高陡邊坡綠色生態綜合防護技術
壹、內容概述
本研究成果是三峽庫區二期地質災害防治科研項目《三峽庫區滑坡塌岸防治專題研究》專題三項目4的研究成果。
邊坡生態防護是邊坡防護和綠化工程的有機結合，涉及的領域十分廣泛，必須是在以邊坡防護穩定為前提的條件下進行植物綠化，壹方面美化環境，另壹方面通過植物根莖與土壤間的附著力以及根莖間的互相纏繞來達到加固邊坡、提高坡表抗沖刷的能力。邊坡植被完全不同於壹般的城市道路等其他的綠化工程，它是集巖石工程力學、環境生態學、土壤學、生物學、肥料學、園藝學等學科於壹體的綜合環保工程技術，是邊坡生態恢復的壹種有效手段。邊坡生態防護不僅可以涵養水源，減少水土流失，而且還可以凈化空氣，保護生態，美化環境，具有良好的經濟效益、社會效益和生態效益，在我國越來越重視環境保護和人們生存質量的今天，生態防護已成了邊坡防護的壹種趨勢，也是邊坡工程中新的發展和研究方向。
本成果確立的綠色生態綜合防護體系，包括了兩種新型防護結構和在該結構體系中綠化植物品種及配方、耕種方法、種植土配方、植物長期生長維護技術等內容。兩種新型防護結構具有良好的保土、保水、保肥、透氣等性能，並且能與各種植物長期***生。
1.新型防護結構
（1）第壹種新型防護結構
此結構是稭稈拼裝框格，是將稭稈加工成板狀構件，可以方便地裝運，到施工現場後，不需任何加工，就可由工人拼裝成護坡保土的框格，在每單元格的四個角施工固定錨桿，可將各單元格連成整體並與坡面巖土連成壹體。該技術采用農民廢棄的稭稈，變廢為寶，本身就是壹個環保工程。
技術特點如下：
1）稭稈拼裝框格，可以單獨在邊坡使用，也可以在錨索（桿）框格內實施。但是，單獨在邊坡使用、作為護坡結構時，要求邊坡基本穩定。
2）稭稈板安裝角度，可根據邊坡的坡度及土的自穩坡度進行調節，確保培土厚度在10cm以上。
3）稭稈板運輸方便，成本較低。
4）稭稈作為邊坡防護結構材料，到壹定年限後可以自身降解，不存在二次汙染問題。
該新型結構，經核算總成本約為33元/m2，可以說是壹種低成本的能與綠色植被***生的新的高陡邊坡防護工程結構；但也有其不足之處，就是施工時要求坡面在小面積內基本平整。
（2）第二種新型防護結構
此結構是錨桿土工網土工布人造平臺。主要材料有：系統錨桿，固土錨桿，單向土工格柵，土工布，水泥。系統錨桿主要起護坡作用，其采用的錨桿大小、深度和間距要依據邊坡的滑移推力進行計算而得；固土錨桿主要起固土作用，其間距可根據邊坡的角度改變，以利於保土保水。
施工工序是：坡面清理→錨桿施工→裁剪單向土工格柵→捆紮單向土工格柵→剪單土工布→捆紮土工布→培土→種草（灌木）→養護。
技術特點：該新型結構，可以單獨在邊坡使用，也可以在錨索（桿）框格內實施。邊坡推力過大時，還需樁、墻、錨、格構等工程措施。該新型結構，經核算總成本約為37元/m2，成本比稭稈框格略高，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邊坡上。
這兩種新型防護結構具有新穎、實用和低成本的特征。
2.植物配方等選擇
4種植物配方分為冷季型配方和熱季型配方，可以滿足不同季節的栽種需求，適合在三峽庫區高陡邊坡上生長。土壤為當地兩種較多的紅土和黃土，營養添加劑有汙泥和復合肥兩種。汙泥來自當地城市汙水處理廠，與底土按1∶4體積比混合。復合肥采用壹般的農用復合肥，在播種前將其撒入土中，使用量為250～300g/m2。
