山西吕梁高速公路边坡植物防护和植被恢复的探讨
山西吕梁高速公路边坡植物防护和植被恢复的探讨
王利斌1,梁文珍1,王利军2
(1.山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西
晋中
030600;2.中国科学院植物研究所,北京100093)
摘要:从山西省吕梁黄土高原区高速公路面临的生态环境条件出发,提出边坡植物防护的原则,植物种植和水土保持的施工方法,植物养护与管理的措施。
关键词:黄土高原;高速公路;边坡;植物防护中图分类号:U418.52
文献标识码:A
文章编号:1006-3528(2008)01-0049-02
收稿日期5;修回日期作者简介王利斌(5—
),男,山西阳高人,助理工程师,年毕业于山西交通职业技术学院道路桥梁专业;梁文珍(3—),男,山西太谷人,助理工程师,5年毕业于山西交通职业技术学院道路桥梁专业;
王利军(—
),男,山西大同人,副研究员,年毕业于中国农业大学园艺专业。
山西吕梁属于典型的温带大陆干旱气候黄土高原地区,日光充足,干燥少雨,风大风多,植被稀少,地表侵蚀切割强烈,水土流失严重,坡陡谷深,地貌支离破碎。近些年来,随着经济的持续发展,吕梁地区逐渐掀起修建高速公路的热潮。但在这个地区修建高速公路,不对边坡加以有效的防护难以保持路基的稳定。若采用传统的硬防护,因当地石料缺乏,造价太高。全线路基边坡尽量采用植物防护是比较合适的选择。尽管国内外已对边坡植物防护开展过较深入的研究,但针对该地区气候特点和土质研究的较少。因此有必要针对黄土高原干旱地区的特点,研究公路边坡植物防护技术,选择适合该地区的植物防护物种并提出合理的设计施工方法,一方面解决好路基稳定的工程问题,另一方面争取获得良好的经济和环保效益。
1植物防护和植被恢复的原则和方式
高速公路建成以后需要尽快恢复植被,以便尽
快控制水土流失,特别是边坡,没有植被的有效保护水土流失很严重,因此要求早期选用的植物材料需要有快速生长的能力,同时对其固土、护坡和抗逆能力也有很高的要求。植物材料大体可以分为4种类型:乔木、灌木、草本植物和攀缘植物。每一种植物都有自身的特点。如灌木护坡能力比较强但早期的生长能力不及草本植物,因此在植物材料的选用上采用混播,特别在边坡上更是如此,早期利用草本植物发芽生长快、耐瘠薄的特点,尽快护住坡面,控制降雨和浇水过程中产生的面蚀,保护路基的安全,同时
为后期木本植物的生长创造条件。木本植物早期生长比较缓慢,对土壤的质地、结构、土壤水分和营养等的要求相对较高,正如我们在施工中常遇到的那样,土质边坡出来以后如没有人类的干扰,最早在其上定居的是一些草本植物,随着草本植物在生长过程中分泌的物质以及根系的不断死亡和再生,使土壤结构和营养成分发生改善,更利于灌木的生长,
8~10年以后才陆续出现野生枸杞、沙棘等耐旱的小
灌木。在本地区植物群落的演替基本沿着这一趋势。另一方面从植物的根系结构来看,木本植物的根系结构能更好地护坡,其垂直于坡面生长,相当于给坡面加筋,增加抗蚀能力,提高坡面的稳定性;草本植物(主要是禾本科和莎草科)其根系生长是垂直于地平面,坡面越陡其根系越浅,在公路边坡坡度为
1∶1.5甚至更陡的坡面,其防护能力非常有限。所以
在植被的建造过程中贯彻早期以草本植物为主,同时加入一定量的豆科牧草如苜蓿、沙打旺和草木樨等,利用其可以固氮的能力增加土壤的肥力,并混入少量灌木的种子。后期通过肥水管理逐步抑制草本植物的生长,促进木本植物的发育。
2植物防护和植被恢复的施工方法
高速公路的边坡防护集水土保持学和环境生
态学为一体,具有多重效应。对于一切适合种植植物的土质边坡都应首选植物防护。对吕梁黄土高原干旱地区边坡植物防护常用的类型与种植方法建议如下。
第1期(总第190期)山西交通科技No.1
2008年2月SHANXI SCIENCE &TECHNOLO GY of COMMUNICATIONS Feb.
