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[施工技术] 浅谈植被在道路护坡工程中的作用

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  针对重庆市目前山体化坡对道路运输的中断和产生的泥石流对人民生命财产的威胁,必须找到一个可行的办法保护国家和人民的财产,在几起特大的泥石流和山体滑坡的灾难面前,我们不能得出几个相似的答案,基本上都是植被的毁坏和连日的暴雨造成的。

  暴雨属于自然现象,人们无法干预,但植被的毁坏却是认为作用造成的,这是有目共睹的,既然灾难已经发生,就必须想办法弥补和解决,才是当务之即。下面先看看重庆地址的特征。

  重庆山城的地质特征注定了成为全国四大地质灾害易发区之一,重庆辖区主要分布在长江沿线,以丘陵,低山为主,平均海拔为400米。地势从南北两面向长江谷倾斜,起伏较大,多呈现“一山一岭”,“一山一槽二岭”的形貌。一个地区滑坡、崩塌等地质灾害,主要是受地形地貌、地质构造、地层岩性、水文气 象等因素决定的。而且地处四川盆地东部,盆周山地及盆缘斜坡区,河溪深切,坡陡谷深,地质构造复杂,地表的软弱层及软弱结构发育较旺,加之降水丰沛,多大雨、暴雨等集中降雨过程,使这一地区地质灾害具有点多、面广、危害大等特点。再加上地质多为“喀斯特地貌”构造,正是这样,隐藏其中的危险因素也渐渐的呈现了出来。

1、重庆地质灾害

  重庆市的地质灾害发生都有一系列的共同之处,首先是它的特有环境所引发的,这人力所不能改变的,但在发生灾害的地方植被稀少这一点是不能否认的,基本上每一个的灾害现场,周围的环境都是因为人们的过度开采,砍伐导致树木植被的稀少和地质不稳定,在加上连日大雨,使本已经疏松的土地经受不了外界的力量而产生事故的发生,滑坡现象尤为突出,轻则阻断交通,重则对人民的生命财产安全造成严重的损害。根据资料显示,在所有的地质灾害中,滑坡是发生率最高的灾害,而泥石流是发生灾害最严重的,造成的后果也是最危险的,大型的泥石流甚至能将一个村庄从地球上抹掉。

  重庆作为一座山城,它的多山就为地质灾害埋下了伏笔,再加上重庆市人口众多,3090万人口分布在8.23万平方公里的土地上,为了交通便利,许多村庄,城镇都依山而建,而且人口稠密,因此资源也就消耗过快,在周边的开采砍伐力度也就自然加大,也就容易产生一系列的自然地质灾害,根据2005年重庆市地质灾害统计在全市40个区县中,有37个受灾,成灾人口达406万人,倒塌民房4.97万间,直接经济损失近10亿元。而自然灾害排名第一位就是山体道路滑破,如下图所示:


2006年重庆地质灾害情况图

  从上图就可清楚的认识到,滑坡这一灾害,占总体灾害的66%,在全市范围内的影响也不容忽视,从滑坡现象也就容易引发出其他如崩塌,泥石流等更为严重的灾害,对道路系统造成毁灭性的打击。那么如何防止滑坡现象的发生,就必须先了解什么是滑坡,和产生滑坡的条件,只有知道了内外引后才能对其进行综合,正如孙子兵法中知几知彼才能百战不殆。

2、滑坡的含义及组成

  滑坡:斜坡上的岩体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动的现象叫滑坡,俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。

滑坡的主要要素有:

滑坡体—指滑坡的整个滑动部分,简称滑体;

滑坡壁—指滑坡体后缘与不动体脱离开后暴露在外面的形似壁状的分界面;

滑动面—指滑坡体沿下伏不动体下滑的分界面,简称滑带;

滑动面—指平行滑动面受揉皱及剪切的破碎地带,简称滑带;

滑坡床—指滑体滑动时所依附的下伏不动体,简称滑床;

滑坡舌—指滑坡体前缘形如舌状的凸出部分;

滑坡台阶—指滑体滑动时由于各段土体滑动速度的差异,在滑坡体表面形成台阶状的错台;

滑坡周界—指滑坡体和周围不动体在平原上的分界线;

滑坡洼地—指滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开成的沟糟,或中间低四周高的封闭洼地;

滑坡鼓丘—指滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘;

