长势和气温情况进行适当补充水分。45天后可以靠自然雨水养护，或根据天气情况每月喷水2次，并追肥，促进草灌快速生长，提高覆盖率。在养护期中应注意病虫害的防治。2.4.4注意事项1)铁丝网一定要牢固地固定在坡面上，以免整体滑塌。12 2.一般路堑边坡常用生态恢复技术简介和注意事项2)基材搅拌要均匀，厚度要尽可能增加。3)草灌种子应根据品种不同调整浸泡时间。4)草灌比例严格按照设计要求进行配比。5)冬季施工时，务必把无纺布覆盖严实。6)特别加强前期（施工完30天）的养护，以提高发芽率和成坪率。上述生态恢复技术严格按照适用范围进行选择、加强过程关键工序的质量控制和养护管理，均能实现预期的生态恢复效果。但若应用于本文所指的特殊路堑边坡，通过实践证明：基本无法实现大面积的覆绿要求，更谈不上景观绿化效果。2.5框架梁内码砌土袋喷播植草灌2.5.1适用范围主要用于采取了硬性工程防护的锚杆、锚索框架梁边坡，对完工后坡面平整度要求高的场合。2.5.2施工工艺流程及质量控制要点坡面平整及清理→码砌土袋→土袋加固→后续工艺可以根据边坡实际情况和投资造价情况进行选择：点播草灌种子、直接喷播植草灌、打锚杆挂铁丝网喷有机基材植草灌。码砌土袋并加固后，其它工艺和要求和所选择的相应生态恢复技术的要求一样。1)码砌土袋和固定土袋：因框格梁内深浅不一、岩质情况也存在差异，务必根据框架梁内的具体情况适当增加土袋数量和加固，注意每一个土袋自身的稳定，确保不溜塌和鼓出，码砌好的坡面应平整牢固，在逐层码砌过程中需密切关注压实度，考虑好自然沉降系数，若发沉降缺口后，应及时填补土袋。2)土袋绿化材料主要有土袋、种植土、草灌种子、复合肥、加固锚杆。土袋规格一般为40cm*60cm，土袋颜色也绿色为佳，结实抗风化性能好。2.5.3注意事项1)土袋码砌一定要牢固地固定在坡面上，以免整体滑塌。2)草灌种子应根据品种不同调整浸泡时间。3)草灌比例严格按照设计要求进行配比。4)冬季施工时，务必把无纺布覆盖严实。5)特别加强前期（施工完30天）的养护，以提高发芽率和成坪率。上述生态恢复技术严格按照适用范围进行选择、加强过程关键工序的质量控制13 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究和养护管理，均能实现预期的生态恢复效果。但若应用于本文所指的特殊路堑边坡，通过实践证明：基本无法实现大面积的覆绿要求，更谈不上景观绿化效果。14 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及案例分析3.1复合法3.1.1简介1）复合法=常绿藤本+小乔木+灌木+混播草、草花。2）适用范围：陡峭成片纯岩质边坡，且岩石硬度高（风化程度极低），不便凿种植穴的路堑边坡。3）施工工艺：边坡排险→修整坡面→砌筑种植池→施底肥→回填种植土→打设锚杆→挂网（绿色平面网）→固网→栽植藤本（带营养钵和牵引竹竿，并将竹竿固定在网上）→撒播草灌种子（或采取人工栽植灌木或小乔木）→养护。4）主要技术指标：种植池规格宽40㎝*深40㎝，平行于路面每2m一排；锚杆规格和施工方法同厚层基材客土植生；采用网孔为15㎝*15㎝的塑料平面网。主要采用的藤本、乔灌木、草、草花种子：油麻藤（科：豆科，拉丁学名：Mucuna，别名：牛马藤、常绿油麻藤、大血藤，英文名称：EvergreenMucunaStem）、爬山虎（科：葡萄科、拉丁学名：Parthenocissustricuspidata，别名：爬墙虎、地锦、飞天蜈蚣、假葡萄藤、红丝草、石血、铁信、铁栏杆，英文名称：lvy）、葛藤（科：旋花科，拉丁学名：Argyreiaseguinii(Levl.)Van.exLevl.