(完整版)裸露边坡生态修复

裸露岩石边坡生态修复关键技术的研究与探索

裸露的岩石边坡一般是在人类活动（如工程开发建设）或者自然灾害（如滑坡、崩岗等）过程中对自然山体的破坏而形成的。按形成的因素不同，一般具体表现为采石（矿）场的开采坑口、关停坑口、废气坑口、遗留边坡和公路、铁路等开采缺口[1]。裸露的岩石边坡具有以下特点[2]：一是边坡表面土壤、水分以及有机质缺乏，水土流失程度严重，自然条件下植被极难恢复；二是治理难度大，治理措施的技术含量高，治理投入大；三是大面积裸露山体将影响局部生态环境的健康发展，影响区域植被间的信息以及能量等流通。这些裸露边坡暴露于自然界，长期受到自然因素（如雨水、日照、气温、风力等）的反复作用，从而使边坡岩石的物理力学性质发生变化，容易造成和加剧边坡的水毁病害。因此裸露岩石边坡的治理逐渐受到人们的重视。

传统的边坡防护措施(如喷锚、浆砌片石骨架、水泥骨架、挡土墙等) ,虽然能有效确保边坡的稳定，但与周边的景观协调性差,满足不了现代城市景观和人们追求舒适居住环境的要求[3],同时没有系统地、综合地以恢复生态学理论为基础进行全面的整体规划。而裸露岩石边坡的生态修复则是一项系统的、综合的过程，是一项集岩土工程学、植物学、土壤学、恢复生态学、水土保持学和景观生态学等诸学科于一体的综合性的科学技术，它既能保证裸露山体的稳定性、安全性，又能逐步建立起一个健康、稳定、可持续的生态系统。作者在总结了大量的国内外资料的基础上从施工技术、基质组成、植物选择、施工原则以及发展趋势等五个方面对裸露岩石边坡的生态修复进行介绍。

1 生态护坡施工技术

1.1 客土喷播护坡技术

所谓客土喷播技术[4]，就是指将植物生长的基础——土壤与有机基材、粘结剂、保水剂、肥料、酸碱调节剂和种子等按一定比例混合，经过机械充分搅拌均匀后，利用客土喷播机提供的动力喷射到坡面上形成植物生长的土壤层，种子发芽、生长成坪后，可以对边坡的稳定起到有效的保护，从而达到快速重建植被生态系统和生物护坡的目的。客土喷播技术适用于边坡坡率较缓的全风化及强风化边坡、植物根系容易插入的石质边坡。客土喷播防护边坡主要靠植物的根系来实现。植物根系垂直扎入较为稳定的岩土层，如同在边坡上打了无数的锚杆，对边坡起到锚固的作用，浅层交错盘结的根系对边坡起到加筋的作用，把整个边坡连接成有机整体。此外，植物的茎叶能避免坡面被雨水直接冲刷，并能有效减缓地表径流速度，从而起到保护边坡的作用。

1.2 喷混植生护坡技术

喷混植生护坡技术[5]是指利用液态播种原理，将生命力强、且能满足各种绿化功能的

植物种子经科学处理后与肥料、防土壤侵蚀剂、内覆纤维材料、保水剂、色素以及水等按一定比例放入混料灌内，通过搅拌器将混合液搅拌至全悬浮状态后，利用离心泵把混合液导入消防软管，经喷枪喷播在欲建边坡裸地形成均匀覆盖层保护下的植物种子层，再铺设无纺布防护的一种进行坡面强制绿化的护坡技术。该护坡技术的特点[6]有三：一是喷混植生技术采用镀锌铁丝网和钢杆锚固，抗拉力强度大,可有效地防止崩塌和碎石掉落,确保山体和道路长治久安，该方法适用于恶劣环境的岩石边坡,如砾石层、软岩、破碎层及较硬的基岩石等；二是抗侵蚀性和水土流失；三是保障植被快速成型及生态稳定性。

