（环境工程专业论文）安徽省黄塔（桃）高速公路边坡绿化工艺优化.pdf

摘要 安徽省黄塔( 桃) 高速公路边坡绿化工艺优化 作者简介：赖晶晶，男，1 9 8 2 年1 0 月生，师从成都理工大学罗丽副教授， 2 0 0 8 年6 月毕业于成都理工大学环境工程专业，获得工学硕士学位。 摘要 边坡的治理要在考虑边坡的稳定性的基础上，考虑城市绿化、景观与人们生 活舒适等方面的要求。边坡生态防护设计是近年来进行高速公路边坡防护最行之 有效的方法之一。但是生态防护受到地域限制，设计必须根据当地的气候、土壤、 地形地貌等情况综合考虑，合理布局。随着人们环保意识的不断增强，为了减少 高速公路建设对路段周边环境的影响，采用加大边坡坡比的方法减少开挖方量， 减小开挖创面。高速公路高、陡边坡生态防护更加大了边坡生态防护难度，现今 较为成熟的生态防护技术已经无法满足其需要，对现有生态防护技术的优化和技 术创新刻不容缓。 论文在参考国内外边坡绿色防护研究资料的基础上，结合黄塔( 桃) 高速公 路边坡的绿色防护工程，进行了以下内容研究： 首先以黄塔( 桃) 高速公路为研究对象，对现场进行了详细的调查。调查了 黄塔( 桃) 高速公路路段区域工程地质特征、当地气候情况、植物分布及各高边 坡特征，结合现场黄塔( 桃) 高速公路的特征对已有生态防护技术进行了分析， 找出了适合本路段边坡的旅工技术，即厚层基材技术与植生袋法。 其次，对现有厚层基材技术进行了分析，由于泥炭的不可再生性、运输与价 格等方面的问题，提出了采用污水处理中的污泥取代一部分泥炭的基材配比，减 少泥炭的用量，同时缓解污水处理厂污泥处理的压力。通过室内试验对添加污泥 配比的基材的强度及营养成分进行了测定，污泥含较高有机质2 4 7 9 9 6 、较高总 氮2 2 。并通过野外取样、室内试验和现场试验等手段，进行了植物的种植和 移栽，并效果明显。 最后，通过室内试验提出采用土包袋替代现有植生袋，先堆放后喷播的技术， 解决了植生袋法旌工无法在冬季施工的问题，提高了施工效率。并对厚层基材技 术、灌木移栽和全岩质边坡在进行绿化工艺优化，同时针对不同边坡部位绿化工 艺提出了具体施工方法，对重点边坡绿化景观设计提供技术支持。 关键词：高边坡绿化工艺优化 盛塑里! ：查兰堡主堂堡丝苎 h u a n gt h ( 1 r a o ) h i g h w a yo f a n h u i p r 0 i n c es l o p eh e g e t a t i o t e c h n o l o g yo p t i m i z a t i o n i i l 订o d u c 廿o no f 山ea m b o r ：l 确i n g j i n 舀m a l e ，w a sb o m i no c t o b e r ，1 9 8 2w h o t t o rw 黔a s s o c i a t em f e s s 0 rl u o l i h eg r a d 嘣e d 晰nc h e n g d uu n i v e r s 酊o f t c c h n o l o g yi ne n v i r o 珊槲妇le n g i n e e r i n gm 面o r 锄d 、勰孕a m e d t i l em a s t e rd e 伊e e i j 圮2 0 0 8 a b s t r a c t m er o c ks l o p e s 砌lb cc o m ei n t ob e i n gd 嘶n gl h ep r o c e 豁o f f o a dc 0 砸咖m o n i no r d e rt om e c tp e o p l e sf e q u h m e n to fe n v i r o 蛐c m ，t h co b j c c t i v eo fd e a l i n gw 曲 c 时一r o a dr o c ks l o p e s i sn o t 砌y t o m 钟t t h es t a b i l 时0 f s l o p 船，b i i ta l s o m ed e m 觚d s o fc i 母sv s o e n c ea n ds i g 酬由g 姐dt h es a _ t i s f a c 廿o o fp c o p l c sl i v i i l g ，锄ds o 阻 b i o e i l 西n 痢n gp r o t e c t i o nh a v eb n 叩eo f c m c i a lt c c l l l l i c a lt od e a l 谢t l lm c ks l o p e s o f 妇l l i