，别名：白花银背藤、野葛、粉葛藤、甜葛藤、葛条）夹竹桃（科：夹竹桃科，拉丁学名：NeriumindicumMill，别名：红花夹竹桃、柳叶桃树、洋桃、叫出冬、柳叶树、洋桃梅、枸那）、木豆（科：蝶形花科，拉丁学名：Cajanuscajan）、猪屎豆（科：豆科，拉丁学名：CrotalariapallidaAit）、多花木兰（科：蝶形花亚科Papilionoideae，拉丁学名：Indigoferaamblyantha）、银合欢（科：豆科，拉丁学名：Leucaenaleucocephala(Lam.)deWit，别名：白合欢，英文名称：HorseTamarind）、车桑子（科：无患子科Sapindaceae，拉丁学名：Dodonaeaviscosa(L.)Jacq，别名：坡柳、明油子）、黄花槐（科：豆科，拉丁学名：Sophoraxanthantha）、刺槐（科：豆科（蝶形花科），拉丁学名：RobiniapseudoacaciaLinn，别名：洋槐、刺儿槐，英文名称：FalseAcacia,BlackLocust）、紫穗槐（科：豆科，拉丁学名：AmorphafruticosaLinn，别名：棉槐、椒条、棉条、穗花槐、紫翠槐、板条，英文名称：EvergreenMucunaStem）、湿地松（松：松科，拉丁学名：pinuselliottii，）、高羊茅（科：禾本科，拉丁学名：Festucaelata）、紫花苜蓿（科：豆科Leguminosae，拉丁学名：MedicagosativaL，别名：紫苜蓿、牧蓿、苜蓿、路蒸）、狗牙根（科：禾本科，拉丁学名：Cynodondactylon(L.)Pers，别名：绊根草、爬根草、咸沙草、铁线草）、孔雀草（科：菊科，拉丁学名：TagetespatulaL，别名：小万寿菊，红黄草，西番菊，臭菊花，缎子花）、波斯菊（科：菊科，拉丁学名：CosmosbipinnataCav，别名：秋英、大波斯菊）等等。15 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究5）油麻藤规格及栽植方法：藤长≥2m，带营养钵和牵引竹竿，在种植池内以8-10株/m的密度进行栽植。6）可行性简析：纯石质边坡无土无水，石头成片布局，若采用厚层基材客土植生，对灌木和草坪而言，仅仅依靠10㎝左右土壤，很难保证其正常生长，其抗冲刷能力、抗旱、耐寒能力也极差。最终导致预期绿化景观效果无法实现。7）优点：能够很好地解决陡峭成片的纯岩质边坡和硬性防护边坡的生态防护难题；出效果快，常春油麻藤适应性强、生长速度快、定能确保通车前达到预期的景观绿化效果；能够避免雨水冲刷对最终绿化效果带来的影响，给藤本、灌木、草本生长提供了一个“小平台”，改善了植物生长的立地条件；保证灌木正常生长所需土壤，开花小灌木能够正常开花；也便于人工点缀开花小乔木或灌木（比如，夹竹桃、杜鹃、黄花槐等），进一步美化景观效果。8）缺点：施工难度大、人工成本高、前期养护较麻烦，整体成本比挂铁丝网喷基材客土植生高25%左右。9）主要植物介绍：A、油麻藤a)图片，如图3-1。图3-1油麻藤图片b)形态特征：常绿木质藤本；茎杆粗壮，直径可达30厘米。羽状三出复叶，纸质。总状花序生于老茎之上，长10-35厘米，下垂，花冠紫或白色。花期4-5月。种子扁，近圆形，棕色。c)生长习性：生于上坡、林边，常缠绕于树上，藤蔓可横跨沟谷。喜光、稍耐阴，性强健，抗性强，寿命长，耐干旱，宜生长于排水良好的场地。d)培育繁殖：播种或扦插法繁殖。e)景观用途：常春油麻藤植株高大，叶片常绿，老茎开花，宜自然式庭园及森林公园中栽植，也可栽于大型棚架、崖壁和沟谷等处。f)产地：中国陕西、四川、贵州、云南、福建、浙江等省。B、夹竹桃a)图片，如图3-2。