内蒙古中西部高速公路边坡立地条件调查与分析

内蒙古中西部高速公路边坡立地条件调查与分析

随着基础设施建设规模的不断扩大，已建成项目的数量日益增多。据报道,在未来二三十年我国高速公路将建成4万多km。自2000年起,创面植被防护面积每年以2亿~3亿m公路边坡包括挖方边坡和填方边坡,其防护目的是保护坡面、稳定路基、减少水土流失、丰富道路景观。除了选择适宜的植物材料外,其护坡方式的选择是一个非常重要的问题。应根据不同的地质状况、地形地貌、气候条件、土壤性质及坡度,选择适宜的护坡方式,以保障高速公路行车安全、固土护坡及美化环境等功能的实现。近年来,对边坡采用植被防护进行生态恢复日益引起重视。生态护坡与传统边坡防护相比,具有明显的优势。前者可长期、有效地发挥固土护坡、美化环境的功能,费省效宏;后者不但造价高,景观效果差,而且随着岩石边坡的风化、混凝土的老化,防护功能急剧下降,维护成本增高。因此,在国内外高速公路建设中,越来越倾向于采用生态防护。高速公路边坡的生态恢复是一项复杂的生态系统工程,涉及生态学、景观生态学、岩土工程学、土壤学、植物学等多种学科。本课题通过对内蒙古中西部现有高速公路边坡立地条件的调查,进一步了解其地质、土壤、植被、气候等生态因子;通过对多种方法的比较,选择适宜的生态恢复途径,我们试图以自然恢复和人工促进的方法来加速高速公路边坡的生态恢复。1高速公路边缘的位置条件1.1垂直垂直高度母质特点:主要为片麻岩,其次为石灰岩和砂岩。纵向地质特点:一般垂直高度为50~100m。横向坡面特点:主要表现为陡峭(70~90°)、部分为倒坡、凹凸不平、由于爆破影响产生很多不规则的裂缝,存在较大安全隐患。1.2立地条件差,导致边坡水土流失,立地条件差据HurshCR的研究表明,裸露的公路边坡风速比林地大15倍,比草地大8倍,道路边坡风蚀严重,极其不利于水分保持,加之边坡土壤渗透性差等原因,边坡土壤对降水截留较小,容易产生水土流失,导致坡面土壤贫瘠,立地条件差,往往不利于植物生长内蒙古中西部属中温带干旱气候区,大陆性气候明显,季风影响显著。冬季长而寒冷,夏季短而温凉,春秋季气候多变,温差大,日照充足。无霜期为120d左右,年降水量约400mm。夏季人工植被易因干旱而死亡。1.3地表水土流失为了减少对土地的占用,在保证边坡稳定的前提下,高速公路的边坡往往切削得比较陡峭,这就造成边坡的坡度较大。由于坡陡、坡深,原有的下伏母质层、风化层、基岩层裸露至边坡表面,使得坡面组成物质从原来的较为松软的土壤,变成了质地坚硬的风化物或岩石,并由此带来了土壤渗透性降低,边坡表层物质对降水的截留量减少,这在某种程度上加剧了坡面的水土流失,并且会进一步导致坡面土壤的贫瘠化,不利于植物的生长。1.4立地条件差。在自然的、生长当地自然植被以草原植被为主。由于坡面缺少土壤、夏季温度高、秋季缺水干旱、生境恶劣,植被难以生长,往往几年过后还是光秃秃的坡面。由此可见,高速公路边坡的特点可以总结为:高、陡、缺乏土壤、易发生土壤侵蚀、生境恶劣,植被难以生长。2边坡立地条件分类按照生态修复为主,景观营造为辅,工程措施与植物措施相结合的选用原则,依据边坡立地条件的差异进行分类,进而选择适宜的生态恢复措施。按照边坡土壤的类型可分为土质边坡、石质土边坡和岩质边坡,针对不同的边坡选择不同的生态恢复方法,具体如下:2.1naldh.gragrackraftb.sotir的计算对于土质边坡,DonaldH.GrayandRbbinB.Sotir2.2客土及立地条件的选择对于石质土边坡,基本上为岩石的风化壳,掺杂有洪积物或坡积物,从严格意义上来说并不算是土壤。所以不具备植物生长的土壤条件。针对此类坡面立地条件特征,应选用客土喷播技术、厚层基材喷附技术和三维网客土喷播技术等。从工程施工上来讲,客土或厚层基材是植物生长的基础,它的配制好坏决定植物的长势和工程质量的持久性。基于这样的原因,在客土或者基材设计时应遵循如下原则:(1)养分充足;(2)酸碱适中;(3)结构合理;(4)通透性强;(5)保水性强。2.3日本喷射护坡技术岩石边坡的防护绿化,是在土质边坡绿化的基础上发展起来的,是建立在岩石力学和喷锚结构的基础上的。对岩石边坡的稳定的过分重视和陡峭岩壁上土壤保持的巨大困难,使人们长期忽略岩石边坡的绿化问题。日本较早产生改进传统喷锚支护方法,把防护和绿化有机地结合在一起,创造出了喷射绿化方法。日本于1976年首先开发出厚层基材喷射护坡技术,主要用于软弱岩石边坡的生态防护。20余年来,此项技术在日本得到不断的改进、完善。目前,喷射绿化技术已成为日本应用最为广泛的生态护坡技术。喷射护坡绿化技术可以应用于软弱岩石边坡,还可以应用于中硬岩及强酸性(pH=2~3)土质边坡;采用厚层基材喷射护坡后可保证坡面植被经过多年以后也不会衰退目前,日本在岩石边坡绿化上已形成一整套技术系统,即“从种子到树林的再生技术”3相关技术法规的补充3.1保持种植的植物的生长边坡生态恢复成功与否,与给排水措施有很大关系,对于内蒙古中西部,一般不会存在排水不当。相反干旱和给水不到位也容易使种植的植物死亡或成活率低下。因此必须在种植养护期内使植物有充足的水分供应,保证成活,达到生态恢复的效果。3.2保水保肥能力大。环境好,生长好,可以提高以下指标下全由于所采取的生态恢复工程措施很难让边坡达到肥力自给,因此要求添加的土壤必须有较高的肥力,并且有较强的保水保肥能力,才能满足植物的生长需要。一般要求为:有机质≥3%、全氮0.1%~0.3%、全磷0.1%~0.4%、全钾1.5%~3.0%。质地为壤土至黏壤土。客土喷播的土壤还必须添加一定比例的黏结剂、保水剂和结构调节剂。3.3种植植物的选择由于边坡缺乏自然土壤,因此为了实现植被的可持续生长,在种植植物的选配上应尽量选用那些耐瘠薄、抗干旱、抗污染、抗病虫害、抗寒冷、管理