g h ，a y s b e c 卸s e o f r c s t r i 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f b 肋撕o n 伽b i n e de x i s t i n gb i o e n g m e 耐n gp f o t e c _ t i o n 伍1 dt w ow a y so fc o l 枷c t i o n ：t 1 1 i c k l a y e rb a s em 砷踊a l 锄dt e c h l l i q 鹏诵md i ec o t t o nn e tp k m tb i o l o g i c a ib a g s e c o 玎棚y ，a n a l y z i n gt e d h n o l o g yo fm a t e r i a l ，t h ep e a ti sn o n _ r e w a b l e ，h a ss o m e d i 铂d v 岫g e s 谢山d e l i v e r y 如d 埘c e ，o eo fs o l 嘶o ni ss l l l d g eo fs e 、a g e 蛐e l i t t oi n s t e a do fp c a t ，t h i sw a yl 淞伽oa d v 跗协g e s ：s 删n gp c a ta 珈【o 皿匕r c d u c 啦 栅o u n to f s l u d g e o n em c a s u r 锄e n ti sb yi n d o o re x p e 而n e mt 0i n c r e a p f 叩嘶no f s l u d g e t o i l l c r e a 豫i n t e n s i t y o fm a t e r i a l ，趿dd e 缸衄i n e s l u d g e s n l l t r i t i 伽i a l c o m p o n e n t s ，l l i g h e ro 玛趾i cc o n t e n ti l ls l u d g e ( 2 4 7 9 ) a n dl l i g h e rc 0 i i t e 哦o ft o t a i i l i t m g e n ( 2 2 ) i i is l u d g e m eo t h e rw a yi sf i e l d 鲫m p l i n gc o m b j n c di n d o o r c x 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借阅。本人授权虞壑翌王盍堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名按晶晶 学位论文作者导师签名：、鼋瀚 f b o3 年6ra b 第1 章引言 第1 章引言 高速公路是二十世纪三十年代在西方发达国家开始出现的专门为汽车交通 服务的基础设施，具有封闭、快速的特点。由于高速公路在运输能力、速度和安 全性方面具有突出优势，对实现国土均衡开发、建立统一的市场经济体系、提高 现代物流效率和公众生活质量等具有重要作用【l 】。 德国1 9 3 2 年建成的波恩至科隆高速公路，是世界上第一条高速公路。1 9 8 8 年1 0 月3 1 日，上海至嘉定1 8 5 公里高速公路建成通车，使中国大陆有了高速 公路。此后1 7 年问，我国高速公路建设突飞猛进：1 9 9 9 年突破l 万公里，跃居 世界第四位；2 0 0 0 年达到1 6 万公里，跃居世界第三；2 0 0 1 年达到1 9 万公里， 跃居世界第二；截止到2 0 0 4 年l o 月我国的高速公路总里程已达到了3 万公里【2 l ， 比世界第三的加拿大多出近一倍i j j 。 根据国务院通过的国家高速公路网规划，我国将用3 0 年时间，形成8 5 万公里国家高速公路网。新路网由7 条首都放射线、9 条南北纵向线和1 8 条东 西横向线组成，简称为”7 9 1 8 网”，将把我国人口超过2 0 万的城市全部用高速公 路连接起来，覆盖l o 亿人口。根据计划，到2 0 0 5 年末，建成3 5 万公里，占总 里程的4 0 以上；到2 0 0 7 年末，建成4 2 万公里，完成五纵七横”国道主干线系 统中的高速公路；到2 0 1 0 年末，实现“东网、中联、西通”的目标，建成5 万5 5 万公里【1 1 。 修建高速公路虽然提高车辆行驶速度，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，高速公路路段两旁出现的是大量的人工边坡。