铁路路基边坡植物防护和绿化浅谈

2017-03-24孙传安吉木色

草原与草业 2017年4期

关键词：客土喷播植草

孙传安，吉木色

(1.兰州铁路局干武二线工程建设指挥部，甘肃武威 733000；2.内蒙古自治区草原勘察规划院，内蒙古呼和浩特 010051)

1 前言

随着我国经济的持久高速发展，我国铁路项目大量上马。修建铁路虽然提高了客流量，满足了人们通行的需要，但也会破坏大地的原始景观和土地结构，减少绿色植物的覆盖面积，降低生态环境质量〔1〕。

因此，我们在建设和发展铁路的同时，必须十分重视环境的保护，重视绿化，保持自然环境与社会环境的协调。根据现代环境状况和生态要求，铁路绿化、美化和环境保护已成为现代交通附属设施之一，是行车安全和舒适的重要举措。

铁路作为公共交通设施的一个重要组成部分，是保障经济发展的重要基础设施之一，其建设发展直接关系到整体交通水平的发挥，经济发展的水平，随着铁路发展越来越迅速，其里程数越来越大，铁路养护里程也越来越长，每年花费在铁路边坡防护上的资金也越来越多。在国外，铁路边坡研究有以下特点：①西欧和美国受铁路边坡较小、坡度也不大，其土质、气候等环境差异较小的制约，研究主体环境变异小，坡面植被建植难度不大；②湿式喷播技术仅用于建植草本植被，且植被养护工作大，养护成本高；③在日本客土喷播技术成本高，需要较长时间才能达到的植被盖度〔2〕。国内在植物护坡技术应用方面的研究起步较晚，20世纪90年代以前一般多采用撤草种、穴播或沟播、铺草皮、片有骨架植草、空心六梭砖植草等护坡方法。1993年我国引进土木材料植草护坡技术，随后土木工程界与塑料制品生产厂家合作，开发研制出了各式各样的土工材料产品，如三维植被网、土工格栅、土工网、土工格室等，结合植草技术在铁路、公路、水利等工程的边坡中陆续获得应用〔3〕。目前关于国内植物防护方面的研究不足在于①缺乏大范围的铁路路域生态恢复研究；②铁路路域植被恢复的理论研究较少；③铁路路用植物资源研究较少；④在铁路边坡植物防护系统工程技术方面研究不够，特别是坡面硬度大而陡的地段，其边坡植物防护难题尚未解决；⑤取、弃土场生态恢复技术研究不够；⑥国内铁路路用植物育种工作还未开展；⑦铁路生态恢复工程成本效益分析研究缺乏〔4〕。

2 铁路边坡植物防护基础及主要类型

2.1 铁路边坡植物防护的原则

植物防护是一种坡面防护措施，它只能起到防止坡面侵蚀、避免水土流失，改善边坡土壤的水分状况，从而增加边坡的稳定性，防止坡面冲蚀和滑塌，但不可能完全解决边坡稳定问题。一般在边坡地质稳定和坡比到位的前提下进行植物防护或工程防护。铁路边坡植物防护是通过利用一定的植物种群，在边坡上营建植物群落而实现。所有这些都必须遵循植物与环境协调的原则。在遵照植物节律的前提下，通过各种植被建营方式实现裸露边坡的快速绿化，尽快防止雨水对边坡的冲刷，利用植被调节、吸收或分散径流，减少径流的侵蚀能力，防止与调节地表径流，以达到边坡稳定和水土保持目的。

2.2 铁路边坡植物防护的类型及其适用性

铁路植物防护分为植物防护型和植物防护+小型土木工程防护的综合防护型两类见。其适用性与坡面位置、坡面岩石硬度和坡度有关。

2.2.1 稳定的土质边坡

根据土的种类、颗粒组成、胶结情况、密实程度以及地面、地下水的不利影响因素，一般采用1∶0.75—1∶1.5的坡率。土质边坡各种病害和变形的产生，都与地面水和地下水的侵蚀及冲刷有一定的关系，对坡体已经处于稳定的土质边坡，防止冲刷造成日后的破坏是最主要的。由于土质边坡利于植物生长，而且种植植物后，可以阻止地表径流，有效地防止冲刷，保持水土。因此，主要采用植物防护，也可采用植物和工程防护相结合形式，即综合防护。

