强力护坡草毯天泉7号在常张高速公路的应用.docx

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强力护坡草毯天泉7号在常张高速公路的应用

“山川秀丽”牌强力护坡草毯（天泉7号）在常张高速公路

岩石坡面生态防护工程上的应用

张翼维1陈善湘1肖玉辉2

1、湖南天泉科技开发有限公司长沙410000

2、湖南省高速公路管理局长沙410001

摘要：

简要分析常张高速公路东段边坡特点，气候、土壤条件，并以部分标段为例，分析“天泉7号”强力护坡草毯的特色，以及对岩石坡面生态防护工程的应用。

关键词：

高速公路；岩石坡面；生态防护；草毯应用。

1、前言

常张高速公路即常德至张家界高速公路，是交通部规划的国家重点干线公路泉州至毕节线的一段，为湖南省重点工程，是省会长沙通往举世闻名的国际旅游风景区张家界公路干线的重要组成部分。

常张高速公路起于常德德山的檀树坪，终点在张家界的阳湖平，跨常德、张家界两市，全长160.693km，是湘西北地区交通枢纽的重要组成部分。

它绕行于湘西北崇山峻岭之间，地质、地形复杂，进行工程挖填方施工后，导致原生植被破坏、动物栖息地破坏、水土侵蚀等一系列生态环境问题。

由于该地区气候多变，常年多雨而雨量又分布不匀，冬季严寒，夏秋干旱高温，一年四季反差大，给高速公路边坡防护工程带来严重挑战。

同时，由于这是往返世界自然文化遗产—张家界的主要旅游公路，其生态、环保又尤显重要。

此文以常张高速东段部分标段为例，简介“天泉7号”强力护坡草毯在恶劣坡面上进行生态防护工程的对策及应用技术。

2、常张高速东段边坡环境特点

2.1地质复杂

常张高速东段K1-K73位于常德市境内，主要跨越丘陵山地。

其中K26-K73以山区为主，地形复杂，高速公路开挖后两旁斜坡、陡坡较多，部分坡面险峻，同时留下大量岩石裸露坡面。

地岩多变，灰岩、页岩、砂岩、泥岩多，滑坡、危岩、软弱夹层、煤系地层等不良地质分布其中，即使有少量砂土也干燥贫瘠、缺水、缺肥严重，尤其是上边坡更为突出。

有的标段山坡陡峭，地形起伏，这些地质问题，给高边坡整治及生态防护工程增加了很多难度。

2.2气候多变

常张高速东段地处湘北，经度111°左右，北纬29°左右，属中亚热带向北亚热带过渡的季风湿润气候区，年平均气温16—17℃，年均降雨量1400—2000mm之间，日照时数在1500h左右，无霜期250天左右。

全年四季分明，春多潮湿阴雨，夏多暴雨高湿，伏秋干旱，冬有严寒。

全年雨量充沛，但分布极不平衡，春季阴雨连绵，间有暴雨、地表冲刷严重，4—7月占到全年雨量的70%左右。

严寒酷暑反差大，8-11月又是高温干旱，气候干燥，极端高温超过41℃，冬季12—2月气候寒冷，1月平均气温3℃左右，偶有大雪冰冻，极端最低气温-15℃。

总之，该地区气候多变，反差大，具有明显的季风气候特点，风向随季节的变化而改变。

2.3施工段边坡的环境特点

高速公路建设高填深挖造成原植被破坏严重，坡体高、陡，地形复杂，加上该地区由于降水充沛，风化强烈，坡面大多冲蚀割裂；剖面具有典型的表土层—风化层—岩石层结构特点；由于特殊的气候和地形造成边坡剖面表土层很薄或缺失，土体养分淋失严重，边坡总体呈现无土、缺水、缺肥特点。

常张高速公路地处亚热带季风区，具有非常明显的干湿交替特点，秋伏炎热少水，干热胁迫的生物气候对生长在土体很薄的坡面上的植被构成极大的威胁，一般情况下难以栽植木本植物，即算是人工恢复的普通植被又易退化，尤其像当地一般草本植物到了秋冬季节一片枯黄，全年青绿期不到250天，难以满足道路绿地生态功能。

常张高速东段，尤其是K26-K73标段穿越山体较多，工程开挖度大，形成的路堑岩石边坡百多处，如K60地段上边坡全为岩石坡面（见附图一）多为各种岩石坡面或不稳定的砂土边坡，其中在K59-K72标段，有数处坡全长超过230米、坡高超过62米的上边坡，其施工难度可想而知。

附图一：

九标段K60开挖后边坡图

3、“天泉7号”强力护坡草毯特点。

草坪植物是最为主要的护坡水土保持植物。

作为湖南省农业产业化龙头企业，湖南天泉科技开发有限公司是一家高新技术企业，除了拥有二级园林施工资质外，拥有专利产品“山川秀丽”牌复合无土基质草毯系列（专利号：

ZL200520051596.4），经过湖南省科技厅成果鉴定，其中“天泉7号”强力护坡无土基质草毯是“天泉系列”草毯中适应于护坡工程的优良草毯。

它具有耐旱、耐践踏、易养护、色泽丰富，富有季相变化，景观漂亮，综合抗病能力强，改良土壤，根系发达、耐贫瘠、抗寒能力强，基本上四季常青，运输方便，建植铺设简单、即铺即绿、成活率高、拉力强等特点。