边坡 的开挖严重破坏了坡面原本的生态条件，开挖创面出现大量的次生裸地，造成生 态环境的严重失衡，产生水土流失，甚至造成山体滑塌，滑坡及泥石流，给人民 的生命财产带来巨大的损失1 4 】。 边坡的破坏类型按滑动体的厚度可以分为深层滑动和浅层滑动( 包括表层的 风蚀和雨蚀的滑落) 。如何判定边坡属于那种类型，目前没有明确的界限值。一 般认为，深层不稳定性边坡规定为滑移面超过地下2 m 【5 】。对于深层不稳定边坡， 常采用挡土墙、抗滑桩、长锚杆、锚索等工程措施治理，使其稳定后，再采用灰 浆( 或者三合土) 抹面、喷浆、喷射混凝土、浆砌片石护墙、挂网喷浆护坡等。对 于浅层不稳定边坡，常采用浆砌片石护坡、干砌片石护坡、喷射混凝土、灰浆抹 面、锚喷护面等方法支护州。从边坡防护来讲，对前期边坡提高其稳定性和防雨 水的冲蚀性起到了很大的作用，而且作用非常显著。然而，高速公路两旁大量灰 白色混凝土边坡严重影响了视觉效果，对于司乘人员带来视觉疲劳，混凝土边坡 也不利于吸收阳光、汽车尾气及汽车发出的噪音。随着时间的推移，混凝土的老 成都理i ：犬学硕仁学位论文 化，钢筋的腐蚀，强度随之降低，防护效果也越来越差，造价高，而且不利于自 然植被的恢复，不利于生态平衡。 因此，高速公路边坡防护如何更长效、更有利于恢复自然植被，恢复生态平 衡的问题日渐引起公路部门的重视边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要 内容之一，边坡生态防护设计是近年来进行高速公路边坡防护最行之有效的方 法。高速公路边坡防护根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来 源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程 措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保 持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。 随着人们环保意识的不断增强，为了减少高速公路建设对路段周边环境的影 响，采用加大边坡坡比的方法减少开挖方量，减小开挖创面。高速公路高、陡边 坡生态防护更加大了边坡生态防护难度，现今较为成熟的生态防护技术已经无法 满足其需要，因此对现有生态防护技术的优化和技术创新刻不容缓。 1 1 公路边坡植物防护和绿化技术国内外现状 1 1 1 公路边坡植物防护和绿化技术国外研究进展n 1 3 】 国外一般把植物护坡定义为：。用活的植物，单独用植物或者植物与土木工 程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”。植物护坡的实 践却是历史久远，最初植物护坡主要用于河堤的护岸及荒山的治理。近些年，植 物护坡开始广泛应用于公路的植物防护和绿化工程。 2 0 世纪3 0 年代以来，美、英、法、日、韩等国相继开展了液压喷播植草技 术的研究，并在这些国家的道路边坡工程中得到应用。2 0 世纪7 0 年代以来，液 压喷播技术先是在欧美国家继而在东南亚国家和地区蓬勃兴起。2 0 世纪8 0 年代 又出现了三维网植草护坡方法。从总体来说，日本在植被护坡工程技术研究方面 处于领先地位。 在日本，植被护坡被称为坡面绿化。在日本茸先开始边坡绿化是在1 9 5 1 年， 川端勇作开发了采用外来草种的植生盘用于道路坡面，标志着以牧草类为代表的 外来草种开始用于坡面绿化。为了进行大面积快速的绿化坡面，日本住宅公团委 托京都大学农学部造园学研究室研究快速绿化工法，1 9 5 8 年4 月在大孤香里团 进行了多组现场喷射试验，开发了喷射种子法。但是并没有得到广泛的应用。后 来又经过多次试验，采用沥青乳剂覆盖膜养生，在名神( 名古屋一神户) 高速公路 的路堑边坡中得到大规模的应用。1 9 6 0 年从美国引进了喷播机( h y d r o 辩e d e r ) ，把 当时很先进的注液压喷播技术( 日本称种子撒布法1 广泛应用于名神高速公路路 堤边坡的绿化。1 9 6 4 年从美国进口喷射专用纤维，1 9 6 5 年即实现了喷射纤维的 2 第1 章引言 国产化。7 0 年代，随着高速公路的大规模建设，边坡绿化技术得到了长足的发 展。 1 9 7 3 年开发出的纤维土绿化工法( f i b e r - s o 订g r e i 谢n gm e 廿l o d ) 标志着岩体绿 化工程的开始，这也是日本晟早开发的厚层基材喷射工法。纤维土绿化工法的主 要特征为：台阶形喷射，确保有效喷射厚度的经济性：局部呈水平状，降低 径流，减少基盘的流失；砂质土系，能有效利用现场开挖的砂质土。