土质边坡生态防护研究

土质边坡生态防护研究（精选9篇）

土质边坡生态防护研究 第1篇

近年来, 我国大量的基础设施建设, 如铁路、公路和水利工程等建设中, 采石场和露天矿山等开采中, 开挖边坡破坏了植被, 造成严重的生态破坏和水土流失, 还可能造成滑坡、泥石流等地质灾害, 给人民的生产生活带来严重危害[1~3]。截至到2010年底全国铁路营业里程达到9.1万km[4], 高速公路里程达到了7.41万km[5], 而到2015年, 预计将分别达到12万km和14万km。到2015年, 矿山的地质环境将得到全面治理, 其恢复治理率达到35%以上, 土地复垦率达到30%以上[6], 这些当然也包括很多边坡的植被恢复。这些裸露的边坡若靠自然的力量恢复其生态平衡常常需要很长的时间[7,8], 因此我国的边坡人工生态防护任务繁重。本文总结了边坡生态防护的历史和现状, 并提出一些看法, 旨在为进一步发展提供参考。

边坡的生态防护也称植被护坡, 是近年来国际上越来越流行的一种边坡治理方法, 是通过土木工程和生物技术相结合形成的一项新兴综合技术, 也是利用植被进行坡面保护和侵蚀控制的途径与手段[9]。国外一般把植被护坡定义为[10~12]:用植物或者植物材料与工程措施相结合, 以降低坡面的不稳定性和侵蚀;或靠植物 (主要是草本和木本类植物) 根茎与土壤间的作用力以及地上茎叶的作用来加固和绿化边坡。

2 国内外研究历史及现状

2.1 国外研究动态

边坡生态防护实践有着悠久的历史, 但也有名称之争;英文有称Biotechnique、Soil Bioengineering、Revege tation或Vegetation等, 国内有植被护坡、植被固坡、坡面生态工程等名称[11]。为此, 以植被护坡为主题的国际学术会议于1994年9月在牛津举行。1633年, 日本人采用铺草皮、栽树苗的方法治理荒山, 成为日本植被护坡的起源。1951年, 日本利用外来草种的植生盘用于道路坡面绿化。1959年, 种子喷射法在京都东山公路边坡得到了成功应用。1960年, 日本从美国引进的液压喷播设备并得到了广泛的应用。到20世纪70年代, 其植被护坡几乎与公路建设同步发展, 边坡绿化技术得到了发展, 日本植被护坡工程技术处于领先地位, 植被护坡被称为坡面绿化[13,14]。

2.2 国内研究动态

早在16世纪末, 中国就有植被护坡应用的记载[17], 通过在河岸两边栽植柳树来加固与保护河堤;到17世纪, 开始利用植树种草保护黄河河岸;19世纪起, 采用防护林水土保持和防风固沙;这些技术都采取的植被护坡原理与方法。我国虽然记载较早, 但在技术的应用方面起步较晚。1989年广东从香港引进的喷播机, 在华南地区进行实验研究。1991年, 从日本引进液压喷播设备在黄土高原区进行坡面喷播绿化实验研究。经过不断的改进和国产化, 液压喷播技术已广泛应用于我国的不同地区的公路、铁路、水利和矿山工程的边坡防护[15~18]。

3 边坡生态护坡的主要形式

立地条件是影响植被恢复是否成功的重要条件之一, 因此边坡立地条件的划分是植被护坡的第一步。一般将边坡划分为土质边坡和石质边坡两类, 不同的边坡类型采用的护坡技术也不一样。

3.1 土质边坡的生态防护

3.1.1 香根草篱法

香根草护坡[19~24]依靠其高覆盖度和发达的根系加固防护的功能, 在坡面上栽植高密度香根草的边坡防护技术。由于香根草具有繁殖能力强、根系发达和耐贫瘠等特征, 因此广泛应用于南方温暖湿润地区的水土保持和边坡防护。

3.1.2 铺草护坡

铺草护坡[25]是将培育好的草皮直接固定在工程坡面或创面, 使其快速形成草坪的护坡绿化技术, 具有工期短、成绿效果快、施工不受季节限制等优点, 已应用于青藏铁路唐南段大多地处高寒草原区[26], 特别是在运动场地和园林绿化中较为常见。

3.1.3 植生带法

植生带[27~30]是采用机械设备, 把草种、肥料和保水剂等固定在无纺布或其它材料上, 直接铺在坡面使种子萌发生长, 在国外应用较早, 我国在20世纪80年代开始试制和应用。由于植生袋的保肥、保水、保种, 草种出苗率高且整齐, 运输安装方便以及植生带材料的可降解等特点, 现已广泛应用于大型绿地建植、开发区生活区、厂矿、公园、高尔夫运动场、机场、高速公路等。

3.1.4 液压喷播法

液压喷播[31]是将草种、纤维、保水剂、粘合剂、肥料和染色剂等与水的混合物通过喷播设备喷射到边坡上的绿化技术。由于机械化水平高、效率高、成坪快及均匀等特点, 现已广泛应用于公路、铁路、堤坝、矿山等绿化工程。

3.2 岩质边坡的生态防护

岩质边坡的立地环境特点[32]是不具备植物生长所需的土壤、水分和养分。因此要提前营造出适合植物生长的斜面环境, 如采取消减坡长及坡度、排水等工程措施[33]。目前公路边坡、采石场和矿山等岩石边坡的植被护坡方法主要有以下类型:

3.2.1 喷混植生法

喷混植生护坡[34~37]是三峡大学许文年教授主要针对岩石坡面绿化难的问题, 专门开发的专利技术, 是将含有草种、有机质和混凝土混合物喷射在坡面的绿化方法。该技术适用于开挖后的岩石坡面的植被恢复, 尤其对立地条件较差的环境, 效果明显, 如砾石层、软岩、破碎岩以及较硬的岩石等。

3.2.2 三维植被网法

三维植被网[38~44]是将树脂等材料通过高温挤拉伸等工序形成相互缠绕, 接点焊接, 底部为高模量基础层的三维立体结构网垫。因此它具有抗水冲刷、固土蓄水、阻风保温功能等优点, 已在公路边坡和大坝边坡等工程上中成功应用。

3.2.3 飘台法

飘台法或沟槽法[45~48]在高陡的岩质边坡上, 在同等高度上安装水泥预制板或以修筑种植穴的形式, 创造植物生存的环境。在种植槽穴内装填土壤和肥料以及种植灌-藤-草等植物, 优点是易推广, 见效快。由于其少土少水的缺点, 仅适用于部分草本植物的生长。

3.2.4 阶梯法

阶梯法也叫挖沟护坡法。这种方法的优势在于充分考虑了岩壁自然的凹凸面, 在类似阶梯平台上修筑种植槽, 栽植乔木或攀垂植物, 从而形成稳定的绿化植被生态系统, 是植树造林常用的方法之一。客观而言, 该方法虽然绿化效果及优势明显, 但存在施工难度大, 土石方工程量大和排水系统复杂等诸多问题, 通常用于矿山石壁绿化等高标准的绿化项目。

4 边坡生态防护存在的问题

生态护坡是个系统的工程, 其程序如下[33]: (1) 恢复目标-植物选择; (2) 绿化基础工程; (3) 植物栽植 (播种或植苗) ; (4) 保护管理, 缺少任何一项就不可能完成任务。简单的绿化很容易出现“一年绿, 两年黄, 三年亡”的景象, 最终还是二次生态退化。

目前, 边坡生态防护主要存在以下几个问题: (1) 在植被恢复初期, 边坡上的草本植物覆盖绿太大, 而乔灌木较少, 达到了复绿的效果而没有起到护坡的作用; (2) 在选择植物时, 过多地引用外来植物, 而忽视了对乡土植物的利用, 可能会引发新的生态入侵问题; (3) 植被护坡的理论研究还比较落后, 对绿化工程实施后的效果缺乏系统的评价研究。