同时采用无土营养基质作载体，不破坏土壤耕作层，尤其适于高速公路、铁路护坡、山体治理、水土保持等工程。

“天泉7号”强力护坡无土基质草毯与传统普通草皮相比，具有很大的优越性（具体见附表一）。

附表一：

“天泉7号”强力护坡草毯与传统土卷草皮性能对比。

性能特点

“天泉7号”强力草毯

土质（土卷）草皮

生产原料

无土基质、无纺布、强力筋、塑料薄膜、进口草种、生物药肥

进口（国产）草种、农家肥料

生产方式

无土基质与生物药肥混合打浆，按标准工艺生产，生产周期约50-60天，草系成毯，质量好，不伤农田

用土壤耕作层生产，生产草皮破坏耕作层，生产周期90天以上，草皮质量较差

强度

强度较大，不易破损，重量轻，每平方米不到15公斤，运输方便。

强度低，易破损，重量大，每平方米约60公斤，运输费用高。

草坪建植

因起、卷、装、运过程中根系不受损，全年可种植草坪，无缓苗期，成活率98%以上，使用率100%。

因起、卷、装、运过程中根系大部分被切断，种植季节受限制，缓苗期约30天，使用率65%左右，成活率约75%。

生产形式

草坪成毯，可任意裁剪，铺植简单，方便

不能成毯，铺植复杂麻烦

草相

基本上能四季常青，色彩丰富，多种植物搭配，具有季相变化

全年青绿期不足250天（湖南）冬季枯黄，品种单一，色相单调，且无季相变化。

4、高速公路岩石坡面生态绿化植物材料的要求

生物措施是巩固道路工程措施的有力保证。

事实已经证明，高速公路边坡不应按过去的习惯栽植乔木，因为边坡土层浅，乔木长大后根系不能承受上部的重量而倒塌，遇大风大雪折断或引发滑坡、崩塌酿成阻挡道路之害。

因此，高速公路边坡，尤其是岩石边坡生态护坡应以草坪和地被植物为主，即选择适应性、抗逆性强，演替竞争力也强，寿命长，养护费用低的植物，同时要求植物种类之间，具有兼容性、稳定性、持久性，不易退化，最好能达冬季持绿，有良好的冬季景观性，从而符合经济、生态、景观相统一的有效原则。

“天泉7号”强力护坡草毯，是一种多品种复合型草毯，草毯品种的搭配采用草本、灌木结合，草本采用禾本科、豆科、菊科等多科植物结合，有花品种和无花品种相结合，暖季型和冷季型品种相结合，同时内配强力筋，增强了草毯固坡强度。

这种植被搭配形式，形成比较稳定的植物群落结构，体现了植物的多样化，有花、有草、有灌木，顾及了不同季节的色相变化。

一年四季中，汽车行驶在高速公路上，能感觉两侧不同季节里不同的生态景观效果。

“天泉7号”草毯由轻型无土营养基质构成，重量轻、运输方便，所选植物品种根系发达，耐贫瘠能力强，能满足各种坡面的需要，能缓解边坡环境因无土、缺水、缺肥的状态而使边坡植被面临的干、热、冷、瘠的威胁。

草毯具有极强的自养能力，除自带有2cm原有的无土营养基质外，草毯中配有豆科植物（如白三叶、红三叶、胡枝子等），豆科植物的固氮作用提高了其自身的自养能力，不断改良土壤，减少施肥量，便于以后的维护管理。

根据国内外先进的边坡防护经验，护坡植被要求多科、多品种复合型植物构成，同时尽量模拟出当地的植物群落结构，走向土地化。

“天泉7号”草毯实行草木混生，在较高的贫瘠土质或岩石边坡上，采用喷射客土或喷混植生技术，将灌木树种（如胡子枝、槐树）混入表层，然后铺设草毯，早期以草坪防护为主，后期草、灌木防护结合，构建草、灌立体防护生态体系，达到恢复自然植被的目的。

这样使植物更能适应当地气候，使之与自然植被融为一体，形成一个具有生物多样的稳定的生命力强的立体生态群落。

5、“天泉7号”草毯对上边坡生态防护的技术对策

5.1强调水土保护，突出生态景观效果。

常张高速公路边坡，尤其是上边坡的防护具有非常重要的意义。

因为这是通往旅游胜地——张家界的交通要道，沿线的生态景观必须要与张家界的自然之美逐步融合，而沿线上边坡的生态景观效果直接反映到行车的视线中，因此其上边坡生态防护不但要强调水土保护，同时也要突出生态景观效果。