此工法于 1 9 8 1 年获得美国发明专利，技术上又几经改进，在2 0 世纪8 0 年代获得广泛应 用，至今仍在应用。 1 9 8 7 年6 月，日本从法国引进连续纤维加筋土工法，随后把它与已有的坡 面绿化工法结合在一起，开发出连续纤维绿化工法口g 绿化工法) 。连续纤维绿 化工法的基本特征为：由于砂粒和连续纤维相互混合，基材的抗侵蚀性更强， 能适应坡体的微小变形：由于确保了大根系的伸长空问，可引进木本类植物， 用于坡面的树林化；施工体系由绿化基材供给系统、团粒剂供给系统和连续纤 维供给系统组成。1 g 工法于1 9 8 8 年开始实用化，至1 9 9 2 年4 月间就己旋工3 0 0 万m 2 。之后，此工法又获得加拿大、日本等国发明专利，并推广到中国香港、 台湾。 除厚层基材喷射工法外，其它常用的坡面绿化工法还有框格植被绿化工法 ( 包括预制框格、现浇框格) 、绿化网等。另外，为防止水流对河岸的冲刷并考虑 环境的保护，日本于1 9 9 5 年又开始进行植被型多孔混凝土的研究，并取得一定 成效，目前只是由于成本过高( 2 3 万日元n 1 2 ) 而没有得到广泛的应用。 日本人首先提出了进行植物移栽。前掘幸彦( 1 9 8 4 1 认为边坡绿化是将“先驱 植物”首先人为移植，使这些“先驱植物”迅速覆盖坡面，防止沙土流失。但是 “先驱植物”会逐渐地被环境所淘汰，因此，坡面的永久性保护还需要靠周边不 断侵入的乡土类植物。竹内雅彦( 1 9 9 6 ) 认为边坡绿化应以“自然和堤坝共生，利 用植树形成新的生态系统的恢复”为主旨。山寺喜成( 1 9 9 9 ) 更认为2 1 世纪的绿 化技术应是“通过播种工程形成早期树林化的绿化技术。” 各种边坡绿化旌工方法相继在美国、日本及欧洲一些经济发达国家得到开发 研究和推广应用，例如阶梯植被工程、框格植被工程、三维网植草、客土喷播工 程等，目前，日本正在抓紧研究“特殊空间绿化技术”、“植被恢复技术”、“公路 边坡绿化技术”、“景观仿真技术”等高新技术。 1 1 2 公路边坡植物防护和绿化技术国内研究进展【- 抛4 】 国内在生态护坡技术应用方面的研究起步较晚。我国在8 0 年代中期以前， 主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，深挖高填较少，对生态环境的影响 较小，因而生态防护工程不作为道路建设的主要工程，边坡的生态防护研究常常 成都理i ：大学硕十学位论文 被忽视。上世纪九十年代以前一般多采用撒草种、穴播或沟播、铺草皮、片石骨 架内植草等护坡方法。 然而随着我国高速公路建设的快速发展以及环保意识和生态经济意识的逐 渐增强，在我国，高速公路边坡的生念防护越来越受到重视，开始主要应用外来 草本植物，以快速绿化边坡破坏的区域为主要目的。至2 0 世纪9 0 年代初期，人 们慢慢发现外来草本植物不能适应本国边坡绿化的要求，主要表现为水土保持能 力差、防护效果低、持续时间短、景观和周围自然环境不协调等问题。随后国内 生态护坡的科研成果大量涌现，并成功应用到边坡生态防护中，如王玲等人对挂 网喷播在惠河高速公路边坡上的应用，效果很好，旋工完成后2 个月的植被覆盖 率即达8 0 ；陈兵等人在黄土高原采用狗牙根( c y n o d o n d a c t y l o n ) 的护坡效果 较好。 在理论研究方面，胡利文、陈汉宁从植被对边坡的力学效应、水文效应及生 物生态效应等方面对生态护坡技术原理进行加固与水土保持的分析，提出了基于 无限坡模型的边坡生态防护计算模型，并对三维网生态防护、施工工艺进行了分 析：刘国彬等人对黄土地区的草本根系的抗拉强度以及弹性模量进行了研究；北 方交通大学的周锡九等人对植物根系的浅层加固作用进行了研究：杨亚川等人对 革本根系一土壤复合体的抗剪强度及抗水蚀进行了研究。 与此同时，国外的各种先进边坡绿化施工方法，在国内也得到了大量的运用， 如三维植被网、挂网客土喷播技术、植被混凝土护坡绿化技术、厚层基材技术、 等离子喷播植生边坡防护技术。并结合我国的实际情况，对其进行了大量的改进， 在边坡生态防护方面取得了长足的进步。 ， 近几年，随着边坡问题的发展和对于环境问题认识的提高，我国大量采用当 地植物与先进边坡绿化技术相结合的模式，绿化思想从单纯的环保和水保功能、 注意交通安全功能的基础上，发展到科学、艺术、生态、水保等多功能集成的园 林绿化景观工程。 1 2 本文的主要研究内容与工作 通过对国内外研究已有成果的学习和对研究现状的总结分析，采用现场调 查、室内试验与现场施工的方法对黄塔( 桃) 高速公路高边坡生态防护技术进行 优化，主要研究内容包括： ( 1 ) 收集分析已有勘测、设计、施工、监测以及文化、旅游、生物群落、黄山 旅游等元素的有关资料，确定边坡绿化设计研究理念。 ( 2 ) 对现有的边坡绿化技术进行比较、分析、评价。针对黄塔( 桃) 高速公路 找出适合本路段高边坡绿化的施工技术。 4 第1 章引言 ( 3 ) 通过室内实验的研究，为优化厚层基材技术的基材配比提供试验依据，了 解调整基材配比对强度影响、植物对基材强度的影响以及研究优化后基材配比植 物生长的情况。 ( 4 ) 对不同简易植生袋进行出芽、扎根试验，选择最优简易植生袋。 ( 5 ) 对植生袋法，厚层基材技术、灌木移栽和全岩质边坡在进行绿化工艺优化， 同时针对不同边坡部位绿化工艺提出了具体旋工方法，对重点边坡绿化景观设计 提出具体旌工技术。 成都理一r 人学硕+ 学位论文 第2 章高速公路环境概况 安徽省黄山至塔岭( 皖赣界) 、小贺至桃林( 皖浙界) 高速公路是获国务院 批准的国家高速公路网“7 条北京放射线、9 条南北纵线、1 8 条东西横线”( 简 称。7 9 1 8 ”线) 中北京至台北高速公路和杭州至瑞丽高速公路重要组成部分，是 安徽省公路网规划“三纵四横七连”及正在修编的省级高速公路网“纵二”中南 端重要组成部分，是黄山、九华山、太平湖“二山一湖”旅游胜地的重要运输通 道。本拟建项日北端通过合( 肥) 铜( 陵) 黄( 山) 高速公路与国家高速公 路网中沪渝、沪蓉、沪西等高速公路相连，南端通过黄( 山) 衢( 州) 南( 平) 高速公路与沪昆等高速公路相通，东与建成通车的徽( 屯溪) 杭( 州) 高速公 路相接，西与援划拟建的黄( 屯溪) 祁( 门) 高速公路直接相连，最终可构成区 域四通八达的高速公路主干网络。本项目的建设对于构建国家高速公路网，完善 国家及区域路网整体结构，提高通达程度，全面促进和谐社会、促进国家及地区 协调快速发展、全面提升周边区域旅游经济、加强国防建设等都具有及其重大而 深远的意义。 2 1 气候情况 黄塔( 桃) 高速公路沿线属北亚热带湿润季风气候区。总的气候特征是：冬 寒夏热，春秋温和，雨量充沛，光照充足，雨热同期，无霜期长。梅雨期4 0 天 左右，区域内太阳辐射总量分布一年之中夏季最多，春季次之，秋季较少，冬季 最少。地形、地势高程的差异引起气温在时空上的分布不均，气温的垂直变化是 随着高度的上升而递减，垂直高度每上升l o o m ，平均气温递减o 5 。多锋面雨， 中山区还有地形雨，累年平均月降水量悬殊较大，降水量最少的1 2 月份只有最 多的6 月份2 l 。年四季降水差距更大，春季降水占全年降水的3 2 ，夏季 占3 8 ，峰雪期短，仅l 、2 、l2 月偶有降雪，雪日较少，年平均只有1 2 天。风 向多为东北到东北偏南，随季节变化，风向也不断变化，秋季常有台风末梢波及， 形成猛烈的强风及骤雨，每年至少有2 3 次。山区冬季风速较大，一般为4 到 5 级。沿线光、热、水资源丰富，但灾害性天气较为频繁，尤其是洪水灾害最为 严重，每年的4 7 月多为暴雨，降雨强度较大，连续降雨数天，发生强暴雨的机 率大，在做边坡生态防护设计时必须充分考虑。 6 第2 章高速公路环境概况 2 2 路域状况 本项目位于黄山市休宁县境内，设计线路总长5 0 9 9 4 k m 。地理坐标1 1 8 。0 6 7 1 1 8 。1 97 ，北纬2 9 。2 57 2 9 。4 2 。起点位于休宁县商山乡长岭村附近， 与在建汤铜高速公路长岭枢纽互通立交相接( k 2 4 3 + 8 8 7 0 0 3 = k 删) ，由北向 南于瑶溪村西侧跨越率水河，经瑶田、金竹、长坞岭、汪村、竹下至小贺后分成 向西南走向的小贺至塔岭和向东南走向的小贺至桃林两段。小贺至塔蛉段路线自 小贺折向西南后，以隧道方式穿越牛岭，经青山、张家、冷饭亭、璜茅后，顺外 塔坑南侧布线，最终以隧道方式穿越皖赣省界的塔岭至江西的上溪头与江西省已 开工建设的景婺黄高速公路相接；小贺至桃林段路线自小贺折向东南后， 在孔田湾附近以隧道穿越璜源山至璜源中村，沿一小溪沟朔源而上，设隧道穿越 马金岭至西坑，沿古楼溪沟而下至陈村，经桃林村北东后，以隧道方式穿越皖浙 省界，与浙江省拟建的黄衢南高速公路相接，如图2 1 。 2 2 1 地形地貌 圈2 _ i 路线地理位置冒 工作区地处皖南中、低山丘陵地貌区。由低中山、低山、丘陵、岗地、河流 谷地五类地貌类型交替组合为5 个地貌区，地形总体趋势由北向南升高，最高青 芝汰( 高程1 1 4 4 o m ) 、马金岭( 高程“3 7 o m ) ，其次为璜茅西侧密枝山( 高程 8 1 1 7 m ) 、塔岭东南侧的山木尖( 高程8 2 4 6 m ) 。