边坡水土流失的治理方法

边坡水土流失的治理方法（深圳市盐田区农林水务局防洪排涝设施管理所李映波）摘要：本文结合我区边坡水土流失治理情况，介绍了几种边坡治理的方法，如三维植被网、喷混植生、格构护坡、锚喷支护等，供广大从事水土保持工作者参考。关键词：边坡治理；水土流失；生物护坡；工程护坡1.前言深圳市自1995年开展城市水土保持工作十多年来，坚持预防为主，防治结合的水土保持工作方针，以水土资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展，为我市获得“全国水土保持示范城市”、“绿化模范城市”等称号作出了巨大贡献。盐田区地处深圳东部，处于亚热带—热带的过渡地带，全区65%的陆地面积为山地。随着我区经济的高速发展和基本建设的飞速开展，城市建设、公路、房地产开发等工程逐年增加，水土流失面积有扩张的趋势，其中大部分是边坡水土流失。如深盐第二通道、盐排高速等，均是通过大量开挖山体形成的。此外,盐田区为滨海城市，台风季节高强度的降雨容易引起山体滑坡，水土流失较严重。大量高强度的水土流失，不仅影响我区生态景观，而且危及我区基础设施和防洪安全，对我区社会经济持续发展构成严重威胁。因此，每年区政府都十分重视边坡治理工作，投入大量资金，责成区农林水务局做好边坡治理工作，防止水土流失。2.边坡治理现状目前，常用的边坡治理大致可分为工程护坡和生物护坡两种方法。以往土木工程师们单纯从力学角度出发，定量分析边坡的稳定问题，往往采取石料或混凝土挡墙和护面，或采用格构防护、锚喷支护。这样做能克服边坡带来的严重的水土流失和滑坡、泥石流等灾害，但也带来严重的环境问题。如视觉污染，生态失衡等。生物护坡就是利用生物（主要是植物），单独或与其他构筑物配合对边坡进行防护和植被恢复的一种综合技术。它包含绿化景观、固土保水、防止浅层滑坡、塌方等生物环境的基本内容。显然，边坡生物治理是跨越多个学科的边缘领域，它需要土木工程学、工程力学、农学、林学、生态学、恢复生态学等多个学科知识。特别是水土保持工程学、恢复生态学相关学科的发展，直接影响人们对边坡治理的认识。近年来发展出种类繁多的边坡防护绿化方法，如普贴草皮、液压喷播植草、三维植被网、喷混植生等。下面我将结合我区的工程实例，谈谈我区边坡治理常用的几种方法。3.三维植被网3.1三维植被网概述三维植被网植草护坡适用于坡比为1:1～1:0.75的土层瘠薄的母质边坡。三维植被网植草护坡，是国内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。该技术采用的三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。底层为一个高模量基础层，具有一定的弹性和强度，可防止植被网变形，并能有效防止水土流失。面层外观凹凸不平，材质疏松柔韧，留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒，将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。采用该技术的工程实例有：大梅沙－上坪水库防汛道路边坡治理和东湾石场局部边坡治理工程等。3.2三维植被网施工要点结合坡面清除孤石、危石、碎石及松散土，使之尽可能平整；三维网在坡面延伸100cm埋入截水沟或土中，然后自上而下平铺设，相邻网与网之间搭接15～20cm，网紧贴坡面，纵向每隔100cm用U形钉固定；播洒适合本地环境的草籽；人工回填细砂质营养土，厚度不超过网厚一半，再洒草种回填土满网轻压实整平；如气候干燥，采用草袋或无纺布覆盖并浇水养护，在植被发育期，每天浇水两次，养护期约为10d，植被生长成型，即可撤去草袋。3.3三维植被网主要特点（1）弹性高、贴地性能好，早期有助于植被生长，植被形成后，植物的根系与网交织缠绕形成一层保护层，对边坡坡面形成永久性保护，避免雨水对坡面造成的冲刷，有效保护边坡的稳定。植物根系扎入泥土，与网、泥土三者形成一个牢固的复合整体，起到固土蓄水的作用，达到水土保持的目的;（2）在边坡表层中起到加筋加固作用，从而有效防止表层土层的滑移;(3)可做成草毯进行异地移植，能快速防护。