5 边坡生态防护发展趋势

笔者认为边坡生态防护的首要任务是护坡, 有必要采取工程措施先保证其安全稳定性, 再考虑植被的美观等。目前边坡生态防护的发展趋势, 主要体现在以下几个方面[50,51]: (1) 工程措施与植被防护的结合, 建立稳固生态的防护体系; (2) 从景观尺度上设计边坡防护工程, 综合选择多种类型植物相配置, 如草、灌、花、乔等; (3) 重视乡土植物品种, 要达到稳定的顶级群落最终还是乡土植物; (4) 加强植被护坡技术的标准化与规范化研究[52]; (5) 加快国产边坡绿化材料及设备的研发, 降低对进口产品的依赖来降低成本; (6) 加强边坡绿化工程的效果评价与维护管理方面工作, 建立科学的评价指标体系和标准, 并依据检查结果对边坡生态统进行维护管理[53]。

因此, 边坡绿化要结合我国实际情况, 因地制宜地根据不同的绿化目的、不同的边坡立地条件, 采取多样化的绿化思想, 才能保证绿化功能的充分发挥[53,54]。

摘要：指出了随着我国的基础设施的大量建设, 产生了大量裸露边坡, 不仅加剧了生态的退化, 还可能对人民生活生产带来危害。阐述了边坡的生态防护技术的发展历史和现状, 根据边坡不同的立地条件, 总结出了目前主要的生态防护技术, 提出了当前存在的问题并对未来的发展方向进行了探讨。

土质边坡锚固造孔施工研究论文 第2篇

摘要：在我国进行大规模基础建设中，岩土锚固工程遇到了各类复杂地层，造孔的问题也越来越多，本文探讨黄土地层中锚固孔造孔施工技术同时附带探讨砂砾、卵石层中锚固孔造孔施工技术。同时通过工程实践探讨总结锚索、锚杆在土质边坡和冲洪积砂砾、卵石层地质条件下，技术上可靠、经济上可行的造孔施工方法，用以指导在今后遇到类似工程情况下，降低成本快速高效地施工。

关键词：土质边坡锚固造孔施工

0引言

目前我国进行大规模基础建设中，岩土锚固工程遇到了各类复杂地层，造孔的问题也越来越多。在各类地层造孔一般是：采用大型设备造孔则运行的费用居高不下，再者大部分锚固工程施工在山区及边坡上，交通不便，大型设备很难运用，只能是人工搭建脚手架采用小型设备进行施工，而小型设备在造孔过程中易塌孔卡钻、钻头磨损严重。那么如何在各类地层中实现高速度、高质量、低成本造孔的普遍技术难题也越来越突出，急待我们工程技术人员去研究探讨，总结推广。

1概述

该工程为兰州市某经济适用住宅小区建设的配套工程。正在规划建设中的兰州市某经济住房小区地处兰州市七里河区，位于兰新铁路线以南、雷坛河以西，西靠华林坪山体。西侧发育有滑坡两处（H1、H2），位居场地南北两侧，中部为不稳定斜坡（X1），危险性大。对华林坪山体进行及时有效、科学合理的综合治理，既能够保证该经济住房小区建设工程的顺利实施，以及建后该小区住户的人身、财产安全，而且对美化环境和市容也有一定的意义。

2地质条件

2.1地层岩性根据开挖形成的边坡揭露及边坡勘查地质钻探资料反映，该段边坡的地层分布较为简单，主要地层岩性如下：

2.1.1上部为第四系洪积黄土（Q42eol），黄褐色，主要成份为粉质低液限粘土和细沙，土质均一，结构松散，稍湿，稍密，具可塑性。在边坡上未发现夹层，边坡地层单一，黄土直立强。经取样，测得黄土深部的天然含水量为16.2%~24.6%，经直接快剪试验，该层黄土的粘聚力为16~37KPa，摩擦角为24.2~27.4°。此黄土地层是构成人工边坡的主体。

2.1.2下部为第四系冲洪积砂砾、卵石层（Q4al+pl），厚度大于5m，卵石粒径15~40mm，磨圆度好，呈浑圆状，级配差，青灰色。此层为黄河的多级阶地，沿边坡走向（南北方向，该层平均厚度约3°，垂直边坡方向，该层最大厚度约7°，该层在边坡范围内全被黄土层覆盖。该层也是建筑物较好的持力层。

2.2黄土地层节理、裂隙发育情况根据调查在此层黄土地层中存在三组裂面：①走向近SN/85°；②NE55°/S85°E，该两组裂面延伸性好，长达5~15m，下切较深；③NE20°/SE55°。从目前边坡产生坍塌变形的H1、H2范围及坡面上产生的鼓起、开裂变形均受该组裂面控制。这是本段边坡产生危害的因素之一。

2.3地下水情况受地形地貌的控制，大部分边坡地段地下水埋藏较深，钻探未揭露，从厚度约25m的黄土地层中的钻探过程中，未发现地下出露。这与岩土工程勘查报告中的结论相一致。

3边坡加固施工方案

该山体边坡高度为15m~35m，根据本工程地质勘察提供的资料结合现场实际情况，确定坡角底部采用13m高锚杆挡墙护坡，锚杆间距2.5m，梅花型布设，锚杆头焊接十字架砌筑在挡墙内。然后整个边坡采用锚杆框架梁对边坡进行整体加固，框架梁间隔2.5m，滑坡较为严重部位用锚索框架梁对进行加固。

4锚杆及锚索造孔施工

4.1钻孔设备选择传统钻孔设备选择主要是从钻机、钻杆、钻头、合金头等几个方面入手，加强某些方面的优点，回避某些方面的缺点，使之在特定的工程中有高的性价比。

4.2锚孔测放边坡施工遵循边挖边加固的原则，即开挖一级，防护一级，不能一次开挖到底，避免边坡长时间暴露，使边坡在施工过程中保持稳定。应将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm。

4.3钻机就位锚孔钻进施工之前，搭设满足相应承载力和稳固条件的`脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机。并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位的纵横误差不得超过±50mm，高度误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差±1°，方位允许误差±2°。

4.4锚孔钻孔本工程锚杆钻孔孔径φ110mm，孔深为8～16m，锚索钻孔孔径为φ130mm，孔深为15～25m，锚孔方向垂直破面走向，倾角下倾20°。

4.4.1黄土层钻孔①CSJ-40锚固钻机：CSJ-40锚固钻机钻孔采用干钻（螺旋钻杆钻进），以确保锚固施工不致于恶化边坡的稳定性。钻机定位调整好角度后钻杆钻进时，慢速钻进30cm校正好角度后均匀钻进，当钻杆达到设计深度后，考虑到孔底沉渣再超钻50cm稳定1~2min，然后慢速拔出钻杆。②洛阳铲：洛阳铲实际是人力冲击钻具的一种，在市场上现成样品也可以买到。

在造孔时首先确定孔位，为了保证孔位及孔斜，我们先用罗盘测量放点、放线，确定锚孔的方位，再利用角度支架，将倾角方位确定，然后在两支架间固定两条线绳，进行水平投影。然由一人执铲，另一人辅助造孔，靠人力冲击黄土成孔，每铲冲击旋转然后取出带走土渣，在造孔中随时用罗盘进行测斜。根据工程实践建议洛阳铲不宜造16m以上孔。

4.4.2黄土层造孔可行性比较①通过对兰州市雷坛河华林坪山体加固工程3个试验孔和538个锚索孔的施工，我们对各种造孔设备进行了测算。②在3种造孔设备中，以CSJ-40锚固钻机纯造孔时间最快，而洛阳铲最慢。

4.4.3 砂砾、卵石层成孔 空气潜孔锤偏心跟管钻进系统主要由潜孔冲击器、偏心跟管钻具、管靴和套管组成，工作时由钻具提供回转扭矩及给进动力，由空气压缩机提供潜孔冲击器工作的动力和排出岩屑的冲洗介质。