16 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析图3-2夹竹桃图片b)形态特征：常绿大灌木，高可达5米，多分枝，含水液，无毛。叶3—4枚轮生，在枝条下部为对生，窄披针形，长11-15厘米，宽2—2.5厘米，下面浅绿色；侧脉扁平，密生而平行。夏季开花，花桃红色或白色，聚伞花序顶生，花冠漏斗形，有红、白两种，单瓣、半重瓣或重瓣，有香气，。花期6--10月，果期12月一翌年1月。c)生长习性：喜光，喜温暖湿润气候，不耐寒，忌水渍，耐一定程度空气干燥。适生于排水良好。全系栽培,多见于公园、厂矿、行道绿化。各地庭园常栽培作观赏植物。d)产地：原产伊朗，现广植于热带及亚热带地区；我国各省区均有栽培。e)环保价值：夹竹桃有抗烟雾、抗灰尘、抗毒物和净化空气、保护环境的能力。夹竹桃的叶片，对二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、氯气等对人体有毒、有害气体有较强的抵抗作用，被人们称为“环保卫士”。3.1.2成功案例本技术得到了江西省交通厅专访，如图3-3。图3-3江西交通厅专访杂志17 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究江西鹰瑞高速公路LH4合同段照片，如图3-4、图3-5、图3-6、图3-7、图3-8、图3-9。图3-4业主领导带领其他施工单位观摩试验坡图3-5业主领导带领其他施工单位观摩试验坡18 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析图3-6业主领导带领其他施工单位观摩试验坡图3-7挂网后栽植油麻藤19 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究图3-8刚栽植完效果图3-9完工8个月后效果20 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析3.2穴植法3.2.1简介1）穴植法=即凿（浆砌）种植穴+草灌（点播或栽植）。2）适用范围：坡比在1:0.75-1:0.5之间、坡面平整度较高，采用基材喷播后极易被冲刷的的岩质边坡（如石英闪长岩等）或者坡面较为破碎的风化程度低的岩石边坡。3）施工工艺：边坡排险→修整坡面→凿种植穴→施底肥→回填种植土→点播草灌种子或）人工栽植开花小乔木和灌木）→养护。4）主要技术指标：种植穴规格：30㎝*宽30㎝*深40㎝，种植穴数量以40-50个/100㎡为准。5）选用草灌乔花品种：多花木兰、合欢、车桑子、木豆、黄花槐、紫穗槐、紫花苜蓿、狗牙根、孔雀草、波斯菊、湿地松等等。6）可行性简析：纯石质边坡无土无水，石头成片布局，若采用普通基材喷播，对灌木和开花小乔木而言，仅仅依靠10㎝左右土壤，很难保证其正常生长，其抗冲刷能力、抗旱、耐寒能力也极差。草坪在暴雨季节极易被冲刷。最终导致严重露黄露网，达不到预期绿化景观效果。此技术，为灌木和开花小乔木提供了良好的生长平台，能保证后期草灌乔花结合的效果。7）优点：能够解决坡比在1:0.75-1:0.5之间、坡面平整度较高，采用基材喷播后极易被冲刷的的岩质边坡（如石英闪长岩等）或者坡面较为破碎的风化程度低的岩石边坡，生态恢复难出效果的生态防护难题。出效果快，“草灌乔花”能有效结合，快速达到预期的生态恢复的景观绿化效果。能够避免雨水冲刷对乔灌木生长的影响，改善了植物生长的立地条件，为开花小乔木、灌木生长提供了一个“小平台”。保证开花小乔木和灌木正常生长所需土壤，使花开得更加艳丽，美化效果就更突出。也便于人工点缀开花小乔木或灌木（比如，夹竹桃、木槿、杜鹃等），进一步美化景观效果。