边坡防护技术的应用与发展
生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题，也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调，导致了人类赖以生存环境的生态破坏，同时也制约了社会经济的可持续发展，对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此，项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题，在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境，是我们必须正视和认真对待的问题。公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广，土石填挖工程形成的大量土石裸露边坡，破坏了既有植被，对当地生态环境影响较大，以往通常采用单纯的工程防护，如浆（干）砌片石、喷锚防护等，这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。鉴于此，只有借助人工才能加快其恢复过程。利用植被稳定边坡、改善生态环境在生态学上称为边坡生态防护。
滑坡形成的条件
1地质条件
1）岩性：在岩土层中，必需具有受水构造、聚水条件和软弱面（该软弱面也是有隔水作用）等，可能形成滑坡。
①在硬质岩地层中，发生滑坡的可能性较小，但岩体内夹有软弱破碎带或薄风化层，倾角较陡且有地下水活动时，岩层可能沿软弱面（带）而滑动。
②在软质易风化岩层中，干燥时，岩层风化成散粒碎屑（碎片），当受水潮湿后，容易形成表面溜滑。
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③在黏性土层中，一般上部地层较松散（如膨胀土在干旱时表层收缩裂缝），易渗水，下部比较致密起隔水作用。当水下渗后，在其分界处构成软弱滑移面，常使上层土体沿此软弱面而滑动。坡积黏性土，当其含水量较大时，抗剪强度显著降低，易沿下伏基岩顶面滑动。
2）地质构造：岩体构造和产状对山坡的稳定、滑动面的形成、发展影响很大，一般堆积层和下伏岩层接触面越陡，则其下滑力越大，滑坡发生的可能性也愈大。由于地质构造形成滑坡现象有：
①上层土体或岩体沿着两个不同地质的分界面或沿已有的构造面滑动，如坡积、残积层沿其岩面滑动。其形成条件往往是下卧层面受水软化，具隔水作用，形成滑动面。滑动层易受水，同时在层间又具供水条件，如下卧层顶面为地下洼槽，易受水，聚水。
②在断层破碎带或节理裂隙密集带处，由于抗剪强度显著降低，构成软弱面，呈与坡向一致而又位于斜坡底部时，易沿此面发生滑坡。
2、候及径流条件
1）气候条件
①夏季炎热干燥，使黏土层龟裂，如遇暴雨时，水沿裂缝渗入土体（滑坡体）内部，促使滑动。
②雨季开挖边坡，坡土湿化，黏聚力降低，重度增大，对坡体稳定不利。
③气候变化促使岩土风化，减少黏聚力和结合力，尤以粉质黏土或夹有黏土质岩的地
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层，当雨水渗入较多时，易发生浅滑或表土溜滑。
2）地表水作用
①地表水下渗，增加坡土的含水量。使土达塑性状态，降低土体的稳定性。当水渗入不透水层上时，使接触面润湿，摩擦力减少，使坡体失去稳定而下滑。
②水库、河道水体冲刷及潜蚀坡脚，削弱坡体的支撑部分，引起坡体下滑。
③河水涨落引起地下水位升降，易引起坡体下滑力和抗滑力的变化，以至造成滑坡。
3）地下水作用
①地下水量的增加，使土体含水量增大，滑动面上的抗滑力减少而下滑。由实验可知，黏性土的抗剪强度随土的含水量增加而显著减少。
②地下水位的增高，使土体的重度增大，浸湿范围加大，浸湿程度加剧，降低山坡体土的黏聚力。在黏性土层中最易沿此层发生滑动。
③地下水流速的加大，促使土的潜蚀作用，破坏了坡体的稳定性而滑动。
④地下水动水压力和静水压力都是助长滑动的因素。
3形及地貌
从局部地形可以看出，下陡中缓上陡的山坡和山坡上部成马蹄形的环状地形，且汇水
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面积较大时，在坡积层中或沿其岩面易发生滑动。
4其他因素
1）地震、爆破及机械振动等可能增加下滑力。振松土体结构，易于渗水；同时也减小土体内抗剪强度。
2）由于切坡不当，破坏坡脚体支撑部分，失去平衡而下滑。如坡脚处开挖路堑挖去坡脚等，须应特别注意。
3）人为地破坏山坡表层覆盖，引起渗入作用加强，易促进坡体活动。
4）人为地破坏了自然排水系统，如设计的排水设备布置不当，或泄水断面太小，引起排水不畅或漫溢乱流，使坡体被浸湿等。
5）人为地浸水，如将滑坡外的地表水引入滑坡区内作为灌溉之用，或高位水池排水管道、渠道漏水，都可加速滑坡的活动。
6）堆载，如在坡体上修造建筑物，施工中的弃土堆放在坡顶附近，都可能破坏坡体的平衡，造成滑坡。
边坡植物防护主要表现在边坡防冲刷方面．其中，降雨是边坡冲刷的最主要的原因．降雨对坡面的侵蚀有三个过程：首先是雨击溅侵蚀，进而形成片状水流侵蚀，最后在水流集中处出现细沟侵蚀，其中以细沟侵蚀破坏作用最强，细沟逐步加大形成较大的冲沟，引起坡面滑坍等破坏．植物对坡面的防护，主要表现在拦截雨水、减缓径流和保护土壤，具体包括：①缓和雨水的冲击．植物的茎叶及枯枝落叶层能拦截雨滴，起到消能作用，降低了
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雨滴对坡面的冲击；②增大入渗量，相应地减少了坡面径流量，随着覆盖度增加，入渗量也随之增大，而坡面径流量和径流速度相应随之减少．这是由于植物的枯枝落叶在地面形成松散覆盖层，植物的根系在土壤中形成了大小不一、纵横交错的孔道，植物的残体为土壤制造了的腐殖质，增加了土壤的团粒结构，大大增强了土壤透水能力，相应地减少了坡面径流，同时也大大减缓了坡面径流的流速，降低了雨水的侵蚀作用强度；③支撑作用，植物根系交织形成了巨大的根系网络，在土壤表层形成网状结构，将其周围土壤缚紧，使得坡面20 em左右深度范围内形成了一个加筋整体．因而在坡面上建植植被对坡面表面具有较好的护坡作
边坡生态防护现状
近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用，又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。目前，在生态防护中草坪应用比较广泛。在边坡防护工程中大都选择一些根系发达、固土能力强的草种，如早熟禾、黑麦草、羊茅草、狗牙根、假俭草、钝叶草、马蹄金等，然后采用合理的施工技术播种，并精心呵护以保证一定的成活率。为达到四季常青的效果，在护坡工程中还常常采取冷季型草与暖季型草混播的措施，但因暖季型草在冬天枯萎后常阻碍冷季型草的发芽、繁殖，冷季型草在夏天又阻碍暖季型草的发芽、繁殖，还是很难达到四季长青的效果。究其原因，我们认为这种生态防护工程旨在利用人工的方法加快植被恢复过程，往往违背了自然演替规律，在选配植物时，大多只考虑单个物种的生态习性，欠考虑物种间的竞争关系，忽略了物种多样性对生态系统功能的贡献。另外，草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾，因此，在边坡防护过程中，植物种的选择以草本植物与灌木配合为宜，二者结合，可起到快速持久的护坡效果，有利于生态系统的正向演替。
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生态边坡防护技术
