公路边坡生物工程防护设计初探

公路边坡生物工程防护设计初探

黄菊平 周文君 徐思丰
（抚州赣东公路设计院 抚州 344000）

摘 要：本文结合工程实践论述了生物防护较工程防护能更有效的改善水土流失问题。同时指出生物防护措施应因地制宜、结合当地气候、土壤条件优选出固土护坡效果好的物种，才能达到事半功倍的效果。
关键词：交通工程；边坡防护；生物工程；设计理念


0 前 言
在高速公路建设上提出了建设“景观高速公路”的新观念，并将这种全新建设理念，贯彻到正在实施的京福高速和即将建设的景婺黄高速公路上。随着建设理念的改变，作为设计单位设计理念也应随之改变，设计方案应体现“安全、经济、舒适、美观和有利环保”的原则。在保证功能，安全的前提下，建设生态路、环保路，改“硬防护”为“软防护”，充分体现人性化设计，公路边坡生物工程防护是一个值得我们探讨的课题。本文根据实践的结果，简介了边坡防护措施设计的优劣和生物防护措施的展望。
1 边坡防护措施设计的优劣
公路是一条横卧在山川、峻岭、广袤平原，连接城乡、跨越天堑的人工构造物，同时也应该是一项生态、环保工程。
1991年国家制定了水土保持法，在第十九条中明确规定：在山区、丘陵区、风沙区，修建公路，在建设项目环境影响报告书中，必须有水行政主管部门同意的水土保持方案。建设项目中水土保持设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。第十八条又规定：在公路两侧地界以内的山坡地，必须修建护坡或者采取其他土地整治措施，工程竣工后，取土场、开挖面和废弃的砂、石、土存放地的裸露地，必须植树、种草、防止水土流失。
依据国家水土保持法，公路工程填挖的裸露面，必须进行防护设计，即以预防为主，防止出现灾害后，再治理的局面。
交通部行业标准《路基设计规范》有关路基防护一节对水土保持作出了具体的规定：在适宜于植物生长的土质边坡上，应优先采用种草、铺草皮、植树等生物防护措施。
据此，路基边坡防护的措施有生物防护、工程防护、以及生物与工程综合防护。
生物防护（软防护）有植草、铺草皮、植树等。他们适应的范围不同，铺草皮适用于需要迅速绿化的土质边坡，有草皮来源，不能治理一处，破坏一处。植树成长期长，不能及时有效地解决坡面冲蚀问题，且植树高度不能妨碍行车视线。植草应用普遍，适应范围广，可优选抗逆（旱、湿、寒、热、酸、碱等）能力强、生态适应广、生长迅速、根系发达、易种易活的草种，达到固土护坡，减缓坡面冲蚀的目的。
抚州区域土壤成分不一，有酸性、碱性土壤，适应种植的草类有香根草、狗牙根、马尼拉草、白三叶、百喜草、假俭草、宜安草等。
工程防护（硬防护）有护面墙、封面、喷浆和喷射砼、满铺式实体护坡、框格防护等。
护面墙、封面、喷浆和喷射砼全坡面实体防护适用于易风化或风化严重的软质岩石和裂隙、节理发育坡面不平整的岩石挖方地段。这类边坡侵蚀后，易失稳，宜采用实体式防护；框格式防护有人字形、窗孔形、方格形等，路基填、挖方边坡均可设置，一般结合框格内生物防护（植草）效果更佳；满铺式实体浆砌类防护，适用于高路堤下边坡，以及水淹地段。
综合防护，主要指上述框格式防护与生物工程防护相结合，综合治理水土流失的防护措施。
单一框格式防护、满铺式浆砌片石防护、综合防护、植草防护、香根草防护各具优劣，详见表1。
抚州在建工程防护措施优劣一览表 表1
项目
防护措施 抚八线 临宁线 优劣
生物防护
（普通植草） 4.6元/m2 4.3元/m2 根系短，固土护坡、抗冲蚀能力欠佳，适用于边坡较缓、坡长不大、地面径流不强的边坡。
工程防护 框格防护 12.4元/m2 11.5元/m2 采用工程防护，增加了边坡的稳定性，但抗冲蚀能力并未显著提高，在南方多雨地区，边坡仍易冲蚀形成小沟壑，后期维护费用大。
满铺式
浆砌片石 42.4元/m2 41.5元/m2 投资大，抗冲刷能力强
综合防护
（框格防护+植草防护） 15.7元/m2 14.6元/m2 投资较大、防冲蚀作用较佳，在高速公路上多采用，适用于景观、绿化要求。
香根草
生物防护 8.5元/m2 根系深扎，似铆钉增强了路基抗剪切强度。等高栽植的绿篙，能有效拦截地表经流，减缓坡面冲刷，降低土壤流失；固土护坡效果明显，适用于各种土壤，陡、缓坡，各等级公路。
从表1可以看出，选择适当的生物防护措施，可达到硬防护的效果，且投资省，与周边环境相协调，使公路成为真正意义上的生态路。
2 生物防护措施的展望
在21世纪的今天，水土流失是全球共同面临的问题，中国的国情是人多耕地少水资源又缺乏，尤其是北方，水土流失严重，每年从山地、丘陵带出的泥沙为50×108t，中国走科学的、持续发展之路，越来越重视环境保护，而治理水土流失是头等的环境生态问题。
公路路基边坡以及其它裸露面，生物工程防护技术能有效地改善水土流失问题，这是公路建设者
们致力于研讨、并付诸实施的一项责任，任重道远。
边坡生物防护措施发展到今，被誉为21世纪水土保持领头生物技术的香根草为这项措施带来了惊喜，香根草以其抗逆能力强，耐酸、碱，耐水淹，适用于各种土类包括沙地、碎石、砾石土，生长期长（可达几十年，甚至上百年）等优良生物特性，而得到广泛应用，香根草是防治土壤侵蚀、水土流失、稳定陡坡、治理污染、改良土壤理想的水土保持植物。
香根草生物技术在边坡防护上的作用，使生物防护措施增添了一朵奇葩，使公路建设又多了一个

绿色的支撑者。
3 结 语
在公路整体设计中把生物工程防护设计导入设计文件中，体现以人为本、人与自然的协调、发展，达到建设一条公路，创建一条绿色走廊、一道绿色屏障的效果。这是公路建设者们的追求。
生物工程防护设计是一个系统工程，设计部门是这个系统的先行者，设计部门通过与其他部门合作的途径，可培育出适合本区域气候、土壤条件的植物物种，使生物工程防护措施日益枝繁叶茂。
香根草生物防护技术，在我省公路上已被逐步采用。特别是香根草在萍乡市境萍乡—莲花319改建公路工程中通过在石块地、砾石煤土层下边坡反季应用，在恶劣环境条件下到第二年成活率都达到90%以上。其成功经验，受到同行的高度重视。但在岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎砾石土的挖方边坡上，如何以生物防护替代工程防护，应展开试验研究。
参考文献：
[1] JTJ013-95,路基设计规范[S].
[2] 蔡儒珍,程洪,傅恒生等.公路工程中的香根草等高植物篱护坡技术[J].华东公路,2003(1).
[3] JTJ/T066-98,公路环境保护设计规范[S].