4.5 锚孔清理 钻进达到设计深度后，不能立即停钻，再稳钻1～2分钟，防止孔底沉过多渣，达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉渣，必须清理干净。钻孔结束后，检查孔深及倾角，达到要求后用高压风吹孔，待孔内粉尘吹净，用编织袋塞好孔口进行防护。

4.6 锚孔检查 锚孔钻孔结束后，经现场监理检验合格后，方可进行下一道工序。

5经验总结

在华林坪山体加固工程中在黄土层造孔中，我们准备在黄土边坡造孔主要运用CSJ-40锚固钻机，但通过实践检验：16m以下孔（包括16m）用洛阳铲是理想的造孔工具。总而言之，根据不同的施工实际情况选定造孔机具，在边坡处理中，尤其是高边坡处理，造孔设备越轻将越占优势。

6结束语

钻孔作业是岩土锚固工程施工中的一个重要技术环节，影响到工程质量和效益，在工程施工中要严格控制。在对工程的地质条件和环境条件的全面调查和试验研究的基础上，通过科学合理的设备机具的选型配置，我们就能克服锚固造孔存在的困难，取得很好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]苏自约，陈谦，徐祯祥，刘璇主编.《锚固技术在岩土工程中的应用》.人民交通出版社.

[2]闫莫明，徐祯祥，苏自约主编.《岩土锚固技术手册》.人民交通出版社.

[3]中国地质调查局主办.《探矿工程》5月.地质出版社.

有关公路路基边坡的生态防护研究 第3篇

在进行公的边坡的生态比较恶劣的结果。除了在建设当中的不可避免的破坏性行为之外, 路建设的过程当中难免会对周围的生态环境造成破坏, 这也就直接影响到了路基在自然因素的影响之下也对路基边坡的生态环境造成了影响, 例如雨水的侵蚀、风化以及融雪的冻结等。在夏季的时候, 雨水比较多, 由于植被的破坏再加之雨水对于不稳定土层面的冲击造成了沿水流方向形成的沟壑;在冬季的时候, 积雪比较多, 这样边坡的土质就会遭到破坏。除了自然的因素之外, 人为因素也是一个主要的方面。

综上所述, 路基边坡的破坏的主要原因就是自然环境的侵蚀以及人类在建造公路之初对于路基边坡的生态的破坏。

二、边坡生态防护的意义

在现在的公路建设当中对于边坡的生态防护是非常受到重视的一件事情, 边坡的防护形式也是多种多样的, 例如植被、网格防护以及一些其他的形式等。在现在的边坡生态防护的工作当中, 最受青睐的就是植被防护了, 这一措施不仅可以达到边坡防护的目的, 有对公路的周边环境进行了美化, 可谓是一举两得的一项举措。植被不仅可以固定边坡的土壤还可以美化环境, 这一举措不仅能够解决建设与环境破坏之间的矛盾还可以促进国家的可持续发展。

边坡防护可以是单利用植物来承担防护的工作, 还可以是利用植物与土木工程和非生命的植物材料的结合物来承担。边坡防护具有以下意义:

1边坡防护有利于环境的改善。在进行公路建设的过程当中对周边的环境造成了严重的破坏, 对公路的路基边坡实施生态防护工程有利于周围环境的改善, 绿化面积逐渐恢复, 绿化可以缓解人们在行驶过程当中的疲劳, 有利于人们行驶质量的提高。

2边坡防护有利于交通环境的改善。在一些研究当中显示如果人长期关注某一事物的时候就会产生视觉的疲劳, 在进行边坡防护之后, 人们的视觉得到了缓解, 除此之外, 人们在行车的时候, 阳关的照射会对驾驶人产生影响, 有了植物的遮挡, 阳光对于驾驶人的影响就会减弱。绿化可以避免阳光的长时间直接照射, 减少了地面的老化, 延长了路面的使用寿命以及路面的安全指数。

3边坡防护有利于防护自然危害。在进行公路建设的过程当中, 不仅对于周围的生态进行了破坏, 对于地面土质的稳固性也造成了影响。在一些自然因素的作用下, 例如雨水的冲刷以及积雪的作用, 土质的固定作用就会受到影响, 我们进行植被的防护, 植物的根部可以对土壤起到固着的作用, 在自然环境下减少了土质的改变以及土质的流失, 间接的保护了公路的安全性能。

4边坡防护可以作为指引的路标。边坡防护是一项在全世界盛行的可持续发展项目, 对于每一个国家都是非常有利的, 但在每个国家的措施却是不一样的。在一些国家当中, 他们利用公路周围的植被来作为位置的确认, 虽然这一应用尚未在我国得到应用, 但这也是边坡防护的一个比较有意义的作用, 是值得我们去开发研究的。

三、边坡生态防护的技术

边坡防护是一项比较基础的工程, 在这一方面的技术也是各种各样的, 各有特色, 下面我们就对不同的边坡防护技术进行分析。

1直接利用植被。植被是最简单的一项技术, 但这项技术的局限性是比较大的, 植被的种植范围的受限也就造成了这一技术的受限, 但在适宜的平缓地带还是比较有应用价值的。

2浆砌片石护坡。这项技术主要是浆砌片石来避免了雨水的冲刷和对坡面的固定, 这项技术主要适宜与坡面有一定斜度的边坡防护工作当中, 但这项措施使用的是片石, 对周围的环境没有起到改善的作用, 所以它的应用也逐渐的减少。

3骨架植被防护。骨架植被防护是现在广泛应用于斜坡的边坡防护中的一项技术。这项技术主要是利用片石或者是混凝土来构建骨架, 然后在骨架的内部进行植被的栽植, 一般情况来说, 在斜坡的边坡防护中, 植被多以草皮或是一些比较低矮的植物为主。在这项技术当中, 我们不仅可以改善公路周边的生态环境, 还可以保护边坡被雨水冲刷, 延长路面的使用寿命。

4挂网喷射混凝土护坡。这项技术主要是适用于一些边坡有一定的斜度而且石质比较疏松的地带。在一些山区地带进行公路的建设必将对山石的稳固性造成破坏, 为了避免在行驶过程中碎石造成的损失, 我们选择钢筋网来对山石的稳定性进行加强。

5土工格室植被护坡。土工格室是一种新型的合成材料, 它具有合成材料的强度好以及抗氧化等优点, 很适用于长期暴露在自然环境下的边坡防护工作。这项技术在石料缺少或者是环境需求比较高的地方的应用是比较广泛的, 在斜坡上铺设土工格室, 然后在每一个空格内种植植被, 不仅可以优化生态环境还能够保证边坡的安全性能。

6混喷植草防护。混喷植草防护是一项新型的边坡防护技术, 也是最符合生态这一理念的一项技术。这项技术主要是将土壤、种子、水泥、养料及一些有机物质的混合物质利用特别的喷射装置喷射到边坡上面, 水泥的粘固作用可以使种子附着与边坡上, 在养料与水分的滋养之下, 很快就可以形成一片绿带, 除此之外, 在喷射的过程中形成的网格状的结构也有利于边坡的固定。

结语

公路建设是一个国家发展的必要过程, 但盲目的建设而忽视生态环境的保护也是不利于国家的持续发展的, 所以我们需要对于公路路基的边坡进行生态防护工作。在实施这项工作的时候, 我们应该以恢复生态环境和保证公路安全为最基本的原则, 我们应该对公路的周边环境以及边坡的实际情况进行分析, 再结合实际的情况来选择最合适的边坡防护技术。在防护实施的过程当中我们应该注意每一个细节, 认真完成每一个步骤, 只有这样, 我们才能够出色的完成边坡的生态防护工作。