边坡防护要考虑对整个植被进行逐步恢复，林、草植被为主进行生态模式配置，利于固土护坡，防止水土流失，改善高速公路边坡景观和行车效果，有利于行车安全。

由于“天泉7号”草毯重点是以暖季型和冷季型禾本科草种为主，并适当配以有花植物和灌木的原则，使其能够自生自养，达到绿期长、多季有花的效果。

养护期完成后能达到与自然生态融为一体的生态景观。

“天泉7号”草毯搭配有多品种开花物种。

如美女樱、胡枝子、白三叶、红三叶、野菊、万寿菊等草相丰富多彩，其所配物种相关性状见附表二：

附表二：

“天泉7号”草毯常配景观花品种及其特性

品种

科名

拉丁文

植株类型

花期

花色

繁殖性状

美女樱

马鞭草科

VerbenahybridaVoss

多年生、草本

4-11月

蓝、紫红、粉红、白色

自播及根茎扩张繁殖

胡枝子

豆科

Lespedezabicolor

多年生、木本

春、夏季

白、红、粉红、紫色

自播

白三叶

豆科

TrifoliumrepensL.

多年生、草本

夏、秋、冬季

白色

自播及根茎扩张繁殖

红三叶

豆科

TrifoliumpratenseL.

越年生、草本

夏、秋季

紫红色

自播

野菊

菊科

DendranthemaIndicum

多年生、草本

秋季

黄色

自播

万寿菊

菊科

Coreopsistinctoria

一年生

夏、秋、冬季

黄色

自播

香花槐

豆科

R.ViscoseXR.pseudoacacia

多年生，木本

春季

紫红色

自播及根茎扩张繁殖

佛甲草

景天科

SedumLineareThunb

多年生、草本

夏、秋季

黄色、粉色

自播及根茎扩张繁殖

由于冷、暖季草种搭配，并有开花植物品种配置其中，基本上保证了边坡植被四季青绿，三季有花的理想景观生态效果。

从2004年10月开始铺植草毯，历经春、夏、秋、冬四季到2006年春季，基本上达到了预想效果。

当然，我们针对各标段的实际情况，如坡比、土质、坡向等情况，对其植物约有调整。

如一标段K1+64.48`~K3+038，土层相对较厚，阳光性强，主要搭配白三叶、红三叶、菊类等；二十五标段L1K6+875~K7+120，土层薄、红砂岩，主要搭配白三叶、香花槐、胡子枝、佛甲草等。

5.2“天泉7号”强力护坡草毯在边坡上的施工技术

5.2.1常张高速上边坡大多系风化岩坡面或红砂岩坡面，位高、坡陡，坡比大于1：

0.8，普通草皮难以铺植成活。

而“天泉7号”强力护坡草毯植物大多抗性强，生长迅速，耐贫瘠、耐干旱，自繁能力强，同时内配强力筋，适应恶劣环境的上边坡。

因此铺植“天泉7号”强力护坡草毯，是恢复因公路建设而遭受到破坏的生态系统，保护环境较理想的施工手段。

5.2.2岩石边坡施工工艺

边坡清理、修整测量放线锚杆施工　　　挂网施工材料搅拌基质喷播草毯铺设养护管理。

5.2.3较缓风化岩边坡施工工艺

边坡清理、修整测量放线锚杆施工挂网施工回填客土施底肥草毯铺设养护管理

5.2.4边坡施工程序及技术要求

⑴坡面修整。

清理坡面杂物、危石，使坡面基本保持平整，对不稳定的坡面，做好稳固后并可采用点状喷浆使其稳定。

⑵坡面排水处理。

要对坡面径流、涌水进行处理，通过设置泻水道，将水引至坡底，设置好坡面平台排水设施，使平台水从坡面两头排出，引至坡底。

⑶坡面如果有残存植物，在不碍施工的情况下应尽量保留。

⑷对于平滑的坡面，应建造一定的凹凸粗糙面，以营造植物的生存空间，防止基质料等的流失，必要时在水平方向加开一些水平沟，沟深5-10cm，水平沟间距20-50cm，视地形而定。

⑸铺网及固定。

钢丝网的铺设应尽量与坡面紧贴，网丝直径不小于2.6mm，孔径不大于10*10cm，并用主锚钉固定，对于两张钢丝网结合部重叠不少于10cm。

⑹基质喷播。

将配好的基质材料采用喷射机喷射到工程坡面。

而对于较缓的土质边坡，采用人工回填客土。

5.2.5“天泉7号”草毯的铺设

根据高速公路边坡的土质特点，“天泉7号”草毯的草种都是根系发达、成坪快，种间繁殖竞争能力强的品种，同时，由于护坡管理较粗放，它们的抗性强且耐旱。

“天泉7号”强力护坡草毯是采用先进的无土营养基质草毯生产技术，将复合型“天泉7号”草种先在专用草床上进行工厂化批量生产，通过50-60天的生产周期形成稳定的根系网状结构草毯（见附图二）。

铺植时可根据坡地实际任意裁剪、拼贴、铺设，立即成坪。

附图二：

“天泉7号”强力护坡草毯根系图