3.4三维植被网的创新技术当坡面较破碎时，这类边坡往往存在许多不稳定性因素，坡面时有碎石滑落，此时，单纯依靠三维植被网的防护已不能恢复其稳定性或恢复效果较差。因此将镀锌铁丝网（或土工网）与三维植被网结合运用。一方面，该技术利用了三维植被网的固土保土功能，为表层土壤加筋加固，有效防止表面土层的滑移；另一方面，又利用了铁丝网良好的力学性能，同时加入锚杆等工程护坡技术，增加了不稳定坡面的整体性，为绿化创造了有利条件。目前该技术在边坡治理、堤坝和公路护坡中广泛使用。4.喷混植生4.1喷混植生概述坡面喷混植生技术适用于坡比为1:1～1:0.25的非光滑岩坡面。该技术利用特制喷混机械将土壤有机质、肥料、保水剂、植物草本、粘合剂等混合干料搅拌均匀后加水喷射到岩石上，形成一层既保障植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多空稳定结构层，从而达到快速恢复植被景观，改善生态环境的目的。采用该技术的工程实例有：大水坑裸露山体综合整治工程和盘山公路高边坡治理工程等。4.2喷混植生主要施工工序（1）边坡修整，清理松石、凸面，修填凹坑；（2）锚杆、挂网。坡度越大，对锚杆、挂网要求越高。一般坡度在50。～70。，锚杆ф=10～22mm，L＝800～1600mm，按斜坡行间距1000×1000(mm),长短间隔布置。挂网一般采用机编镀锌网，规格：50×50（mm），φ=2.2～4mm；（3）然后在网上喷挂两层有机植生土。第一次喷射厚度约8～10cm作为基质（最薄处要求6cm以上），以覆盖镀锌网为宜，第一层侧重于防护；第二次喷射混有草种及灌木种子的混合基质材料2～3cm，第二层侧重于植生；（4）喷射后覆盖无纺布以防雨水冲刷；（5）局部凹缓坡面处可植乔、灌木；（6）灌水养护一段时间后，从有机植生土中长出的草就覆盖整个坡面，绿化见效又快又好。4.3喷草技术要求及草种的选择喷草植草利用特制喷射机以水为载体，将土壤与草种混合物喷射到坡面上，土壤和草种混合物在压力作用下与坡面紧密结合，在较短时间内生长覆盖坡面的绿化防护措施。喷射基层1～2cm，喷射中加入混合草种，草种应为适合本地环境的草种、藤本和灌木混合物。适合深圳的草种有狗牙根、百喜草、竹节草、假俭草和多花木兰等；藤本有爬山虎、劈荔、猫爪花、五爪金龙、金银花等；灌木选用叶紫薇、银合欢、金合欢、五色梅、桃金娘等。经过国内外大量工程实践证明：乔灌藤草的搭配，可以形成物种丰富，层次复杂的复层群落结构。因为运用种类多样的高中低植株构成复层的，生长稳定的乔灌草群落结构，一方面能提高绿地的三维绿量，最大限度地发挥绿色植物的自然生产功能，并能增加群落稳定性和自我调节能力，达到减少水土流失的目的。另一方面能丰富植物景观的立面层次，使得城市绿化景观更加丰富。5.格构防护5.1格构防护概述格构防护适用于风化较严重的岩质边坡和坡面稳定的较高土质边坡。格构防护是用混凝土、浆砌块（片）石等材料，在边坡上形成骨架，对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性，能有效地防止边坡在坡面水冲刷下形成冲沟，防止地表水的渗入坡体和坡面风化，同时，提高了坡面地表粗度系数，减缓了水流速度。使得一般冲刷仅限于格构内局部范围。格构护坡具有结构物轻，材料用量省，施工方便，适用面广，设置坡顶坡底排水沟和纵向排水沟进行系统排水，格构内喷草穴植乔灌木，提高了防护效果，同时美化了环境。5.2格构防护形式格构形式主要有正方形、菱形、拱形、主肋加斜向横肋或波浪形横肋以及几种几何图形组合等形式，格构及横肋宽0.4～0.6m，主肋宽一般1m左右，格构间距2.5～3.5m。5.3格构防护实例深盐路海滨药厂北侧边坡治理采用钢筋混凝土格构+锚杆护坡。该工程横向57m，边坡水平高度高达25m，坡底原有2m高的浆砌石挡土墙，治理时以水平高度8m一级削成三级边坡，坡比为1:0.75，每级设置1.5～2m的平台，每级坡顶坡底设置b×h=0.35×0.6m的M7.5浆砌石排水沟，纵向设置4条b×h=0.35×0.6m的M7.5浆砌石排水沟。