参考文献

浅析高速公路边坡生态防护 第4篇

秦利珍

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北省武汉市 430074 摘要：鉴于高速公路生态防护的现状以及作用机理，提出要根据当地的气候条件、地质条件和工程要求，选择生态防护的类型、植物的种类以及相应防护类型的优缺点。关键词：高速公路边坡生态防护拱形骨架客土喷播引言

近年来，为了适应社会和经济的快速发展，全国高速公路的建设飞速增长。尤其在江、浙、鲁等省高速公路网四通八达，基本实现了县县通高速。据交通部第二次全国公路普查结果显示，我国高速公路里程近2万km，列世界第二位。

由于高速公路自身存在的特定因素，如线形条件要求高，而相当部分的高速公路不可避免的要穿过山区、丘陵。因此，高速公路的边坡防护显得尤为重要。传统的高速公路边坡防护大多采用挡土墙、锚固网等大型的工程防护，使公路沿线成为令人厌倦的“灰色长廊”，这不但给沿路的生态环境造成了毁灭性的破坏，而且修建和维护都需要很大投入。另外，从美观和环保等角度来看也存在着诸多不合理因素。边坡生态防护的现状及趋势

我国早期的公路边坡生态防护，基本上采用的是在坡面上单一的铺草皮植被的绿化方式，这种形式绿化困难大，成活率较低。现在我国高速公路的低矮边坡也采用复合植被的绿化方式，90年代以来拱形骨架内植草防护及钢筋（土工）网的客土喷播，使生态防护技术在我国得到广泛应用。生态防护的作用机理

边坡生态防护技术是基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，结合其他工程材料在边坡上构建具生态功能的护坡系统。通过生态工程自支撑、自组织、与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的。

一般认为生态防护的主要作用机理是植物根系对边坡土体的三维锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体浅层的松散风化层，锚固到稳定层，起到锚杆作用，可视为三维加筋材料，可增加土体的凝聚力。另外，植物的蒸腾作用对地下水系的影响，以及微生物对土体的自我调节功能也对边坡防护起着不可忽视的作用。高速公路生态防护的作用

高速公路边坡生态防护的核心是保持生态平衡，因此具有工程防护以及其他防护类型

不可取代的作用和地位。

4.1 维护生态平衡

高速公路沿线边坡的开挖，造成大量植被的毁灭、水土的流失，所有这些均给自然生态环境造成了极大的破坏。生态防护通过种植植物，人为修复遭到破坏的环境，通过其自身内部的自我调节功能，恢复自然的生态平衡，起到真正的生态防护效果。

4.2 减少雨水冲刷，稳固路基

公路边坡开挖后，大部分坡面岩体裸露在外，雨水对坡面的长期冲刷极易造成边坡坍塌、滑坡等事故的发生。对边坡进行生态防护后，坡面植被能够实现台阶消能原理，降低水流速度，减小水流对坡面的冲刷。

4.3 边坡生态防护的三维锚固作用

对节理发育、破碎较严重的边坡进行生态防护时，一般采用三维土工网。除了三维网中锚杆和钢筋网对岩体的加固作用外，坡面植被根系也可以增加破碎岩块的整体性，起到固坡的作用。

4.4 美化环境，减轻驾驶视觉疲劳

生态防护把多种形式的植物景观合理的搭配起来，给社会创造了一个良好的绿色视觉空间，减轻了司机因长时间驾驶造成的视觉疲劳，降低发生交通事故的几率。高速公路边坡生态防护设计

高速公路边坡生态防护设计应考虑多方面的因素，诸如边坡工程、水文地质条件、岩性以及气候条件等。生态防护设计应在边坡总体稳定的前提下进行，并考虑适合植物生长的适当坡度。如果存在大面积滑坡的可能则应采用其它类型的防护形式，如框架梁、抗滑桩、预应力锚索等。

5.1 植被绿化选择

植物种类应根据当地的气候条件，选择适合当地生长的植物。由于不同植物成长特性不同，可以考虑多种植物混配种植的方式，充分利用各种植物根系的特点，达到固坡和生态环境自我修复的双重效果。生态防护关键是如何长久绿化，所植（喷）草籽也更加要科学化，如采用小冠花、高羊茅、黑麦草等复合化种植，这些植被综合考虑了：根系发达，易繁殖，易成活，抗逆性强，耐贫瘠以及适应当地土壤和可粗放管理等优点。

5.2 生态防护的主要类型及各自的优缺点

边坡的稳定性评价是生态防护的重要前提，生态防护对边坡稳定性最主要的作用表现在对坡体表面破碎岩石的加固和防止水土流失，而坡体深层的破裂和滑移则需进行一般工程上的锚固，有时甚至需要适度的削坡，然后根据实际情况选择生态防护的类型。

(1)直接植草绿化防护

该类防护类型，全国所有高速公路均有所采用，一般多用于整体稳定性好，完整性高的低(高度在6米以下)土质边坡。边坡开挖一定坡度（一般在1：1~1：2之间）后，可直接

铺植草皮进行生态防护。该类防护简单可行，专业技术要求不高，另外，单位工程造价也较低。但该类生态防护方式抗不住大的雨水冲刷，成活率也不高。初期应加大成本提高成活率。

(2)拱形骨架内植草生态防护

多适用于坡比不陡于1：0.75的土质边坡。浆砌片石拱形骨架形成流水槽，防止雨水冲刷边坡，确保边坡稳定；拱内种植草皮美化环境。但是不太适用于高陡的石质边坡，因在施工槽拱时不易成槽，也不利于植被生长。所以填方区的下边坡拱形骨架防护在我国高速公路近几年来应用最为广泛。如“襄十高速（湖北襄樊至十堰）”多数采用拱形骨架防护，新建的“宛坪高速（河南南阳至西坪）”下边坡填方以拱形骨架防护为主。

(3)砌筑预制六棱块

预制六棱块多用于桥头锥坡，稳定性及防止雨水冲刷性能较拱形骨架更好。其内也能保水利于植被生长。但是，六棱块预制不方便，径向厚度较薄（一般为5~6cm），脱模及施工运输中易碎裂，且总成本比用浆砌片石防护还要高，可作适当改进，详见<<对比大样及效果图>>。

(4)客土喷播

多适用于上边坡，尤其是石质边坡，采用了钢筋（或土工）网的客土喷播。适用范围广泛，对于整体稳定性较好，或只有部分坡面岩体比较破碎，或边坡整体稳定性较差，坡面出现大块松动岩石，而且坡体大部分岩石碎裂的边坡，均可适用。如果直接植草防护，一方面不易成活，另一方面，雨水冲刷极易使坡面松动岩块滑落，从而导致坡面防护植被的坍塌，再进行二次防护困难加大，而且经济上不合理。边坡开挖后，钢筋网在安装前，对于整体性稍好的坡面，先将坡面整平，清除碎石，然后放置钢筋网并在网搭接缝处按一定间距打入一

定长度的固定钉；对于岩层结构差的坡面，挂网后视情况应打入一定长度的锚杆。然后将草籽、肥料、土壤、水等（视情况可加入少量水泥）按一定比例混合后直接喷射于已挂好钢筋网的坡面。该类防护施工的关键是控制混合物的配置比例，工程应用时须严格按实际情况和工程要求进行试配。小结

公路边坡生态防护能有效的防止坡面水土流失，加强边坡的整体性，并保护公路沿线的生态环境。在人类生存环境日益恶化的背景下，生态保护作用不言自明。在我国，由于长期只注重经济效益、缺乏环境保护意识，高速公路的修建造成了大量环境破坏，可以预见，边坡生态防护具有广泛的应用前景。2007年7月份通车的青藏铁路，给我们树立了保护环境的楷模，避免修建时的大挖大填，同时多设桥梁（生物通道）通过，这也表明了我国在发展中进一步加强环境保护的决心。