:2007-10-1:2007-12-21:197199919719919722001
2.1种草
适合边坡稳定、坡面冲刷较小且坡高不大,坡率不陡于1∶1的条件。常用结构形式有:撒播、沟播、草植生袋、三维植物网、喷混植草技术等。
2.2栽草
为克服边坡种草难以成活和尽早使植物发挥防护作用,可以栽草代种草,该法适用于靠近城镇的公路绿化段。
2.3铺草皮
为传统的施工工艺,适合需要迅速得到防护的土质边坡,也可用于风化严重的岩石边坡。选用根系发达、茎矮叶茂适应当地条件的耐寒草种,如白茅草、假俭草等。应在春季或初夏进行。
2.4植树
对于土质边坡,在坡面上合理植树可起到加固路基的良好效果,也可与种草、铺草皮相配合,使坡面形成良好的保护层。
2.5综合植物防护
用混凝土、浆砌卵(砾)石等做骨架形成框格,在框内种草或铺草皮,或用土工合成材料种草是植物防护与工程防护的结合。高填或深挖路段常用形式有顶部植草、坡脚浆砌片石和顶部植草、坡脚铺砌混凝土预制块两种。
2.6在该地区适宜种植的植物
火炬树、沙棘、柠条、山杨、山桃、山杏、狼牙刺、紫穗槐、小冠花、三叶地锦、长芒草、披碱草、臭椿、酸枣、小冠花、无芒雀麦、披碱草、铁杆篙、胡枝子、沙打旺、紫花苜蓿、高羊茅和地椒等。
3水土保持设计
黄土高原由于土壤结构疏松,植被稀疏,暴雨集中,水土流失极为严重。高速公路路堤式和路堑式边坡坡度大多介于33.7°(1∶1.5)~73.30°(1∶0.3)之间,极易发生水土流失。再者,削坡开级边坡,由于平台和坡面构成双向蒸发面,植树造林立地条件差。因此,如何在这种不良的水分生态环境中进行绿化,提高植被成活率和保存率,使之快速遮蔽裸露坡面,持续生长,固结边坡土壤,使高陡边坡地段的景观能与周围的自然景观相协调。黄土高原高陡边坡上绿化成功的关键之一是要强化对雨水的拦蓄利用。不过,现有高速公路,高陡边坡一般没有设计灌溉设施。因此,全部天然降水必需就地拦蓄利用,借以提高绿化的成活率和保存率。
3平台上开挖断续水平沟叠加利用天然降水所谓断续水平沟,是指根据平台的宽度,顺着平台延伸方向,开挖1(当平台宽为3m时)~2排(当平台宽度5m时)水平沟,沟深35cm,水平沟中每隔一定距离(等于所植景观树株距)筑一横向土埂,分区拦蓄平台降水及斜坡上的降雨径流,叠加利用雨水资源,以供植物生长消耗。植树时,每个区内可适当施用有机肥料,以增加土壤中养分,改良土壤结构,以利植物正常生长。
3.2路侧开挖水窖收集道路径流易地利用雨水资源补灌平台植物
在高边坡附近修建水窖,收集道路径流,易地利用,补充灌溉平台植物,以维护其正常生长是十分必要的。高速公路一般宽度在24m左右,假若每处高陡边坡地段长度为200m,则每年可收集道路径流808~158.3m3.如果每棵树灌水0.05m3,则每年可灌树16160~3166株。水窖可开挖在高陡边坡的入口和出口公路上行幅和下幅的外侧,考虑到水窖年复蓄水次数为2.5次左右,则每个水窖的蓄水容积为81~158.3m3.灌水技术可选用小管出流节水灌溉技术,每一级平台敷设输水管道1根,每一棵树下安装1根直径4mm的出流小管。
4植物的养护与管理
a)干旱季节应及时浇水。除草和松土在春、夏季结合进行。生长不良的绿化植物应予施肥以促进生长。促使木本植物向目标群落演替,逐步减少草本在群落中的比重,减少养护成本,提高资金使用率。
b)各类苗木如栽后枯死应及时补植。根据各类绿化植物病害发生、发展和传播蔓延的规律,及时检查病虫害,一旦发现立即采取相应的防治措施,确保绿化植物的正常生长。
c)通过修剪、间苗等措施对现有的种群密度进行调整,促进植物的健康发展,充分利用有限的资源,同时也提高植物的抗性。
5施工中需要注意的一些其他问题
公路边坡采用植物进行防护,既可防止土壤侵蚀,又可美化道路。树种草种选择要根据当地的自然条件,因地制宜,优先选择当地适用树种和草种。在设计中要考虑树草结合、灌草结合,以求立体绿化效果。在优先采用植物防护,当土质不适宜植物生长时,换填种植土。根据边坡土质、填高、坡度、冲刷状况不同,选用适宜的防护类型,但不能过于琐碎,以方便施工。将路基排水设计与边坡防护结合起来,以保边坡的使用性能,提高植物措施的持续效果。
(英文摘要下转第5页)