格构梁采用40×40cm、混凝土强度等级C25，节点中心3m的方形格构，节点处设置ф25及ф28，长8～12m的锚杆，每级坡顶坡底压顶梁和格构梁配筋为别为8ф20和4ф20。所有格构梁完全嵌入坡体。支护完成后，随即在格构内播草籽穴植灌木（1.5×1.5m），在平台种植乔木一排间距2m。形成锚杆格构梁内播草籽穴植灌木一体的永久护坡。6.锚喷支护6.1锚喷支护概述锚喷支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩石的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性，防止边坡岩石继续风化，保护边坡不发生落石崩塌。主要适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石边坡，但因视觉污染、生态失衡等，一般只在人流量较少的地方采用。6.2锚喷支护工程实例盐田区大梅沙后山截洪沟是2000年开挖山体形成的，开挖时裸露了大量边坡，当时仅做了简单支护，经过多年的使用，2005年又出现多处边坡失稳，需要及时支护。截洪沟西端边坡根据现场勘查采用锚喷支护进行边坡支护，下面就以该工程为例讲述锚喷支护的施工工序。6.3锚喷支护的施工工序（1）搭设脚手架；（2）清除风化碎渣、孤石和风化土层；（3）坡面设置泄水孔，L＝500@2m×2m,孔径φ50mm,根据现场情况仰角一般10。～15。，最下一排泄水孔距坡脚不得小于20cm；（4）锚杆钻孔、注浆。锚杆ф25，L＝4m@2m×2m,倾角以垂直坡面为准，锚杆外露10cm～15cm,便于挂网喷护，锚杆之间可采用2ф16钢筋加固。孔径φ50mm，孔深应大于锚固深度20cm，采用压力泵将1:1～1:2的水泥砂浆固结；（5）挂网。网筋采用钢筋φ6@200×200，网和岩石面保持3～5cm间距，交结点用22号铁丝捆绑，钢筋网与锚杆外露头点焊牢固，保证喷射混凝土时钢筋网不变形和晃动;（6）用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层表面；（7）喷射混凝土。采用干拌湿喷的方式进行喷射C20混凝土10～15cm，水泥选用425#硅酸盐水泥、中细砂和成熟度较高的砾石，加入速凝剂3%。喷射机选用HPUZ-5B型喷射机。喷射时，喷射路线做直线循环运动，自下而上喷射。喷射角基本保持与岩面垂直，并不小于75°，喷射距离基本控制在60-100cm，掌握好加水和加浆量，减少回弹，以不流不淌并有光泽为标准;（8）喷射后及时养护，防止开裂，提高喷射混凝土层的强度和表面光洁度。7.结论上述的4种护坡方法都符合我区边坡治理的实际情况，有效的减少水土流失。近年来，随着对环境保护的重视,工程措护坡与生物护坡相结合，并尽可能多的使用生物护坡已是大势所趋。因此我们在边坡治理方面提倡少用混凝土、浆砌石，大力推广乔灌藤草近自然立体化护坡新技术。参考文献：[1]杨京平卢剑波.生态恢复工程技术[M].北京.化学工业出版社.2002.[2]刘树坤.中国生态水利建设[M].北京.人民日报出版社.2004.[3]市水保办.2005年深圳市水土保持工作摘要[J].深圳市水土保持简报,2005,(12):15-21.[4]周颖曹映泓廖晓瑾崔建刚王克舫.喷混植生技术在高速公路岩石边坡防护和绿化中的应用[J].岩土力学,2001,(3):353-356.[5]许文年叶建军.岩石边坡护坡绿化技术应用研究[J].水利水电技术,2002,(7):35-40.[6]叶建军许文年周明涛.南方岩石坡地生态恢复[J].水土保持研究，2003，(4).[7]任予峡王联明武移风.石质路堑边坡锚喷防护的设计与施工[J].山西交通科技，1997,(2):7-12.[8]张国红.我国水土流失的现状及其治理对策的探讨[J].林业资源管理,1995（5）:10-14.[9]水利部.水土保持综合治理技术规范[S].北京.1996.[10]叶建军.边坡生物治理回顾与展望[Z]