参考文献

土质边坡生态防护研究 第5篇

1 区域概况

沈大高速公路是中国境内第一条高速公路, 2004年完成扩建成为国内第一条双向八车道的高速公路, 该公路北起沈阳市金宝台, 南止大连市后盐, 全长348km。连接沈阳、辽阳、鞍山、营口、大连等5个城市, 境内属于温带大陆性季风气候区。日照丰富, 积温较高, 四季分明。年平均气温在7~10℃之间, 最高气温35.3℃, 最低气温-20.1℃, 受季风气候影响, 各地差异较大, 自西南向东北, 自平原向山区递减。年日照时数2800h左右, 降水量比较适中, 年平均在600mm左右, 60%~70%的降水集中于夏季, 多暴雨。无霜期均在150d以上, 由西北向东南逐渐增多。山地、丘陵、平原地貌类型交错分布。公路的边坡主要采用生物防护措施为主, 兼有少量结合工程措施防护, 根据立地条件不同, 生物防护措施包括栽植小火炬、紫穗槐、地锦、铺草坪和六角砖护坡中栽植紫穗槐5种防护方法。

2 研究方法

2.1 采样点的选择

采样时间段为2013年9月14~16日, 分别在沈大高速公路沈阳段、辽阳段、鞍山段、营口段和大连段各设10对采样点。在本试验中还考虑了边坡立地条件、坡度和坡向等主要特征。

2.2 生态防护指标选择

植物对高速公路边坡土体的防护主要表现在3个方面:地上茎叶的水文效益, 减缓地表径流, 地上部分拦截降水, 地下根系固结地下部分土壤。另外, 植物枯枝落叶的腐烂及豆科植物根系的固氮作用会改良土壤, 使土壤结构更为合理, 养分更加充分, 适合植物生长, 更有利于坡面的生态恢复, 进一步防止水土流失。

2.3 测定方法

2.3.1 覆盖度的测定。

采用仪器测定法, 利用传感器测量光通过植被层的状况计算植被覆盖度的一种方法。

2.3.2地上生物量的测定。

在中坡位按对角线设置4个3m×3m的样方 (草本取4个1m×1m的样方) , 将每个样方内的灌木 (草本) 植株地上部分全部收集, 分别称其鲜重, 计算每1m2的平均值。

2.3.3 有效根生物量 (加筋作用) 及主根锚固深度。

护坡植物多为豆科分蘖灌木, 根系庞大, 这里采用部分挖根法, 距主根20cm做圆, 在三等分点处分别向下挖。下挖深度40cm, 下挖面积为10cm×10cm, 将根筛选 (≥1mm) 、洗净、烘干, 称重。用卷尺测量单株植物主根长度, 取平均值。

2.3.4 边坡侵蚀类型。

按照边坡侵蚀程度, 将边坡侵蚀类型不同分为无侵蚀 (Ⅰ) 、击溅侵蚀 (Ⅱ) 、沟蚀 (Ⅲ) 、细沟状侵蚀 (Ⅳ) 、陷穴 (Ⅴ) 、崩塌 (Ⅵ) 六级。根据观测和近2年内边坡人工恢复记录进行评价。

3 结果与分析

沈大高速通行路段总体属于大陆性季风气候区, 但地理位置不同, 自然条件存在差异, 直接影响着植物生长, 进而影响护坡的防护效果。本次试验由于取样点分布一致, 所以没有考虑气候对实验结果的影响。

3.1 各防护措施坡面覆盖度对比

植被对坡面的覆盖不仅能有效地截留雨水, 减缓土壤水分的蒸发, 提高土壤墒情, 而且能够防止表面水土流失, 固结表土, 增强路基的稳定性。在各种防护措施中, 草坪防护覆盖度最大达到97%, 说明草坪在该高速公路上截留雨水和减缓水分蒸发上所起的作用最大。铺草坪宜于草类生长的土质路堤与路堑边坡, 草坪对水分的依赖程度较大, 这可能与该地区雨量充沛有关。其他防护措施覆盖度大小排序依次是地锦、小火炬、六角砖+紫穗槐、紫穗槐。 (具体见图1)

3.2 各防护措施植物地上生物量对比

在植物地上生物量方面, 由于高速公路边坡土壤保水性能较差, 导致降水对植物生物量的影响比较显著。各种措施坡面植物地上部分生物量大小排序是小火炬>六角砖+紫穗槐>紫穗槐>地锦>铺草坪, 差距较悬殊。说明小火炬防护在降低土壤侵蚀强度方面表现最好。六角砖+紫穗槐的值大于直接栽植紫穗槐, 说明六角砖能更好地保持水土, 防止雨水流失, 为植物的生长保留了更多的水分和养分。 (具体见图2)

3.3 各防护措施植物根系比较

植物根系对土壤的锚固和加筋力学作用在国内外已得到普遍的认可和大量的研究。根系能有效地分担土壤受力, 增强植物边坡的稳定性。目前研究结果表明, 植物根径≤1mm的根系在提高浅层土壤抗侵蚀能力上发挥的作用通过对有效根生物量的方差分析得出, 紫穗槐与六角砖+紫穗槐差异不显著, 其余差异均显著。综合来看, 自然条件下坡面的防护措施有效根生物量平均值排序为:草坪 (0.69g/dm3) >地锦 (0.61g/dm3) >紫穗槐 (0.41g/dm3) >六角砖+紫穗槐 (0.37g/dm3) >小火炬 (0.31g/dm3) , 紫穗槐的有效生物量大于六角砖+紫穗槐的, 说明六角砖在一定程度上抑制了植物的根系生长。主根深度大小平均值排序为:小火炬 (65.2g) >紫穗槐 (55.4g) >六角砖+紫穗槐 (51.4g) >地锦 (12.1g) >草坪 (7.3g) 。小火炬为亚乔木主根比灌木的紫穗槐和藤本的地锦要深, 由于草坪和地锦根系较浅, 所以对于表皮土壤的防护会起到一定作用, 但对于深层土壤的固土作用却不大。

3.4 各防护措施坡面侵蚀类型对比

自然坡面防护措施中, 小火炬和草坪防护在监督土壤侵蚀强度方面表现最好, 达到了Ⅰ级, 原因是小火炬的萌蘖性较强, 枝叶比较茂盛, 草坪较为密集, 所以不易发生沟蚀, 只能产生小面积的击溅侵蚀;紫穗槐和六角砖+紫穗槐防护表现基本一致, 达到了Ⅱ级, 说明了2种防护在一定程度上防止了坡面大面积侵蚀, 但防护效果没有小火炬和草坪明显;地锦防护在坡面侵蚀强度方面仍未起到明显的作用。

4 结论

自然坡面生物防护措施比较中, 小火炬的覆盖度、地上生物量、主根深度和边坡侵蚀类型4个生态防护指标表现均为最优。六角砖+紫穗槐在地面覆盖度上优于紫穗槐防护, 尤其在南坡和坡率1:0.75时, 这种差距更为明显, 在地上生物量和主根锚固深度2个方面表现不如紫穗槐防护。铺草坪在覆盖度和边坡侵蚀类型2个方面表现比较突出, 但在有效生物量和主根锚固深度方面最差。地锦防护在覆盖度和有效根生物量方面表现良好外, 其他方面表现较差。试验结果表明, 小火炬的综合防护效果表现最好, 具有良好的水土保持效果, 但其强大的繁殖能力可能会对其它植物造成侵害。本文未对其侵害性进行调查研究。因此, 笔者将经济指标和景观效果纳入评价体系, 综合分析认为自然坡面防护方案中, 5种防护措施紫穗槐综合效益最好, 地锦、小火炬和铺草坪次之, 六角砖+紫穗槐的综合效益最差。

摘要：边坡生态防护理论在我国的发展日趋成熟, 辽宁省高速公路在自然的立地条件下, 主要应用了栽植紫穗槐、小火炬、地锦, 种植草坪和六角砖+紫穗槐5种生态防护措施。本文通过对沈大高速公路的植物护坡进行了大量调查和分析, 对比得出这5种防护措施的防护效果不同, 综合分析认为紫穗槐综合效益最好。以期为指导生物措施护坡的设计施工及养护提供一些参考依据。

关键词：高速公路,护坡,生态防护

参考文献

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[3]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.