通過對不同基質、不同植物、不同覆蓋度的盆栽植草的人工模擬降水沖刷試驗、土樣固結快剪試驗、土壤無側限抗壓試驗等實驗，取得了相關數據，為改善和治理邊坡、增強其穩定性提供了科學依據。根據對植物根對邊坡穩定性作用的研究認為，植物的深根具有錨固作用，植物淺根具有加筋作用，植物根系網還可起到“改變”邊坡材質的作用，這些都能增強邊坡的穩定性，而施加汙泥、選擇混合植物配方進行綠化，都可達到這壹點；根據植物覆蓋作用對邊坡穩定性的影響研究認為，植被可阻隔雨水，消耗雨滴的動能，從而削弱雨滴濺蝕。植被可抑制地表徑流。
通過在三峽庫區實地種植實驗，對植物配方、種植基的性能以及與新型的邊坡防護工程結構的融合效果進行了進壹步的考察研究。結果表明：
1）實驗所選的植物均能在三峽庫區生長。但根據植物混播生長的效果來看，紫花苜蓿、彎葉畫眉草與狗牙根最適合在該地區生長，尤其是紫花苜蓿草在各方面都表現出較強的優勢；高羊茅次之，黑麥草不能越夏，香根草不宜在土層薄與缺水的高邊坡上栽種；而結縷草、百喜草及小灌木，因發芽出苗速度太慢，在混播時生長會受到嚴重的影響。因此在今後的實際應用中，若要采用植物混播方案，可適當減小強勢品種的比例，混播配方中的不同種類的植物各具特點，這樣能使綠化植物總體適應能力及長期效果增強。
2）植物在不同的種植基上生長情況存在顯著的差異。添加汙泥的種植基上生長的植物，無論是植物發芽、成坪速度，還是長勢以及耐旱、抗熱抗寒等多方面的表現，均強於傳統的添加復合肥的種植基組，大大優於對照組。
對於邊坡的綠化植物，必須有壹定的養護期，否則可能出現壹年好、二年差、三年四年看不到的情況。只有在綠化植物改善土壤條件，而本地植物逐漸替代綠化植物，恢復邊坡的穩定生態環境後，才能完全停止養護。
根據研究提出了生態恢復幾步走的模式。因人工開挖的邊坡，均為貧營養的基質，極不適合植物生長，因此靠自然恢復植被，需要花費很長時間（若幹年），而且裸露的邊坡極易被雨水沖刷侵蝕而垮塌。為了盡快覆蓋裸露的邊坡，首先形成有效的人工種植基質→人工種植植物→以植物養土、改良土壤、由生土形成適合當地植物生長的熟土→當地植物侵入（1～2年時間）→全面恢復本地天然植被狀況。
通過大量的研究試驗，結果表明：綠色生態綜合防護體系將生態技術與工程措施有機地結合起來，既降低了高陡邊坡生態防護的造價，又提高了防護的可靠性，很好地實現了災害治理與環境保護的結合，具有事半功倍的效果。該成果在三峽庫區的高陡邊坡綠化防護中有著廣闊應用前景。
二、應用範圍和應用實例
應用範圍：三峽庫區及相似氣候環境的邊坡生態防護、邊坡加固和邊坡綠化。
應用實例：2004年4月至5月在重慶市奉節縣吳家灣縣醫院住院部北側高邊坡進行了示範應用。效果如圖1和圖2所示。
圖1 培土完成後情況
圖2 種植草之後的邊坡（播種7 個半月之後，已越夏）
三、成果轉化方式
人員培訓、技術轉讓和現場服務。
技術依托單位：中國地質科學院探礦工藝研究所
聯系人：郭啟鋒
通訊地址：成都市郫縣成都現代工業港北區港華路139號
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聯系電話：028-66529383
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