最低率水河( 河谷高程1 3 0 o m ) ， 成都理工大学硕士学位论文 再往南向浙江、江西境内降低，地形地貌呈现了明显的分带性。山体岩石多有裸 露，沟谷地带植被覆盖度较高，剥蚀中等，沟谷为“u ”型谷或“v ”型谷，沿 路线自北向南地貌为：( 1 ) 、波状起伏缓丘岗地区( k o + 0 0 0 i ( 3 + 0 7 8 ) 地势平缓 多为农田与茶园。( 2 ) 、率水侵蚀堆积河谷平原区( k 3 + 0 7 8 k 4 + 4 7 3 ) 由新安江 上游河流率水河构成，北岸为侵蚀岸，局部基岩裸露，河岸陡竣；南岸为堆积 岸，河漫滩、阶地宽阔。阶地之上为水田、茶园与民居。( 3 ) 、构造剥蚀低丘陵 区( k 4 “7 3 k 8 + 5 2 0 ) ，分布于瑶田村闽家亭至长坞岭隧道进口路段，丘陵间的 沟谷呈宽缓u 形谷，丘顶浑圆呈馒头状，多被垦为梯田、茶园，植被覆盖率较 低。( 4 ) 、构造剥蚀高丘陵低山区( k 8 + 5 2 0 l k l 9 + 2 8 0 、s k l 8 + 0 4 5 ) ，分布于 长坞岭、蛇坑、汪村、小贺路段，山体为尖棱形或浑圆形，山坡覆盖层薄，为o 3 0 m 。( 5 ) 构造剥蚀低中、低山区( l k l 9 + 2 8 0 l k 2 9 + 9 0 0 、s k l 8 + 0 4 5 s l ( 3 6 + 4 5 0 ) ，分布于黄塔线矿上村、牛岭头、张家、青山、璜茅、外塌坑，小桃 线孔田湾、璜源、古楼、陈村、桃林路段并延伸到赣、浙两省境内，山坡陡峻纵 坡较大，植被茂密。 2 2 2 区域地层及岩性 设计线路涉及岩体为中生界侏罗系中上统碎屑沉积岩、白垩系下统碎屑沉积 岩、中上元古界区域变质岩变质火山岩和元古代侵入体钾长花岗岩、花岗闪长 岩及沿沟谷分布的第四系松散沉积层。 2 3 水文地质特征 2 _ 3 1 地表水 项目所在区域属钱塘江水系，沿线最大河流为新安江，全长2 4 0 余公里，屯 溪以上称为率水，在路线走廊内其支流较发育，但多属季节性河流，在路线走廊 内河面最大宽度1 8 0 m 左右，常年水深2 4 3 0 m ；据新安江高枧断面洪水位推 算，拟建高速公路率水特大桥桥位百年一遇的洪水位标高约为l3 4 6 m ，水深 4 0 m 5 晰n ，河水流量较大。此外走廊带尚有率水的主要支流兰水河、汊水河、 颜公溪与龙田河，均为常年流水河流。 2 3 2 地下水 沿线气候潮湿，降水充沛，地表径流强烈，为地下水的形成提供了条件，各 类岩组裂隙均较发育，为地下水的富集提供了条件。根据公路沿线地下水水质分 析结果，据j ”0 6 4 9 8 规范判定，沿线地下水对混凝土结构均无腐蚀性。 第2 章高速公路环境概况 2 4 当地植物 高速公路区域的植物群落的发育主要是当地气候条件的产物，尤其是顶极群 落是与当地条件高度协调一致。壤条件也是影响植被发育的重要因素之一，高 速公路区域土壤主要为黄红壤、黄壤和黄棕壤，p h 值为4 5 巧5 。 在皖南山区黄山区域的地带性植物的生活型谱是以高位芽植物占绝对优势， 这与亚热带标准生活型谱各项比率相近似，说明该区域具有丰富的水热资源和典 型的亚热带气候条件，发育着典型的常绿阔叶林植被。在高速公路区域的种子植 物的优势科有椴树科、木通科、猕猴桃科、清风藤科、忍冬科、金缕梅科、野茉 莉科等，这些植物均为亚热带和温带分布科。 从物种的地理成分分析可知：该区的种子植物中，占总数s 1 8 的是中国特 有成分，如黄山乌头、柳叶腊梅等，其次为东亚分布，占2 2 3 ，如孩儿参、齿 叶南芥等，这两类是本区植物区系的主体。其中温带分布占总种数的3 3 1 ，如 地榆、龙芽草、草地早熟禾等。所以，该区具有明显的亚热带和温带性质。 高速路沿线区域地形较复杂，气候温暖，所以植物资源较为丰富，但以次生 林为多。森林建群种主要是壳斗科、樟科和山茶科。森林群落以亚热带常绿阔叶 林为主，兼有针叶林、针阔混交林、落叶常绿阏叶林和落叶阔叶棒。主要类型是 以青冈栎、红楠等常绿树种为建群种组成的常绿阔叶林，以杉木、马尾松与阔叶 树种组成的针阏混交林：在中低山、丘陵地带多为小叶栎、短柄包栎、枫香等常 绿树种组成的落叶常绿阔叶混交林；高海拔处可见落叶阏时林和黄山松林。 从垂直分布来看，以杉木、马尾松为主的针阔混交林分布于8 0 0 匝以下，8 0 0 米以上是黄山松林或以黄山松为主的针阔混交林。 灌木层由茶科、壳斗科、蔷薇科、豆科、樟科、杜鹃花科等组成； 草本层由蕨类、禾本科、莎草科、百合科植物为主； 从这个区域的植物多样性来看有：针阔混交林 常绿阔叶林 落叶常绿阔叶 混交林 落叶阔叶林，低海拔 高海拔： 在同一类型不同层次中有：灌木层 乔木层 草本层。 经过实地考察，发现高速路周边区域植物群落比较成熟，分布基本均匀。