8）缺点：施工难度较大、人工成本较高、前期效果不明显。3.2.2成功案例四川攀枝花至云南田房高速公路ST2合同段照片，如图3-10、图3-11、图3-12。21 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究图3-10凿种植穴填土后效果图3-11完工后35天效果22 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析图3-12完工2年效果3.3加强型喷基材植生法3.3.1简介1）本技术是为了解决陡峭（坡比陡于1：0.75）的纯岩石边坡生态恢复问题，是在厚层基材客土植生基础之上增加了用植生袋进行坡面补平，挂网前铺设植生袋、垫木块，以及增加基材喷播厚度等工序来达到生态恢复目的。2）适用范围：坡比在1:0.75-1:0.5之间、坡面平整度较极差的纯岩质边坡，部分采用了工程防护的边坡。3）施工工艺：边坡排险→修整坡面→用植生袋嵌补坡面→打设锚杆（固定植生袋用）→基材加工→基材装袋→铺设木条→铺设植生袋→在植生袋内点播乔灌种子→打设锚杆（挂铁丝网用）→挂铁丝网→固定铁丝网→喷射基材→喷播草灌→覆盖无纺布→前期养护。4）主要技术指标：植生袋规格:长60㎝*宽40㎝，铺设数量3-5个/㎡，用木条和锚杆固定牢固；镀锌铁丝网规格：∮2.2mm，网孔为5㎝*5㎝；锚杆规格：∮12螺纹钢，长1m，间距2m*2m；基材厚度13-15cm。5）选用草灌乔花品种：银合欢、刺槐、多花木兰、车桑子、黄花槐、紫穗槐、猪屎豆、紫花苜蓿、狗牙根、孔雀草、波斯菊等。6）可行性简析：纯石质边坡无土无水，石头成片布局，若采用普通基材喷播，对灌木和开花小乔木而言，仅仅依靠10㎝左右土壤，很难保证其正常生长，其抗23 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究冲刷能力、抗旱、耐寒能力也极差。草坪在暴雨季节极易被冲刷。最终导致严重露黄露网，达不到预期绿化景观效果。此技术，增加了植生袋，在植生袋内直接点播耐旱耐瘠薄的灌木和开花小乔木种子，为灌木和开花小乔木提供了良好的生长平台，能保证后期草灌乔花结合的效果；土壤厚度较普通基材喷播增加50%，更有利于植物生长。7）优点：能够很好地解决坡此类型边坡的“草灌乔花”结合难出效果的生态防护难题；出效果快，草灌乔花能有效结合，快速达到预期的景观绿化效果；能够避免雨水冲刷对乔灌木生长的影响，改善了植物生长的立地条件；也便于人工点缀开花小乔木或灌木（比如，夹竹桃、木槿、杜鹃等），进一步美化景观效果。8）缺点：施工工序较复杂、人工成本高、整体成本较挂三维客土植草灌高，和挂铁丝网喷基材植草灌差不多。3.3.2成功案例江西鹰瑞高速公路LH4合同段照片，如图3-13、图3-14、图3-15、图3-16、图3-17。图3-13监理工程师现场检查24 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析图3-14用植生袋嵌补坡面1图3-15用植生袋嵌补坡面225 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究图3-16用植生袋嵌补坡面3图3-17铺设木条26 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析图3-18喷射有机基材图3-19完工3个月后效果27 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究3.4垂直绿化法3.4.1简介1）本技术是为了解决陡峭（坡比陡于1：75）的成片岩石边坡和已采用浆砌片石或混泥土挡墙的边坡，且无风化层可利用的边坡生态恢复问题，直接通过在坡脚、坡顶、坡面零星砌种植穴，直接栽植藤本植物，用竹竿或者尼龙绳进行牵引来达到生态恢复目的。