[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.

土质边坡生态防护研究 第6篇

关键词：公路边坡,生态防护,护坡功能,锚固作用,加筋作用

1 边坡生态防护的前景

随着我国基础设施建设的发展,特别是高速公路的快速发展,推动了我国经济的繁荣。但是,在基础建设过程中,也使生态景观遭到了不同程度的破坏,改变了所在地区的自然地貌特征。公路建设将对生态系统产生五种生态学效应:阻隔效应、近效应、城镇化效应、小气候效应、公路交通环境污染效应。这五种效应不仅表现在人类活动区域的环境质量的下降,还将使公路两侧的自然生态系统的生存环境质量下降,进而影响生态系统的稳定。生态防护是利用植被涵水固土的原理稳定边坡,同时又美化生态环境的一种新技术,它既可以防止水土流失、节约投资,又可以防止边坡坍塌、滑坡等危害。因此,为了避免土壤侵蚀的发生,延长道路的使用寿命,减少交通事故,利用植物生态措施进行边坡防护既经济又安全。而且,生物防护除了护坡功能之外,还兼有美化与改善环境的功能。

2 生态防护的发展现状

早在20世纪50年代,边坡生态防护就被日、美、德等国家应用在边坡防护工程上。日本的公路边坡生态防护和公路的修建几乎是同时起步的,但早期的公路边坡生态防护,基本上采用在坡面上单一的铺草皮植被的绿化方式,这种形式绿化困难大,成功率较低。理论研究方面,国外学者也做了大量的研究工作。Ellison和Cman-drake等学者通过观测昆士兰森林覆盖区在砍伐后的坡体运动,提出森林覆盖的坡体比草皮覆盖的坡体有更大的蠕动速度,森林加重的坡面负荷造成了边坡的失稳破坏;Gray(1974年)通过对砍伐区连续5年的监测发现树木砍伐区边坡的蠕变明显大于森林覆盖良好的边坡。实践证明,植被覆盖良好的边坡比裸露的边坡出现滑坡的频率要低得多。

然而在国内,由于成本等多方面的原因,只有少数边坡采用。最近几年,出于对生态环境的保护,生态防护技术逐步引起重视。

3 边坡生态防护的机理

边坡生态护坡主要依靠坡面植物的地下根系及地上茎叶的作用护坡,其作用可概括为根系的力学效应和植被的水文效应两个方面,植被护坡的机理如图1所示。

3.1 植物的护坡功能

植物根系有很好的固土能力,能增强浅层土的抗剪强度,具有浅层加固作用。植被对坡面的保护作用反映在以下几个方面:1)植物截留。2)减少径流。3)减少产沙。4)增加土壤入渗。

3.2 植物根系的作用

1)深根的锚固作用。

植物的垂直根系穿过坡体浅层的松散风化层,锚固到深处较稳定的岩土层上,起到预应力锚杆的作用。在植被覆盖的斜坡上,植物相互缠绕的侧向根系形成具有一定抗张强度的根网,将根际土壤固结为一个整体;同时垂直根系的浅层根际土层锚固到深处较稳定的土层上,更增加了土体的稳定性。

2)浅根的加筋作用。

植物根系在土壤中盘根错节,使边坡土体成为土与根系的复合材料。根系可视为带预应力的三维加筋材料,使土体强度提高。

3)降低坡体孔隙水压力。

边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切的关系。植物要通过其根系吸收水分、通过茎叶蒸发水分来维持生命活动。根系吸收坡体内水分必然降低土体的孔隙水压力,进而提高土体的抗剪强度。植物根系越深,吸收水分的范围越广,降低土体的孔隙水压力作用的范围也就越大,越有利于边坡稳定。

4 边坡生态防护的主要方法

植物生态护坡已经在公路、铁路、河道等边坡工程中使用,其主要类型与适用范围见表1。

5 边坡生态防护的植物选择

边坡生态防护工程中护坡植物的选择非常重要,边坡生态防护的植物应满足以下要求:

1)适应当地气候,耐寒耐高温,抗旱性强,生存能力强。

2)对土质要求不高,耐瘠薄耐粗放式管理。

3)具有发达根系,扩展性强,成活率高,固土效果强。

4)多年生,生长快,绿期长,对地表覆盖能力强。

5)种子来源丰富,发芽力强,育苗容易并能大量繁殖,容易更新。

6 结语

边坡生态防护具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,是公路建设工程中可持续发展的重要对策之一。从国家经济发展的全局性、长远性和可持续性出发,必须把生态环境保护与恢复放在国家经济发展的首位。在公路边坡生态防护中,我们要倡导先哲们“天人合一”的思想,实现人性化的自然理念,使生态恢复工程与大自然景观达到完美的结合仍旧是我国未来公路建设工作中的重中之重。

参考文献

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[7]胡志宏,畅世锐.生态公路的实现途径[A].第四届亚太可持续发展交通环境技术大会论文集[C].北京:人民交通出版社,2005.

土质边坡稳定影响因素分析研究 第7篇

1.1 内在因素包括

(1) 初始地应力:当坡体产生变化, 其内部岩土及张力结构亦会有所变化, 在斜坡底部力量相对集中, 斜坡顶部以及坡面将会相对松弛, 产生张应力区。如果坡面产生新的张力变化, 对边坡进行挖掘能够使得岩体张力有所释放, 进而使得整体结构产生变化。

(2) 岩土体性质:边坡稳定性同样受制于岩土体性质。具体而言, 如果岩土本身结构较为稳定, 坚硬、耐风蚀, 由其所组成的边坡通常稳定性十分突出。相反, 如果岩土本身不够坚硬易风化, 其稳定性则会有所下降。

(3) 岩土体结构和构造:影响稳定性的另一大要素是岩土体的结构。岩土在结构类型、结构形状、倾斜程度、纹理、缝隙发育状况以及与脆弱带、易碎带的分布组合等方面的不同, 将会对稳定性产生不同的影响。例如结构面与破碎地带的胶结情况, 以及边坡的倾斜程度, 下伏岩与坡度间的关系, 都将对稳定性产生极大的影响。

(4) 地形地貌及临空条件:临空条件对边坡稳定性的作用同样十分明显。边坡的高、斜、凹凸、断面形状等不同, 与其稳定性有密切相关的联系。而临空面以及边坡双侧的冲沟, 对于边坡稳定与否亦有至关重要的影响。

1.2 外在因素包括

(1) 风化作用:风化作用使得岩石易碎、易脆, 并增大岩石缝隙, 使得岩土更易受水流及风蚀的影响, 进而改变边坡倾斜程度以及整体形状, 甚至影响地下水流向。风化使得岩石缝隙间隔增大, 表面强度下降, 最终崩塌、滑落。

(2) 地震:地震对边坡稳定性影响的方式有三点:首先是地震会使得岩石受力而脱落;其次在于受地震作用, 岩石缝隙水压增加, 稳定性进一步受到破坏;最后地震对岩石强度破坏亦十分明显。

(3) 人为因素:对于边坡结构规划不合理、过度挖掘、渗入水量过大以及爆破等都会对稳定性造成极大的破坏。

(4) 时间因素:流变性对于稳定性的影响不容忽视, 边坡的稳定性并非短期的考量。随着时间的变化, 岩土体在长期的受力状况下, 会产生缓慢的移动以及改变, 这样的改变将会产生联动效应, 使得各个因素随其变化而变化。