滑坡裂缝—指滑坡活动时在滑体及其边缘所产生的一系列裂缝。位于滑体上(后)部多呈弧形展布者称拉张裂缝;位于滑体中部两侧又常伴有羽毛状排列的裂缝称羽毛状裂缝;滑坡体前部因滑动受阻而隆起形成的张性裂缝称鼓张裂缝;位于滑坡体中前部、尤其滑舌部呈放射状展布者称扇状裂缝。

  以上滑坡诸要素只有发育完全的新生滑坡才同时具备,并非任一滑坡都齐全具有。

3、滑坡产生的条件

  产生滑坡的主要条件:一是地质条件和地貌条件;二是内外营力和人为作用的影响。第一个条件与以下几个方面有关:

3.1 岩土类型

  岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

3.2 地质构造

  斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。

3.3 地形地貌

  只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。

3.4 水文地质条件

  地下水活动在滑坡形成中起着重要的作用。它的作用主要表现在:软化岩、土,降低岩、土体强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩石产生浮托力等。尤其是对滑坡(带)的软化作用和降低强度作用最突出。

  就第二个条件而言,在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界因素和作用可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡,主要诱发因素有:地震;降雨和融雪;地表水的冲刷浸泡,河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类活动,如开挖坡脚、坡体堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡。此外,还有如海啸、风暴潮、冻融等许多作用也可诱发滑坡。

4、护坡

  在重庆市内频繁发生的滑坡现象中,特别是对中断道路的运输是时常发生,再加上重庆独特的地质结构,道路多半是沿山而修建,所以坡度面积大,治理难度高成为了一大难点。在主城区内从上清寺至沙平坝方向和上清寺到南平那一带,都处于山脚下,而且都是陡峭的山壁,离地面有数百米的高度,长期在风吹雨淋中渐渐被风蚀,再加上上面是居住密集的居民区,有工厂学校,因此对这一带的植被的破坏也十分的严重,泥土和石块常年累月的暴露在外面,暴露在下面车水马龙的公路上方,万一发生了滑坡那后果是不堪设想。

  在无法改变公路道路的情况下就只有不惜巨资对坡面进行改造,特别是在易发生滑坡的路段进行加固,以前的办法则是水泥加钢筋,这么一来放眼望去,一边是嘉陵江的清澈江水,另一边全是白茫茫的水泥面,一座座山都光秃秃的全是水泥,首先在视觉上来说就不能给人们一种美好的视觉享受,特别是对驾驶员来说,更容易造成眼部的疲劳,再加上人们对生态环境的重视,对水泥加钢筋的护坡方法表示怀疑,而且昂贵的造价也让施工缓慢进行。

5、植被护坡

  针对上诉情况,很明显,钢筋加水泥的保坡方式已不被人们所接受,因此就必须寻找一种全新的方法进行护破,再加上人们对自然的渴望,于是便把生态与护坡联系到一起,让植被代替水泥,让根系代替钢筋。然后再进一步的研究,列举出生态护坡的可行性,首先生态护坡能依靠植物良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力,同时生态护坡具有造价低、能美化环境的独特效果,在国外已得到了广泛的应用。采用植物防护,增加植被面积,减少地表径流,可从根本上减少路基的水土流失。植物覆盖对于地表径流和水土冲刷有极大的减缓作用。枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量,庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分,还可稳定地表土层。而没有植被覆盖的地方,降水量全部落在地表面,形成径流,造成水土侵蚀和冲刷。植被的根系能与土层密切地结合,根系与根系的盘根错节,使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,固定沟坡,阻挡冲刷和塌陷,有机械的防护作用。而且还能恢复自然,保证交通安全,改善道路环境,由于道路具有带状分布,表土缺乏,土质条件差,边坡陡峭,小气候复杂等特点,因此其维护不同于其他公园里的植被。

6、植被护坡的作用

6.1 水土保持,防止水土流失

  自然植被可以防止砂土和土壤养分的流失。能有效的减少道路坡度的地表径流,防止沙石因为雨水的冲击散落到公路上,对来往的车辆造成极大的不便。边坡的植被覆盖率达到30%以上时,能承受小雨的冲刷,覆盖率达80%以上时能承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时,能抵抗冲刷的径流流速达6m/s,为一般护坡工程的2倍多,植被的存在,对减少边坡土壤的水分蒸发,增加入渗量有良好的作