2）适用范围：坡比在1:0.75-1:0.5之间、成片岩石边坡，且无风化层可利用；已采用浆砌片石或混泥土挡墙的边坡。3）施工工艺：边坡排险→修整坡面→坡面零星砌种植穴→回填种植土）→坡顶和坡脚换填种植土→栽植藤本植物→牵引藤本植物→前期养护。4）主要技术指标：坡顶或坡脚换填土厚度不低于40cm，坡面零星种植穴规格:长40㎝*宽40㎝*深40cm，采用尼龙绳对藤本进行牵引。5）选用藤本品种：油麻藤、爬山虎、葛藤等。6）优点：成本低、工艺简单、基本能够解决特别陡峭的岩石边坡的复绿问题。7）缺点：出效果慢、覆盖率不高。3.4.2成功案例四川成南高速公路照片，如图3-20、图3-21、图3-22图3-2028 3.特殊路堑边坡优化创新生态恢复技术简介及安全分析图3-21图3-2229 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究4.确保草、灌、乔、花结合效果的施工控制要点1）根据工程所在地土质、水文、气候等特点，结合各类草灌乔花种子的生长习性，合理调配植物配方及各种植物所占比例，同时选好先锋草种和先锋乔灌木种子，以利于快速出效果。2）严格按照设计要求组织施工，严控关键工序质量。3）加强成坪前养护管理，加强成坪后追肥、病虫害防治。4）抓住季节及时对缺陷进行有效修复。5）经过多年反复试验总结：四川省、重庆市、陕西省、贵州省、安徽省、江西省等6个省份的大部分地区（高原地区除外），适宜于路堑边坡生态恢复的主要草种有：高羊茅、紫花苜蓿、狗牙根；主要先锋灌木种子(提高前期覆盖率，冬季枯萎腐烂后可以改良边坡土壤)有：木豆、猪屎豆；确保后期效果的主要乔灌种子有：银合欢、刺槐、多花木兰、黄花槐、黄花决明、紫穗槐；增加美化效果的主要草花种子：孔雀草、波斯菊。6）若草灌乔种子同时喷播，要到达预期的效果（前期能达到50%左右的覆盖率，后期以乔灌木为主），只能尽可能降低草种用量，增加乔灌种子用量。经过多年反复试验总结，建议草灌乔花种子每平方米用量控制在以下范围内：草种3-5g/㎡、灌木20-25g/㎡、乔木5-8g/㎡、草花1-2g/㎡（已考虑种子重量差异因素，假定经过发芽率试验后草和草花的发芽率为90%、乔灌种子的发芽率为75%）。7）根据春夏秋冬不同的季节，选择不同的草种、乔灌木种子和草花种子，做到草、草花、乔灌木比例适当、常绿和落叶相结合，后期乔灌木高低层次明显，控制好高大乔木用量（避免暴风雨季节倒伏引起行车安全）。30 5.两步施工法简介5.两步施工法简介为让“草、灌、乔、花”良好结合，实现“边坡原生化”，最终以乔灌木作为生态恢复效果，避免“一年青、二年黄、三年死光光”的植被恢复状态。在总结多年高速公路生态恢复施工经验基础上，大胆创新并采用了“两步施工法”。1）“两步施工法”简介：第一步，无论采取何种生态恢复技术，在进行到喷播种子阶段，只喷播乔灌木种子；第二步，在灌木生长完成第一次木质化后单独补播草种。2）适用范围：对前期覆盖率要求不高、对后期乔灌木要求高的场合。3）优点：解决了草灌乔生长规律之间的矛盾（草种的发芽时间和生长速度均比乔灌木快很多），能够实现草的草灌乔的良好结合。4）缺点：因前期无草坪，水分增发很快，导致前期养护成本增高，且施工前期效果不明显。5）两部分施工照片，如图5-1、土5-2、图5-3。图5-1完工2个月后效果31 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究图5-2完工4个月后效果图5-3完工6个月后效果32 6.