(5) 水的作用:水的渗入将会使得岩土软化、重量增加, 进而使得岩土耐磨蚀性、硬度都有所下降。

2 内在因素对土质边坡稳定的影响分析

2.1 岩土体性质与稳定性

岩土体性质可以区分为岩土性质以及结构面性质两个层面, 两个层面的性质对于边坡稳定性都有着至关重要的影响。采用定量分析的方法, 将其他影响因素固定, 引用均质土边坡算例, 以粘聚力和边坡稳定程度直接的关系作为计算内容, 计算后发现, 粘聚力与稳定系数呈正比, 即稳定系数随粘聚力增大而增大。

如若仅考虑内摩擦角与边坡稳定系数间的关系, 在研究计算后发现, 双方同样呈现出正比例关系, 即稳定系数随内摩擦系数增加而增加。

2.2 结构面倾角与稳定性

结构面如果存在倾角, 将会使得边坡整体结构强度下降, 以及其更加容易变形, 进而使得岩土分布更加紊乱, 各个土体之间结构各异, 整体构造呈现出断层等特点, 同时也会增加岩土流变力学特点。

2.3 临空条件与稳定性

边坡的高、斜、凹凸、断面形状等不同, 对其稳定性有着密切的联系。

2.3.1 坡高对边坡稳定性的影响分析

(1) 自然斜坡坡高对边坡的影响。

在对边坡进行规划设计时, 参考自然斜坡的破坏情况, 有十分显著的作用。通过对延安宝塔区的斜坡灾害进行调查, 基于全区1:5万DEM图以及坡高数据, 并对不同坡高在全区所占比例进行统计。通过对不同坡高区间内所产生破坏点数量的不同进行分析, 最终分析得出不同区间内产生破坏的几率。

(2) 坡高对坡体应变的影响。

坡高无法对岩土体应力有所改变, 但是坡高与坡体内部的值呈现出正比例线性关系, 边坡剪应变、边脚剪应变均随坡度增加而增加, 而稳定性则相应有所下降。边坡的稳定系数以1作为临界值, 当边坡稳定系数大于1时, 整体结构较为稳定, 不容易遭受破坏。当稳定系数小于1时, 坡体容易遭受破坏, 稳定性降低。

2.3.2 坡度对边坡稳定性的影响

通常来说, 坡体越陡峭其稳定性便会相对变差。一方面, 坡体陡峭, 其张力作用力度更深、更广, 在坡度形成过程中, 上部分土体流动性更强更容易被破坏;另一方面, 坡体陡峭, 其应力亦会随之扩大, 边坡的剪应力也随之上升, 对同样强度的岩体而言, 坡度越高, 越容易遭受破坏。

(1) 坡度对边坡的破坏。

根据延安宝塔区斜坡造成影响的调查显示, 提取相应的数据, 以延安宝塔区1∶5万DEM作基础调查, 计算各个坡度区间占全区的比率, 按照坡度区间内滑坡点数量, 求出各个坡度区间遭受损坏的统计比率。

(2) 坡度对坡体位移的影响。

当坡角变大, 边坡x向位移变大, 同时坡角在40度位移量也变大, 边坡就会有不稳定现象, 将会遭到破坏。

2.3.3 断面几何形状对边坡稳定性的影响

在相同条件下, 边坡坡面采用阶梯形状, 可以让边坡的安全性得到提高, 由于坡体的承受压力降低, 边坡阶梯性边坡有独特形式, 坡体上面承受压力比坡梯下面承受压力大, 在坡脚可以抗滑;在一定条件下, 整体的斜坡, 平台尺寸对整体安全可以忽略, 它的影响不大;以同样的坡率, 在各级坡度下, 大平台梯边宽, 让坡度总体上减少, 提高安全性。道路开挖边坡的一侧, 可以增加一个大平台的宽度, 对于稳定性有帮助。

3 外在因素对土质边坡稳定的影响分析

3.1 对于边坡稳定性来讲, 水的影响很大

对边坡不利的影响, 包括地下水和地表水, 地表水是天空降水之后, 在土地表面形成的水流, 地下水是由地表水慢慢流入, 变成地下水。

地下水可分为:

上层滞水:从地面流入, 在上层停留, 没有继续向下渗透。

潜水:接近地面, 在地面以下, 在第一个不渗透层上面, 潜水, 可以流动, 不透过水层。

层间水:这是隔水层之间的水。

当地下水高出地面的时候, 岩土的裂缝可以让地下水渗透出来, 形成我们所看到的泉水。灾难事件, 其中有许多是地下水和边坡分不开, 水会影响土层, 从而使斜面损坏, 诸如水和土壤的流失, 风化的坡面。地下水的危害很大, 严重的将会让坡体失去整体平衡, 地下水的影响有: (1) 水到坡体内, 土层将变得松散, 岩体的重量将会增加, 坡体将有可能下降; (2) 水在边坡的岩体内, 岩体会受到水的流动而影响, 水量过多, 会让开挖坡体的难度上升; (3) 水在岩体内, 水和滑面材料形成静水压力, 在岩体变形过程里, 空隙的水压力变大, 会让坡体失去稳定性; (4) 水可以改变岩土, 并且水还有其它的作用。

3.2 对边坡稳定性地震冲击

边坡会受到地震的影响, 我们很难预测地震何时发生, 地点, 地震级数, 地震带来的危害无法预料, 在时间和空间都是出于未知, 边坡岩体受到地震的强度与地震深度和级数有关, 同时还与坡体所处的位置有关, 还有地质特征, 岩石特征, 地形和地下水等等。

4 结束语

一旦发生, 对边坡稳定性很不利, 因为有很多未知因素, 坡面影响, 边坡岩体变化, 边坡失稳。另外, 地震还可以让地下水位置变化、地形移动、坡体应力减少、土体变松, 所以地震带来的坡体影响大, 想要防护坡体安全, 还要进行更多的地震研究。

参考文献

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浅谈边坡生态防护 第8篇

1. 边坡生态防护现状及机理

边坡生态防护是近十几年形成的一门科学, 直至今日甚至连一个很贴切的术语都还没有, 英文有称Biotechnique、Soilbionengineering、Vegetation等, 中文一般称植被护坡、植物固坡、坡面生态工程等。但是随着生态建设和环境保护逐渐成为人类共同关注的热门话题, 由于其既能起到良好边坡防护作用, 又能改善工程环境、体现自然环境美, 与传统的坡面工程防护措施共同形成边坡工程植物防护体系, 近年来得以迅速发展。

生态防护主要依靠坡面植物的地下根系及地上茎叶的作用护坡, 其作用包括根系的力学效应和植被的水文效应两方面, 其机理如下图:

2. 生态边坡防护

目前, 边坡防护种类繁多。本文根据不同的边坡形态介绍几种常用的应用较为广泛的生态防护措施。

2.1 铺草皮护坡

铺草皮护坡, 是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡生态防护措施。具有施工简单、见效快、工程造价较低等特点, 是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一。一般用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程。

坡率:一般不超过1:1.0, 局部不陡于1:0.75;

坡高:每级高度一般不超过10m;

稳定性:稳定边坡。

但由于施工后期养护管理困难, 平铺草皮易被冲走, 且成活率低, 工程质量往往难以保证, 达不到满意的边坡防护效果, 而造成坡面冲沟, 表土流失、坍滑等边坡病害, 导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来, 由于草皮来源紧张, 使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.2 液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡是一项将草种、肥料、粘合剂、保水剂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的高效绿化技术。其特点是:

(1) 施工简单、机械化程度高;

(2) 施工效率高, 成本低;

(3) 适用性广。

一般用于土质边坡, 土石混合边坡经处理后可用, 也可用于土质路堑边坡。

坡率:常用坡率1:1.5~1:2.0, 坡率超过1:1.25时应结合钢筋网片使用;

坡高:每级高度一般不超过10m;