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The Study on Slope Plant Pr otection and Vegetation Restoration for Luliang Expressway in Shanxi Province
WANG Li-bin 1,LIANG Wen-zhen 1,WANG Li-jun 2
(1.Jinzhong Roa d &Br idge Construction Group
Limited Company of Shanxi,J inzhong,Shanxi 030600,China ;2.Institute of Botany,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100093,China )
Abstract:According to environmental co nditions of loess plateau in Luliang of Shanx i Prov ince,the paper f x y ,f ,f K y ;x y;;f)加强对地基的勘探和技术处治工作。河北宣
大高速公路由于在膨胀土、湿陷性黄土和部分软基路段修筑了混凝土路面,重车道方向在运营期间产生大量断板并随时间快速增加;夏汾路汾阳—杏花段由于湿陷性黄土存在造成重车道混凝土路面大量断板。
g )加强对路基处治,提高路床稳定性。由于水泥
混凝土路面比沥青路面对路基稳定性更为敏感,因此对易引起路基沉陷或不均匀沉降的路段应加强处治。对于填方路基可以采用重型压实设备完成,对于挖方路段应将路床顶面以下80cm 范围内的原地面土换填或采用石灰稳定等,换填材料应选择级配优良、透水性好的砂砾材料,并应结合地形地质条件设置纵横向盲沟以排除路基中水分。
h)重视混凝土路面的预防性养护,延长道路使
用寿命。以接缝材料为例,焦油型聚氨酯材料的使用寿命为2～3年,加入耐老化剂的优质聚氨酯材料的使用寿命为3～5年,而硅酮类材料性能最为优异,使用寿命为6～10年,但目前材料没有国产化,一次性投入较高,从使用寿命和节约维护费用角度分析其性价比最高。作为公路管理部门应及时对接缝材
料使用状况进行检查并及时更换破损和已老化接缝材料,否则材料老化后接缝渗水造成路面破损造成的经济损失更大。参考文献:
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The Structure Design and Thought of
Heavy Cement Concr ete Pavement in Shanxi Province
MA Li-xia
(Shanxi Provincial Ca pital Constr uction Engineer ing Quality Super vision
Station of Communications,Taiyua n,Sha nxi
030006,China)
Abstract:The paper analy zed expressw ay s structure of heav y cement concrete pavement in Shanx i Prov ince,and pro posed some design tho ught f or reference.
Key wor ds:heav y load;cement co ncrete pavement;structure design;tho ug ht
(上接第50页)
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pro posed som e sugg estio ns abo ut plant protectio n and vegetation restoratio n o r e pressw a slope also discussed the basic principle o plant protection metho ds o r planting and w ater and soil conservation as w ell as plant cultiv ation.
e wor ds:lo ess plateau e presswa slope plant protection