除 人工开挖的坡面外，一般植被的覆盖率都很高，其具体特征如下：( 1 ) 植物中以 人工种植的植物居多，如水杉、云杉、梧桐树、扬树、马尾松、毛竹、风尾竹、 罗汉松、自家竹、茶树、茉莉花等。对于乔木与较高大的竹类主要分布在坡的上 层，也有单独成林的如茶树坡、竹林、杜鹃花坡等，如图2 2 、图2 - 3 、图2 4 所示。 9 成都理：1 = 火学硕士学位论文 圈2 2 茶树墟 圈2 4 杜鹃花坡 圈粥竹林坡 圈2 5 五节芒坡 ( 2 ) 草本植物最多的是芒类如五节芒，主要分布在岩石坡面，高速路沿线 区域到处可见这类坡面，如图2 5 。其余还有：狗尾巴草、狗芽根、珠蓼芽、赤 马唐草、小白韭菜、枫斗菜、野荷香、牛筋草、麦冬、鹅冠草、枸类、三毛榉、 野青毛等。它们主要分布在被人开挖或种植的坡面上，其数量和覆盖率都不高。 除此以外还有毛叶丁香、红叶小檗、小叶女贞、大叶黄扬、野蔷薇、紫花槐等小 灌木，其中前几种为绿化种植的品种。 ( 3 ) 植物的分布与地形地质条件有关。对于一般的坡面上层植物种类以桥 木与小灌木为主，在坡面的下层以芒类，如五节芒和草本植物为主，也有人工种 植的植物。从小贺至屯溪方向，乔木的种类与数量、以及覆盖率递减，随之小灌 木、草本、茶树坡明显增加 l o 第2 奄高速公路环境概况 2 5 边坡概况 2 5 1 边坡结构调查 黄塔( 桃) 高速公路位于皖南中、低山丘陵地区，路段不可避免出现大量路 基高填深挖路段。根据路段地质条件，在保证边坡稳定性的情况下，本着尽量减 少对路域植被的破坏的原则。大量采用了边坡坡比大于l ：o 5 的开挖方案。边 坡高度h l o m 的边坡共有9 4 个。各边坡情况见附录a 2 5 2 边坡土质调查 根据黄塔( 桃) 高速公路路线所经区域地质特征与实地考蠢后，针对不同类 型的开挖边坡土进行了采样分析，以了解边坡土与植物生长有关的理化性质，为 生态护坡提供依据。所采集的样品及分析的结果如表2 1 、表2 2 所示。 囊2 1 样品采集记晕表 编号 采样地点土层 样品特征 备注 位于长鸟蛉隧道侧桩号为k 9 + 7 7 0 一+ 8 1 5粉砂质千枚岩弱风化 1 无 淡黄色 边坡坡体剖面的第二级表层的变质砂岩 桩号为k 1 l + 8 3 0 k 1 1 + o 边坡的第变质纤枚岩强风化岩 2 无 黄泥色 二级表层 样 位于桩号为k 1 6 + 0 4 0 k 1 6 + 2 0 0 边坡的变质花岗岩半风化岩 3 无 橙黄色 二级表层样 位于桩号为z l i ( 2 9 + 7 6 0 z l k 2 9 + 8 5 0 边 4 无弱风化花岗岩褐色 坡坡体一级剖面表层深层 位于桩号为z l k 2 9 十7 6 0 z l i ( 2 9 + 8 5 0 边 5 无中等风化花岗岩黄灰色 坡的一级表层中层 位于桩号为e k o + 0 0 4 一e k o + 1 4 0 左处坡体钾长石( 含石英岩粒) 6 簿肉红色 表层 花岗岩强风化土 位于桩号为s k 2 7 + 0 1 5 s k 2 7 + 0 7 右处坡 强风化钾长石花岗岩 7 簿黄褐色 体剖面表层2 0 c m土 2 5 2 1 边坡土样的p h 值 从表2 - 2 可知，从黄塔( 桃) 高速公路边坡采集的样品，其p h 值变化幅度不 大，在p h 值为5 l “i 之间，除7 号土壤样品外，其余都在p h 值7 以下，平 均值为5 8 4 ，均为酸性土质。 成都理t 大学硕士学位论文 囊2 _ 2 边坡土样营养成分分析结果 样品 p h 有机质 全氨 全钾( ) 有效磷锌锰铜 代号 ( )( )( 1 0 缶)( 1 0 6 )( 1 0 石)( 1 0 石) 15 7 6 0 0 l7 8 o 9 8 4 5 9 5 4 3 6 2 89 8 0 94 1 4 8 43 1 2 4 25 1 8o 0 1 7 7 1 5 8 9 61 2 9 ，1 2 2 7 91 1 1 6 75 1 1 7 03 2 1 8 35 4 30 0 1 7 7 0 3 8 2 9 0 6 0 3 5 74 2 7 9 14 5 4 3 74 1 9 9 46 1 3o ，0 1 7 0 o 0 3 9 3 9 2 0 1 _ 2 93 5 3 2 51 6 8 0 8 9 7 2 3 l 57 2 30 0 1 7 4 0 5 7 4 3 7 6 4 2 0 7l l o 0 22 8 3 7 73 4 1 65 4 80 0 1 7 6 o 0 4 7 7 5 7 7 5 9 2 1 5 2 o l4 9 1 5 41 1 9 5 75 6 9o 0 1 7 3 0 4 6 1 4 8 ，5 8 4 0 6 71 6 0 6 79 8 8 5 51 0 1 4 4 平均值 5 8 40 0 1 7 5 0 5 8 4 5 4 3 5 1 3 2 32 0 1 9 56 8 9 3 8 4 2 0 7 2 5 2 2 主要养分指标 土壤里有机质的含量是决定土壤持久性肥力的重要标志，一般认为土壤有 机质含量大于2 5 为商，1 也5 为中等，小于1 为低。