结论、展望与建议6结论、展望与建议4.1结论本文以本人从2002年3月至今，先后参与或主持了国内不同省份18条高速公路绿化工程施工和管理的实战经验为依托，以在工作中持续关注国内外在边坡生态恢复方面的最新动态、不断深入学习生态恢复基本理论知识、结合现场实际情况的基础上，通过文献资料调研、现场试验、工程实践结合理论知识分析，对高速公路一般路堑边坡和特殊路堑边坡生态恢复各施工技术的适用范围、施工工艺、质量控制关键点、草灌乔种子配比等等进行了分析研究。通过对本文的编写，得到了以下成果和结论：1）对从事高速公路绿化工作15年多的实战经验进行了总结和提升，通过对本文的编写，对自己在高速公路生态恢复理论结合实践方面有了一个系统的、质的飞跃。2）决定边坡生态恢复技术选择的决定性因素有：坡比、岩质性质、坡面平整度、岩质风化程度、硬性防护类型。3）推荐出来适宜于路堑边坡生态恢复的明星草种有：高羊茅、紫花苜蓿、狗牙根；明星先锋灌木种子(提高前期覆盖率，冬季枯萎腐烂后可以改良边坡土壤)有：木豆、猪屎豆；后期效果明星乔灌种子有：银合欢、刺槐、多花木兰、黄花槐、黄花决明、紫穗槐；明星草花种子：孔雀草、波斯菊。4）总结出来草、灌、乔木、花的最佳配方比例：草种3-5g/㎡、灌木20-25g/㎡、乔木5-8g/㎡、草花1-2g/㎡。已综合考虑种子重量差异因素，假定经过发芽率试验后草和草花的发芽率为90%、乔灌种子的发芽率为75%。5）对于特殊路堑边坡的三种（复合法、穴植法、加强型喷基材植生法）快速持久生态恢复技术，工程造价增加不多，效果显著，值得推广。4.2展望1）工程硬性防护将继续减少。虽然工程硬性防护形式的防护能力强，随着国家对生态环境恢复越来越重视、投入越来越大，国民对公路沿线景观的要求不断提高，美观及与自然环境相协调越来越受到人们的重视。但在以后的高速公路建设中工程防护将继续减少，除了有些地方为了确保边坡稳定性必须采用这种防护方式外，都将尽量避免这种形式，以达到更好的生态防护效果。2）对生态恢复的要求将会越来越高。生态防护不仅能起到固坡护坡，保护边坡表面免受雨水冲刷，还能阻止软弱岩土表面的继续风化、破碎，增强边坡的整体稳定性，而且还可以增强生态环保性能，美化环境、恢复原生态环境和协调自然环境的作用。随着国家对生态环境的越发重视，国民对保护生态环境的意识也会越来越33 高速公路路堑边坡快速持久生态恢复技术研究强，所以，大力发展和研究新型的、快速持久的边坡生态恢复技术仍然是高速公路建设工程中不可或缺的一部分。4.3建议1）根据各条高速公路边坡岩质情况，对岩质边坡较多的项目，在项目概预算阶段适当考虑增加资金投入，以确保在设计阶段对施工难度大的边坡采取非常规施工技术或试验新的施工技术。这样有利于生态防护技术的不断革新、路堑边坡生态防护整体效果越来越好。2）路堑边坡超过三级边坡（含三级），应在第一级边坡增加工程防护，生态防护方式选择组合防护，以确保边坡整体稳定性。3）边坡绿化施工前，在仰坡坡顶建好截水沟，多级边坡每级平台建好平台沟，若边坡长度超过100m，还应增加急流槽，以确保排水通畅，避免雨季绿化被冲毁及边坡垮塌发生。4）路堑边坡尽量少种植高大乔木，应以根系发达、固坡能力好的草灌为主，以开花小乔木为辅。以避免暴雨季节乔木倒伏对车辆安全行驶造成威胁。5）各级监管部门加强对路基施工单位路堑边坡开挖坡比的监管和检测力度，确保开挖之后的坡比与设计坡比基本一致，以避免在施工过程中绿化单位和路基单位在交接边坡时的矛盾，以及因为坡比变化引起的原设计绿化方案不能实施的问题。34 参考文献参考文献[1]李武强.高速公路边坡生态防护探讨[J].中国公路2005,(23):116-117[2]赵百磊.