6.2 生态平衡

  虽然沿路的植被不能像森林一样对生态平衡及对气候的调节造成一定的影响,但在其小范围内对小环境的平衡能和对环境的保护做出一定的贡献,并且能有效的恢复因修路而破坏的自然,改善道路环境。

6.3 用植被措施来增强斜坡稳定性和减轻土壤侵蚀

  在植被的保护下能从根本上阻止土石岩体失去平衡,在自重力作用下,脱离母体坠落或、移动,有效的防止了滑坡而且对对公路沿线行驶的车辆及公路形成一个安全的保护网,免受滑坡等地质灾害的威胁。而且植被能降低土壤孔隙压力,其的根系的作用,土壤剪切力提高,增强了土体的粘附力。这种作用与“加钢筋”的作用有些相似,而且在护坡过程中很多方面都超越了钢筋,能牢牢的将土石围绕,其稳定作用是被全世界认可的。

6.4 绿化美化沿路景观

  植物防护已较多地用于土质上下边坡的防护中,既保护了边坡,又美化了环境,在坡面上点缀不同的植物,对乘客或驾驶员从视觉上得到了良好的享受,而且还美化了城市景观,增加了城市的绿化面积,可谓是一举几得。

6.5 改善土壤环境

  自然植被通过改善土壤的化学、物理和生物结构,从而提高土壤的肥力。改善物理结构,是指植被可以使土壤孔隙度增加,土壤含水量和透气性提高。改善生物结构,是指植被可以使土壤中的微生物变得丰富,土壤腐殖质含量提高。改善化学结构,是指植被可以把枯枝落叶层的养分返回到土壤中。此外,植被可以使空气中的部分元素转移到土壤中,比如固氮作用。陕西省一项研究表明,植物枯枝落叶层的腐烂可以使每年每公顷平均3990kg的硝酸盐返回到土壤中。

6.6 消除驾驶员的眼部疲劳

  在驾驶员长时间的驾驶过程中,周围呆板的景物容易导致驾驶员眼部的疲劳,在疲劳的状态下行驶还易导致车祸的发生,具科学研究调查,绿色对于缓解眼部的疲劳是正确可行的,绿色是种柔和的色调,在植物“绿色”的感官引导下,可在一定程度上为驾驶员避免各种眼疾的形成,形成一个健康、舒适的行车环境。

7、道路护坡工程栽种植物的选择

  在栽种植物以前,应首先进行工程区域的植被调查,然后根据植被调查结果,充分考虑到栽种植物与周边环境的协调、景观、安全性、地域适应性及生态平衡的问题,并按以下条件进行严格的选择:

①适合气候、气象条件的植被树种

②土壤要求低;

③原有品种;

④抗病虫害能力强,对周围环境的危害性小;

⑤寿命或者效果发挥时间长;

⑥具有能够美化环景的效果;

⑦容易维护管理;

⑧具有市场性。

8、道路植被的养护管理

  有了良好的植被,道路的安全得到了极大的保障,作为功臣,对其嘉奖也是不可缺少,要是缺少养护或没跟上,那后果又相当的严重,因此对于后期的养护管理也需要专职人员进行操作,才能更好的发挥植被护坡的作用。

8.1 灌溉

  公路护坡的草坪植物播种载植后,应根据土壤情况,降雨情况,适时喷洒浇水,以保证萌发及时快速生根,浇水时注意水流细而缓,每次浇透,待起生根后可酌情减少浇水。

8.2 修剪

  一般每年一次,对生长快的,不整齐的进行修剪,特别是对草坪和灌木带要整齐美观,而且修剪要在凑穗前,若在生殖期修剪则对草坪的损伤比较大。

8.3 施肥

  由于公路多为挖方土,土壤贫瘠,土质量差,建植前适施复合肥,建植后适量追施肥料,施肥量100-150克每平方米,避免在高温高湿时进行。

8.4 杂草与病虫害防治

  若杂草严重,及时用化学或人工祛除杂草,发现病虫害要即使喷洒杀虫剂,杀菌剂。

  总之,搞好道路护坡的建设,确保公路边坡稳定、安全、搞好环境保护,要深入了解公路边坡破坏的型式与机理,针对不同工程对象的土质、水文、气候等特点,灵活采用不同的防护型式,加强设计,加强植被管理,加强施工建设,建安全之路、建生态之路、优美之路。

[参考文献]

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