由表2 2 可以看出， 边坡岩土样品中有机质含量均远小于l ，属于极度缺乏。 各样品中全氮的含量也较低，平均值仅有o 5 8 ；全钾的含量平均水平极高， 由于路段主要以钾长花岗岩为主：土壤速效磷小于5 x l 矿为严重缺磷，扣1 0 l 驴 的为一般性缺磷，由表2 2 中的数据显示，除l 号、7 号样外都属于严重缺磷。 2 5 2 3 主要微量元素 表2 0 微量元素分级指标( 1 酽) 兀紊缺乏适量 过量 锰 5 0 0 锌 4 0 0 铜 2 0 由表2 2 得知，所分析的样品中锰、锌、铜的含量差异较大，分别在 2 8 3 1 6 8 0 x l 旷、9 耻4 2 7 l 酽、3 1 0 1 x 1 0 r 6 的范围内。根据表2 3 中一般土壤中微 量元素分级指标，初步认为这些边坡岩土中锌的含量适量，而铜和锰过量。 以上结果表明，已开挖的公路边坡不同部位表层般不具有真正意义的土 壤，不是没有熟化的生士，就是经强风化或弱风化形成的碎石，其养分含量一般 很低，有机质含量也很少，坡面土质极其贫瘠，结构不良，孔隙度低，同时由于 坡度大，易造成水土和养分流失，十分不利于植物生长。 1 2 第2 章高速公路环境概况 2 6 小结 高速公路段路线绿地生态、地形特点、当地景观特色的调查与分析研究，得 出黄塔( 桃) 高速公路生态防护具有以下几方面特点： ( 1 ) 坡体高陡。由于沿线地形复杂，多高山、丘陵，根据当地的地质条件， 加大坡比，大量采用了锚杆、锚索结构对坡面进行了支护。大量的支护结构加上 坡体高陡，给生态防护带来困难，如图2 6 所示。 图2 _ 6 m t 0 2 3 高边坡 ( 2 ) 原生植被彻底破坏。高速公路建设的开挖路堑、填筑路堤，打乱了土 层取走了表土，使地表层生存的生物相继消失。同时，道路的建造将原自然生态 系统一分为二，动物原有通道被切断，造成许多生物死亡。 ( 3 ) 坡体剖面具有表土层风化层岩石层典型特征。坡体剖面表土层薄， 风化层及岩石层厚，土体养分强烈淋失，土壤肥力极低。这样，边坡总体呈现表 土缺乏、缺水、缺肥的特点，植被重建难度极大。 4 ) 干热胁迫的生物气候。 本地区具有明显的干湿交替特点，秋冬季干旱、 夏伏季炎热，这些气候条件对生长在土体很薄的坡面上的植被构成极强的干热威 胁。 ( 5 ) 水土流失严重。 由于雨季时间长，并且降雨集中，降雨强度大，致使 边坡水土流失极为强烈，常形成局部山体滑坡、倒塌，甚至导致泥石流。 成都理- t 大学硕士学位论文 第3 章生态护坡施工方法与技术 一般人工开挖边坡的土质营养状况都较差，同时土层的结构往往也不能满 足植物的生长，而岩质边坡基本无土，即使坡面有少量因岩石风化产生的土壤 母质，也无法提供植物生长所需的养分和水分。为能保证植物很好的生长，对 贫瘠的土质进行改良或在表层覆盖人工合成种植基是十分必要的。 目前，生态护坡常用施工方法技术较多，有植生卷铺盖法、土工格室护坡 法、客土植生袋护坡法、三维植被网护坡法、钢筋水泥框格法、纤维绿化法、 生态多孔混凝土护坡法、厚层基材喷射护坡法、液力喷播技术等，在黄塔( 桃) 高速公路边坡绿化工程中究竟采用哪一种方法技术是一个值得认真研究的问 题，它直接关系到工程的成败。 3 1 液压喷播植草护坡 液力喷播是利用液体把催芽后的草坪种子装入混有一定比例的水、腐殖土、 草纤维、粘合剂、保水剂、肥料的容器内，利用离心泵把混合浆料通过软管输 送喷播到待播的土壤上，喷射厚度2 3 锄，形成均匀覆盖层保护下的草种层， 多余的水分渗入土表。由于种子经过催芽，播种后2 3 天即可生根和长出真叶， 很快郁闭成坪起到快速保持水土的作用并且减少养护管理费用【2 5 1 。 液压喷播植草护坡具有以下特点：机械化操作简单，旋工效率高，每台设 备每天可喷播上万平方米，可满足大面积快速绿化的需要，大大节省了人力， 降低了成本；成坪速度快，草坪覆盖度大：草坪均匀度大，质量高脚l 。液压喷 播植草护坡一般用于土质路堤边坡，土石混和路堤边坡经处理后可用，也可用 于边坡坡度较缓的土质路堑边坡。 对于黄塔( 桃) 高速公路只有哪0 1 标段有土质路堤边坡，而且h t l o l 是最靠近黄山市的标段，一般采用移栽灌木或者移栽小型乔木进行少量的景观 绿化，液力喷播在路段中可尝试与全岩框架边坡植生袋技术结合进行绿化。 3 2 三维植被网护坡2 似9 j 三维植被网亦称