稳定性:稳定边坡。

但由于其固土保水能力低, 容易形成径流沟和侵蚀;施工者容易偷工减料做假, 形成表面现象;因品种选择不当和混合材料不够, 后期容易造成水土流失或冲沟, 目前一般与钢筋网片结合, 用于较陡的土石混合边坡。

2.3 土工网垫植草护坡

土工网垫是一种通过特殊工艺生产的三维立体网, 不仅具有加固边坡的功能, 在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用。其特点是固土性能好、消能作用明显、网络加筋突出。

一般用于土质边坡, 强风化岩石边坡, 土石混合边坡经处理后可用。

坡率:常用坡率1:1.5, 一般不超过1:1.25, 坡率超过1:1.0时应结合锚钉使用;

坡高:每级高度一般不超过10m;

稳定性:稳定边坡。

但由于其草种的生长前期主要依赖于网包中的营养土, 暴雨时, 网包中的营养土将被冲刷流失, 导致草种成活率低且植被覆盖率不均匀, 使其施工后养护难度增加, 目前一般用与营养较好的缓和土质边坡。

2.4 浆砌片石骨架植草护坡

浆砌片石骨架植草护坡是指用浆砌片石在坡面形成框架, 在框架里铺填种植土, 然后铺草皮、喷播草种的一种边坡防护措施。根据砌片石骨架形状可分为方格形、拱形、人字形等。其主要特点是通过做成截水型浆砌片石骨架, 能减轻坡面冲刷, 保护草皮生长, 从而避免了人工种植草坪护坡和平铺草坪护坡的缺点。

坡率:常用坡率1:1.0~1:1.5, 坡率超过1:1.0时应慎用;

坡高:每级高度一般不超过10m;

稳定性:深层稳定边坡。

2.5 喷混植生植物护坡

喷混植生护坡, 是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后, 采用专用喷射机, 将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上, 植物依靠“基材”生长发育, 形成植物护坡的施工技术, 具有防护边坡、恢复植被双重作用。其主要特点是在种植基材的配方良好的情况下能够适用于各种不同性质、不同坡率的边坡。

2.6 植生袋护坡

植生袋护坡是近年来生态防护的一项新技术, 其采用可自然降解的无纺布或其它材料经过机器滚压和针刺制成袋状, 再把草种、肥料、保水剂等按一定的比例填充其中。其主要特点是: (1) 草种与肥料一体, 播种均匀, 草种出苗率高, 出苗整齐; (2) 外层植生袋具有保水和避免水流冲失草种的作用, 且与地表吸附作用强, 降解后可转化为肥料; (3) 施工简单、快捷; (4) 与锚钉搭配能够适用于各种不同性质、不同坡率的边坡。

3. 生态边坡防护的难点问题

随着边坡生态防护技术的推广应用, 各类边坡生态防护技术已发展成为公路、铁路及绿色通道建设中的重要组成部分, 但也存在一些难点问题。

3.1 边坡生态防护的后期维护

在公路、铁路等工程建设中, 其边坡生态防护上投入的资金比例较低, 且人工种植草种生长较弱、品种单一, 随着时间的增长, 在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象, 这是一个十分突出和严重的问题, 若后期植被得不到适时、适当的维护, 最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2 植物种子的选择与配比

要想在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态, 施工者将面临:

(1) 选择哪种草种, 种子的配比如何确定;

(2) 如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;

(3) 如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。如无正确的施工指导, 则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

4. 结语

公路边坡生态防护的探讨 第9篇

1 公路边坡生态防护现状分析

1)土工三维网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡生态防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过非凡工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用。随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护和绿化作用。据资料表明:土工网植草护坡能承受4 m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在坡率低于1∶0.75公路边坡使用较多。

2)客土植生袋护坡,是在边坡坡面做好框架梁后在框格内逐层堆砌生态袋,并在袋内装入适宜植物生长的土壤或基质和种子的生态护坡模式。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法防护或防护效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,因此施工的机械化程度高、速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷混凝土防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路生态护坡中已有相当的应用。

3)蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术,是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,平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。这种护坡模式施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于公路填方边坡坡率低于1∶1.0的坡面防护。

4)喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、pH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在缓于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和反抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。

5)土工格室生态护坡,土工格室内充填土体用于坡面防护工作原理与土工网格相似,主要区别是立体高度大一些(一般为10 cm～20 cm),这一特点也使得土工格室的用途更加广泛。土工格室生态护坡是在展开后固定于坡面上的土工格室内填充种植土,然后在其上均匀喷播草种灌木进行绿化防护。利用土工格室可为植物生长提供稳定、良好的生存环境。土工格室植草护坡用于自身稳定的边坡,当边坡坡率陡于1∶0.75时,则应加密土钉或改用锚杆与土钉混合使用并按一定间距布置来固定土工格室。

6)植被板生态护坡,植被板是一种由高密度聚乙烯宽带经超声波焊接而成的具有蜂窝状框格结构的立体材料。植被板为多个三角形的小片材通过插销固定在一条长方形的片材上组成的一个三棱柱框格结构体。植被板生态护坡方式是通过展开植被板材形成框格、保持三角形板材互相平行、长方形板材呈竖立状,然后用土钉按设计要求把植被板固定于坡面上,再在植被板框格内填充种植土,充填土体立体高度一般为10 cm～20 cm,然后在其上人工或机械均匀喷播草种和灌木。植被板能够同框格内填土、植被形成一个牢固的复合整体,具有控制坡面径流、消减水流能量,固土防冲刷,快速恢复公路沿线生态,绿化边坡、美化环境的功能,另外这种生态护坡施工简便、劳动强度低、施工速度快。植被板适用于坡度不陡于1∶0.5且易风化并存在有植物生长的矿物元素的泥岩、页岩等稳定边坡的防护。

2 公路生态护坡中的难题

1)边坡生态防护技术发展相对缓慢,设计滞后,跟不上形势要求;

2)植物品种单调,配置形式单一。随着时间的增长,在养分水分供给较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设,而且起不到边坡生态防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多地质灾害;

3)绿化用地和生态防护经费少、绿化质量和效益较差。某些开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行生态防护后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥及边坡植被面临的干旱威胁,这将影响到边坡最终的景观效益和生态效益;

4)施工规程、验收标准等技术规范相对滞后,还有待进一步的系统性开发和规范化管理。

3 公路生态护坡可持续发展的对策

1)积极引进开发边坡生态防护新技术。

边坡生态防护工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。

2)注重边坡生态防护的设计与加大资金投入。

在公路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的主体工程上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力较弱等。应建立和加大公路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

3)边坡植草退化的防治技术。

防治边坡植被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本土化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的防护方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。贯彻因地制宜,以本土植物为主、外来为辅的原则。环境因子(如气候和土壤)的地域性决定了植被类型的特殊性,在进行边坡生态护坡植物选择时,应以当地的整体植被景观为基本实物参照。一方面要贯彻“以乡土树(草)种为主”,依靠充足的种源种苗,降低成本和节约资金的方针,选择地带性植物物种或顶级群落植物物种;另一方面也适当选择一些其生态适宜性符合要求的经多年引种驯化获得成功的外来植物物种。植物兼有冷暖季型、多年生,绿期长,具有较好的观赏价值或美学价值。

4 结语

目前在边坡生态防护工程中,三维网防护、客土植生袋防护、土工格室和植被板生态防护是具有典型生态防护施工技术;在边坡养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的浇灌技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术、新产品的应用过程中,还有许多具体的工艺需要改进,才能使其成本更低、操作更为简便、综合效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

摘要：对我国目前公路边坡生态防护模式进行了分析,针对公路生态护坡中存在的难题,提出了公路边坡生态防护可持续发展的对策,以期实现在加固岩土边坡的同时维持生态平衡和美化环境的目标。

关键词：生态护坡,可持续发展,对策

参考文献

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