1.3 厚层基材植被护坡技术

厚层基材植被护坡技术[7]是指使用经改进的混凝土喷射机将拌和均匀的厚层基材与植被种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到需防护的工程坡面的绿色护坡技术。它是集岩土工程学、植物学、土壤学、肥料学、高分子化学和环境生态学等多学科于一体的综合工程技术。厚层基材植被防护功能通过锚杆、复合材料网、植物根系的力学加固和坡面植物的水文效应实现。其基本结构主要由锚杆、镀锌网和基材混合物组成。该技术适用于年平均降雨量大于600 mm ,连续干旱时间小于50 d 的非高寒地区,且坡度不超过1∶0. 5 的硬质岩边坡、混凝土面、浆砌片石面,也适用于稳定的碎石坡面边坡以及各类软质岩边坡等。

1.4 纤维网植被护坡技术

纤维网植被护坡技术[8]是指栽种固坡植物并结合纤维地衣等工程材料,在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统,通过固坡植物的生长对边坡进行加固或美化的一门新技术。根据边坡地形、地貌、土质和区域气候的特点,在边坡表面覆盖一层纤维网材料,并按一定的组合种植多种植物,通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的,经过生态护坡技术处理,可在坡面形成茂密的植被覆盖,在表土层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀,增加土体的抗剪强度,减小孔隙水压力和土体自重力,从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。

1.5 液压喷播植草护坡技术

液压喷播植草护坡技术[9]，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草旋工的。其特点是：①旋工简单、速度快；②施工质量高，草籽喷播均匀，而且由于在坡面形成了一层能保水保温薄膜，使得种子发芽生长快，整齐一致；③防护效果好．正常情况下，喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70％以上，两个月后形成防护、绿化功能；④适用性广，可在任何气候及边坡条件下施工。

1.6 土工网植草护坡技术

土工网植草护坡技术主要采用的材料是三维植被固土网垫，它[10]是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平,材质疏松柔韧,留有90 %以上的空间可填充土壤及砂粒,将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。这种复合体系具有极强的抗冲刷能力,能够达到有效防护边坡的目的。该技术的适用边坡坡率缓于1∶1 的路堑边坡和坡率缓于1∶1. 5 的路堤边坡。

1.7 蜂巢式网格植草护坡技术

蜂巢式网格植草护坡技术[11]，是指在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后，在网格内铺填种植土，再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产，其受力结构合理，拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止坡面冲刷，保护草皮生长。这种护坡施工简单，外观齐整，造型美观大方，具有边坡防护、绿化双重效果，该技术多用于填方边坡的防护。

1.8 生物活性无土植被毯护坡技术

生物活性无土植被毯护坡技术[12]是指一种用于泊岸和斜坡的活性固土植被培植构件,由至少一个固底构件构成,任意一个固底构件均由一个纤维束构成,环绕任意一个纤维束的外侧均分别设置有网格加固层。固底构件中均设置有植物,植物具有根须。将固底构件沿泊岸和斜坡的底端线或者中间方向排列,纤维吸水后,固底构件的重量增加,不能移动,从而防止泊岸和斜坡底端的土石随水流失。进一步地利用设置在固底构件中的植物根须伸入泊岸和斜坡的底端面内,可以进一步巩固泊岸和斜坡底端的土石,阻断泥土向下流或者塌方,同时生长在固底构件中的植物也可以改善景观,绿化环境。该技术适用于边坡坡度小于45°的全风化及强风化边坡。

1.9 六边形混凝土空心砖植物护坡技术

六边形混凝土空心砖植物护坡技术[13]适用于坡度缓于1∶ 0.75 的全风化、强风化的岩石边坡。可防止边坡受雨水侵蚀，避免坡面上产生沟槽。该技术节省材料，造价较低，施工方便。宜在春秋施工，雨季施工时，为使草种免受雨水冲失，应加盖无纺布等。其缺点是不能全覆盖护坡，易出现局部斑秃；蓄水能力一般；维护烦琐，人工浇灌时水分会沿坡流失，费工费水。

1.10 火山岩护坡砖护坡技术