申佩佩 马振波 邓士伟

党的十九大报告指出要坚持人与自然和谐共生，人类社会的生存与发展离不开自然生态系统的支持。近年来随着我国经济水平的快速发展，工程施工中对水土和植被资源进行大规模的开发，造成大量的次生裸地及严重的水土流失问题，已经严重影响了社会经济的发展和人们的生活质量。人类越来越注重生态环境的发展，生态护坡作为生态水工学的重要组成部分，具有维持岸边生态环境稳定的重要作用，并越来越多的应用到工程中。

1.生态护坡的定义

生态护坡工程是结合工程力学、土壤学、生态学与植物学的一门新型学科，其原理是用植物或者用工程措施将植物与相关材料相结合，以达到稳定坡面的目的，可以减少坡面的被侵蚀性。将传统的护坡工程改造成适合动植物生存的生态护坡工程，能够兼顾水利工程与生态环境的可持续发展，实现水与生物的相融相洽。生态护坡主要包含两个方面的意义，一要保证防洪抗冲的要求，防止边坡的水土流失，确保岸坡的稳定；二要满足河道边坡的生态平衡需求，建立适合植物、鸟类、微生物类及鱼类生存需要的生态环境。

在生态护坡工程中要充分考虑工程的稳定性和生态环境的需求，在工程的稳定性中，要充分考虑工程的防护性，对水力参数、土壤系数、边坡稳定系数等多种相关因素进行考虑计算，保证工程的稳定性和经济性；在生态环境需求的考虑中，要充分尊重当地的生态原则，选择适合当地生态环境生长的植物、动物及鱼类等，尽量保证环境的原生性，保留河流的蜿蜒性及边坡生物群落的多样性，充分保护当地的自然资源。

2.生态护坡类型分类

近年来，随着生态护坡技术的逐渐兴起，生态护坡种类繁多，将生态护坡种类分为植物性护坡、多孔结构护坡、生态混凝土类护坡、土工复合材料护坡及其他护坡工程，并分别对不同种类的护坡工程进行了综合评价。

2.1 植物型护坡

植物型护坡在边坡的应用较为广泛，应用在河道边坡能够净化水质，为动植物提供生存场所，减少边坡的土壤流失问题，同时能够美化环境，为人类提供高颜值的视觉享受。

2.1.1 液压喷播植草护坡

将绿化用的草籽与保水剂、黏合剂、绿色纤维覆盖物及肥料等，在搅拌容器中与水混合成胶状的混合浆液，用压力泵将其喷播于待播土地上。由于混合浆液中含有保水材料和各种养分，保证了植物生长所需的水和其他营养物质来源，故而植物能够健康、迅速地成长，且不需要重复补充水分。

特点：液压喷薄技术适用于大面积的绿化作业，施工方便，效率较高，成本较低，草籽的均匀度较好，对播种环境要求较低，而且所使用的材料均为环保材料，能够避免环境二次污染问题。

缺点：水土保持防护能力较差，在混合材料比例上容易选择不当，在后期容易造成岸坡侵蚀、冲沟和水土流失等问题。

2.1.2 客土植生植物护坡

将保水剂、黏合剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥等按照一定的比例搅拌之后制成客土，然后吹附到坡面形成客土层，再将种子与复合肥及保水剂等营养液混合后喷洒到客土中。

优点：客土植生植物护坡具有广泛的适用性，可根据当地条件因地制宜的选择种子配方，其抗旱性能较好，施工简单，后期容易养护，适用于坡度较小的岩基坡面、风化岩、硬质土砂地及贫瘠土地等。

缺点：不适用于长期浸水和坡度较大的边坡。

2.1.3 高陡边坡的植被护坡

首先需要由预应力锚杆及钢筋混凝土等材料制作成框架，在框架内填土后再种植植物以达到绿化边坡的目的。

优点：整体性和稳固性较高，适用于较为陡峭的边坡

缺点：其施工程序复杂，不易操作，成本相对较高。

2.2 多孔结构护坡

多孔结构护坡一般是采用多孔砖和多孔混凝土等，在其孔隙中进行植草的一类护坡形式，这种多孔结构形式能贯通水、土壤和大气之间的能量交换，为动植物及微生物提供良好的生存环境，空隙结构还能够为水下生物提供栖息场所，在稳固边坡的同时能够起到透水的作用。多孔砖结构主要为八字砖、六棱护坡网格砖等，形式多样，可根据要求选择不同的形式，其抗冲能力较强，但是多孔砖并不适用于坡度较大及较为弯曲的河道，其施工成本较高，施工量大。多孔混凝土结构主要由原材、多孔填充料及覆土等组成，其抗冲能力较好，对土质及坡度要求较低，但是降碱处理仍是一难题。

2.3 生态混凝土类护坡

生态混凝土是指一类特殊的混凝土，介于混凝土和耕植土之间，能够在混凝土上进行植物的种植，生态混凝土对于协调环境发展、美化环境具有积极的作用。生态混凝土是由多孔混凝土及有机肥等组成，多孔混凝土作为生态混凝土的骨架，辅以保水材料为植被提供必要的水分。生态混凝土是依靠其自身结构及植被对土壤的抓合力来保持边坡稳定的，能够提高边坡的抗冲刷性。生态混凝土孔隙率较高，能够保证水土体系的相通性，为动植物的生长活动提供场所。