根据不同的边坡土质条件，采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为：①人工种草护坡；②平铺草皮护坡；③液压喷播植草护坡；④土工网植草护坡；⑤OH液植草护坡；⑥行栽香根草护坡；⑦蜂巢式网格植草护坡；⑧客土植生植物护坡；⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。
人工种草护坡
人工种草护坡，是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。
平铺草皮护坡
平铺草皮护坡，是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适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，是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一，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。
液压喷播植草护坡
液压喷播植草护坡，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是交草籽、肥
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料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、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施工的。其特点是：①施工简单、速度快；②施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、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，二个月后形成防护、绿化功能；④适用性广；⑤工程造价低。
1、网植草护坡
土工网植草护坡，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植物防护措施。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，绿化作用，土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷，在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。
2、行栽香根草护坡
该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械，将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面，使之在极短时间内硬化，而将边坡表土固结成弹性固体薄膜，达到植草初期边坡防护目的，3～6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解，此时草种已发芽、生长成熟，根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果，具有施工简单、迅速，不需后期养护，边坡防护、绿化效果好等特点。
3栽香根草护坡
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香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物，具有长势挺立，在3～4月内可长成茂密的活篱笆；根系发达、粗壮，一年内一般可深入地下2～3m；根系抗拉强度大，达75MPa，耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。
4巢式网格植草护坡
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，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，工程造价适中，略高于浆砌片石骨架护坡，该技术多用于填方边坡的防护。
5土植生植物护坡
客土植生植物护坡，是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土) 和种子的边坡植物防护措施。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绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和，挂网实施容易，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砼防护要优越，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。
6混植生植物护坡
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
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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，可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。
边坡绿化工程中的难点问题
随着边坡植物防护技术的推广应用，各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分，但也存在一些难点问题。
边坡植草的退化
在公路、铁路等工程建设中，其边坡绿化防护上投入的资金比例较低，在低投入、低养护或无养护情况下，边坡草坪处于自生自养状态，极易退化、死亡。因为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，若草被退化得不到解决，不仅造成重复建设、资金浪费，而且起不到边坡绿化防护效果，最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。
干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁
开挖后的岩石边坡，岩石层厚、整体性好，坡体高陡，对边坡进行植物绿化后，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、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁，这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。
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边坡绿化工程可持续发展的着眼点
可持续发展，是指在人类与自然和谐的前提下，不断提高人类的生活质量和环境承载能力，满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求；满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求，边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能。
积极引进开发边坡生态防护新技术
边坡绿化工程中的难点问题，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。总之，提高边坡生态防护技术的科技含量，是边坡绿化防护工程成败的重要环节。
邓志伟（2011223007）
11级金属矿开采（地质）
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