2.2.2 不稳定的土质边坡、强风化石质边坡和碎石土质边坡

对这类边坡主要在边坡坡脚以挡土墙稳定，在稳定的基础上进一步做植物防护，强风化石质边坡一般按土质边坡的情况处理，但由于强风化岩石边坡较坚硬，整体性较差，因此采用挂网十植物防护。碎砾石类土质边坡性质介于石质边坡与土质边坡之间，根据地层成因、颗粒大小和组成、密实程度、胶结情况以及地面水和地下水的作用等条件，采用不同的防护措施。对于处于胶结状态且密实度较大的碎砾石类土，性质近似于岩层采用挂网客土喷播。对于中等密实或松散的碎砾石类土，其边坡的稳定常处于边缘状态。防护得好则稳定，防护得不好或无防护，则溜坡或坍塌，尤其浸水后强度和稳定性更低。因此采用工程防护植物防护。

2.2.3 石质边坡

石质边坡一般比较坚硬，不易风化，而且具有一定的抗冲刷能力，一般不进行防护，但出于边坡稳定及恢复植被的考虑可采用客土喷播或湿式喷播。对于石质边坡较长且坡面不很破碎，但节理缝隙较多，为防止坡面流入缝隙，采用钢丝网土工网客土喷播。

3 铁路边坡植物的选择

3.1 铁路边坡植物选择的原则

科学合理的选择绿化树种是铁路生态恢复的关键性研究内容之一，也是研究铁路绿化生态效益、社会效益和经济效益的重要组成部分。适宜的绿化树种不但可以净化和美化铁路的环境，还可以反映出该地区的区域特征。因地制宜，适地适时，考虑树木的形态、色彩的季相变化，满足铁路的绿化需要。

在全面分析铁路路段植被、土壤的基础上，通过试验研究该路段两侧的绿化树种的植物叶片对大气中Pb、Cd、Cr、As、Hg等有害物质以及有毒气体(SO2、HCL)的吸收能力，分析不同树种间叶片内含量的差异与污染程度的相关关系，以此作为绿化树种的评价指标之一，并结合植物生长状况、习性和功能等多方面指标来调整绿化植物，为科学的选择绿化植物提供理论依据〔5〕。

铁路边坡植物选型条件：

(1)适应当地的气候条件

(2)适应当地的土壤条件水分、pH值、土壤性质等

(3)种子易得且成本合理

(4)地上部较短，根系发达,生长迅速,能在短期内覆盖坡面

(5)越年生或多年生

(6)适应粗放管理,能产生适量种子

根据以上原则，植物的选择需要考虑美观和铁路正常使用两方面。同时植物的选择还与铁路所在的地域有很大关系，必须考虑气候、土壤等条件，与上地条件相适应。当路段景观单调，绿化树种匾乏，污染较严重，环境对植物的生长构成多方面的胁迫，盲目引入树种承担较大的经济、生态风险。为大量、安全的向试验路段引入植物提供理论支持，以多种植物为研究对象，研究它们在大气污染、上体污染、干旱等胁迫时的生理变化及生长状况，并进行引种试验，由此对它们在铁路环境下的适应性做出评价。为安全、高效、大规模向该路段引种，提高该路段植物多样性、景观多样性，提供理论依据。

3.2 铁路路域植物种组合的原则

根据上述的理论及资料分析，铁路植物防护应采取如下原则：

植物种子的选择及配置应走本地化的道路，以地带性植被、乡土植物为基调，适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。

应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合，还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物，这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体，建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

铁路路域植物种组合还应适于路域环境，符合边坡生态恢复目标，对气候适应性强。

4 铁路边坡防护类型及施工方法

4.1 喷播植草防护

4.1.1 液压喷播植草

(1)准备工作：喷植前先修好天沟等排水设施，修整坡面嵌补凹槽、坑洼，准备好喷植混合材料等，喷植材料随拌随喷。

(2)草籽选择：草籽、树种选用根系发达、茎矮叶茂并适于当地成活率高的多年草种。喷播草籽含量不小于15～20g/m2。

(3)试喷：大面积的喷播工程先进行试播，以得到合理的种子、肥料、农药、保水剂和营养土等的配合比。喷投物料要有一定的稳定性，喷到预定坡面上切忌浆材沿坡面流动。

(4)喷播：连续向喷射机供料；保证喷射机工作风压稳定；完成或因故中断作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。

(5)养护：施工完毕后，进行精细的养护管理，养护期不少于30d。在养护期内，用透气农膜覆盖，避免雨水直接冲刷。对漏喷、草籽发芽成活过稀部位进行补种或喷补。

4.1.2 客土喷播植草

客土喷播植草的施工工艺流程为：清理坡面→钻孔打锚杆→挂网→喷射客土。客土的配方包含草种、土壤、纤维、肥料、保水剂和稳定剂。配制后的客土满足植物生长所需要的基本厚度、酸碱度、空隙率、营养成分、水分以及耐久性。施工完毕后进行精细的养护管理；在养护期内，用透气农膜覆盖，避免雨水直接冲刷。对漏喷、草籽发芽成活过稀部位进行补种或喷补。