生态类混凝土护坡还包括生态型联锁式预制块护坡和生态型自嵌式挡土墙护坡等。生态型联锁式预制块护坡是采用预制混凝土块的自锁定结构，1 块联锁块与四周6 块联锁块形成连接，在连接孔内可种植植物，也可以填补碎石起到抗冲刷的作用，其适应坡面的变形能力较高，而且施工简单、成本较低。自嵌式挡土墙主要依靠自嵌块的自身重量和锁定功能来保持边坡稳定，在孔隙中可进行植被的种植，其抗洪能力、抗震性及稳定性较好，能够适应地基的不均匀沉降，而且造型多变，为人类提供多样的视觉享受，并且施工简单，节约材料。

生态类混凝土护坡也有其不足之处，生态混凝土的降碱问题如果处理不好将会对植物的生长造成影响，其抗冻和耐久性能还没有有利的数据支撑，而且成本偏高。

2.4 土工复合材料类

土工复合材料类护坡是活性植物与土工材料相结合而成，植物的根系与土工材料及土壤边坡的缠绕能够形成一个防护系统，应用在坡面上能够起到稳固边坡、减少水土流失的作用。

2.4.1 土工单元网

将材料做成蜂窝状的网格单元，然后在单元中铺土并进行种植，也可以与液压喷播技术相结合，为植被生长提供良好的生长环境，使不毛之地充分绿化，进而对边坡进行防护。利用同样的原理，混凝土也可以做成蜂巢状种植植被来进行边坡的防护。

优点：由于材料多为聚丙烯，其韧性较好，稳定性较高，抗老化性较好，而且施工简单、运输方便、可以多次利用，经济性能较好。

缺点：由于本身对边坡土壤没有很好地抓着力，不适合坡度较大、水流较快的边坡，边坡的水位变化也不能过大。

2.4.2 土工格栅

利用聚氯乙烯、聚丙烯等材料制作成网格状或立体网格屏栅的土工格栅，土工格栅具有一定的厚度，可以在上面覆盖一层腐殖土进行植被的种植生长，植物根系能够与土工格栅缠绕在一起形成高度抗剪力系统，从而达到减少水土流失、植被茂密、根系牢固的目的。

优点：土工格栅的抗冲刷能力、整体稳定性、抗老化及抗冻性能都较好，而且施工简单、速度较快、成本较低。

缺点：在太阳暴晒的情况下土工格栅使用年限较低，部分聚丙烯材料格栅抗火性能较差，遇火能燃烧。

2.4.3 生态石笼网

石笼网是由低碳钢丝包裹上PVC材料后使用机械编织而成的笼状结构，其材料具有一定的延展性，在石笼网内填充石块后，以一定的方式组合固定于河岸边坡上，石头的缝隙间能够进行植物的播种生长。

优点：石笼网的整体性及透水性都较好，能够适应地基的变化，具有较强的适应性，而且成本较低、运输方便。

缺点：由于石笼网的填充固定需要大量的石料，因此在平原地区并不适用，石笼护坡局部破损需要及时补救，否则造成大量石料外漏，从而影响岸坡的整体稳定性，

2.4.4 土工固袋

土工固袋是以石笼网为框架，内部衬以高拉力合成材质透水织物组成的结构体。在土工固袋内部可填放泥土、砂石或废弃料，能够快速的形成挡水结构体，从而起到边坡防护及修复环境的作用。

优点：土工固袋稳定性较强，具有透水不透土的过滤功能，可就地取材，节省成本，施工快捷、方便。

缺点：袋内的土颗粒易受水流冲刷的影响，土工固袋材料的抗老化性及抗穿刺能力需要进行加强，由于土工固袋的空间有限，植株生长受到限制，对边坡的防护效果并不理想。

2.4.5 生态防护毯

生态防护毯是将复合土工织物、土壤、配套材料等相结合后铺设于坡面上，植被根系的缠绕能够对边坡土壤起到“挟持”作用，从而有效地减少潮土、粉土、细质沙土等颗粒细小的土壤的水土流失问题，达到保护边坡的目的。

优点：稳定性较高，施工方便快捷，最大程度的保持了生态环境的原生性。

缺点：由于材料的性质，可能对环境会造成二次污染问题。

3.生态护坡优势

传统的护坡工程主要采用混凝土、浆砌石等硬性材料，防护能力较强，但与土体的兼容性较差，在雨水的冲刷下，容易掏空坡体，不利于边坡的稳定，在坡面处几乎不能进行植被的生长，不利于生态环境的和谐发展。生态护坡工程多采用植被、天然石块及多孔性混凝土等材料，能够在固坡护坡减少水土流失的同时美化环境，给人们以高颜值的视觉享受。

在工程理念上传统的护坡工程只是注重兴利除害，以救灾为主，生态护坡工程注重兴利和自然环境的和谐发展，更多的考虑了生态环境及生物的需求，强调工程的生态性，对自然灾害能够起到预防作用。传统的护坡工程断面形式比较规整，而生态护坡则保留自然环境的原始性，断面蜿蜒曲直不一，呈现出多样化的状态。传统护坡工程有一定期限，需要工程的不断投入，而生态护坡工程并没有期限限制，能够达到永久性的目的。生态护坡是对传统护坡工程的发展与改进，是未来工程护坡的新兴发展方向。

4.结论

通过以上分析总结评价可见，生态护坡工程是利用植被或植被与工程材料的相结合来达到边坡防护的目的，在固坡护坡的同时追求与生态环境的和谐发展，由于边坡防护的土质、坡度、水位等条件不同，所适用的生态护坡工程也不相同，不同的护坡工程可根据其自身的特点选择相适应的生态护坡形式，传统的护坡工程注重兴利除灾，但不利于生态环境的发展，生态护坡工程既能够满足人类对“高颜值”的视觉要求，也是生态文明建设的必然要求。生态护坡工程是传统护坡工程的发展与改进，是工程护坡新的发展方向，也是人类与自然和谐发展的内在需求。