山区高速公路路堑边坡生态防护质量控制与效果评价方法研究.重庆交通大学硕士论文.2014[3]周德培，张俊云.植被护坡工程技术[M].人民交通出版社.2003,7[4]谭少华，汪益敏.高速公路边坡生态防护技术研究进展与思考[J].水土保持研究.2004,11(3):81-84[5]刘晓朋．三维土工网垫喷播植草在高速公路护坡工程中的试验研究［D］．河北工业大学，2009[6]芦建国，于冬梅.高速公路边坡生态防护研究综述[J].中外公路2008.10,28(23):29-32[7]李海芬，卢欣石，江玉林．高速公路边坡生态恢复技术进展［J］．四川草原，2006(2):34－38[8]戴方喜，宋林旭.边坡生态防护与治理技术的研究及应用[J].中国水土保持SWC.2007,7:20-22[9]李旭光,毛文碧，徐福有.日本的公路边坡绿化与防护[J].公路交通科技.1995,12(2):59-64[10]周保钢，赵艳纳,李欣鹤.公路边坡生态防护设计方法研究[J].中外公路.2007,27(5):37-41[11]李媛媛.山区高速公路边坡生态防护研究[J].公路.2009,07:109-112[12]赵百磊．山区高速公路路堑边坡生态防护质量控制与效果评价方法研究［D］．重庆交通大学，2014[13]赵冰琴，夏振尧，许文年，杨森，夏栋，王泽光．工程扰动区边坡生态修复技术研究综述［J］．水利水电技术，2017，48(2):130-137[14]芦建国，于冬梅．高速公路边坡生态防护研究综述［J］．中外公路，2008，28(5):29-32[15]李海芬，卢欣石，江玉林．高速公路边坡生态恢复技术进展［J］．草业与畜牧，2006(2):34-38[16]赵冰琴，夏振尧，许文年，杨森，夏栋，王泽光．工程扰动区边坡生态修复技术研究综述［J］．水利水电技术，2017，48(2):130－137[17]李建伟.河北省山区公路边坡生态防护系统研究[D].同济大学，2007[18]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTGD30—2004)[S].北京:人民交通出版社,200435 参考文献[19]赵百磊.学术论文联合比对库.2014[20]李扈萍.高速公路边坡植被护坡的力学分析[D]:[硕士学位论文].山东大学岩土与结构工程研究中心.2005.5[21]毛伶俐.生态护坡中植被根系的力学分析[D]:[硕士学位论文].武汉理工大学资源与环境工程学院.2007.11[22]宋庆丰.根系固土作用及植被护坡稳定性研究[D]:[硕士学位论文].成都:西南交通大学土木工程学院,2008[23]赵百磊,郑元兵.山区高速公路路堑边坡生态防护评价指标分析[J].公路与汽运.2013,7(4)：146-14836 致谢致谢2008年12月，因工作关系来到江西这块人杰地灵的风水宝地，主持江西鹰瑞高速LH4合同段绿化工程施工管理工作。因为和江西这片土地有缘，在鹰瑞高速生态恢复方面大胆创新并取得了可喜的成绩，一时间激发了继续学习研究的动力。经过2010年和2011年两年的不懈努力，终于通过了国家的GCT考试，于2012年，考入江西农业大学攻读农业推广硕士学位，有幸拜于杜天真教授门下。在这即将毕业之际，首先要深深感谢导师杜天真教授，杜教授治学严谨、知识渊博、诲人不倦，让我受益匪浅，对我从事的园林绿化事业起到了至关重要的启迪作用。感谢国家政策给予我继续学习深造的机会；感谢江西农业大学给我提供了良好的学习环境；感谢园林院全体老师对我的教育和培养；感谢同学们的关心和帮助；感谢工作中同仁们的理解和互勉；感谢家人对我的不懈的支持与关爱。衷心地谢谢你们！研究生生涯马上就要结束了，人生也要揭开新的一页，生命不息，学习奋斗不止！37