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近年来,随着社会的发展与进步,社会各界对生态环境越来越重视,公路绿化作为生态建设的一部分,也越来越受到人们的关注。小冠花因其特有的生物学特性,特别适合作为公路护坡栽植,我国20世纪70年代从国外引进之后,在南京、山西、陕西、甘肃、北京等地栽培生长良好,近几年经过在东北地区试种后发现,小冠花在不需任何防护处理的情况下,可露地越冬并且生长正常、健壮,是东北地区新兴护坡地被植物。
1形态特征
小冠花(CornillaVariaL.)别名多变小冠花,属豆科小冠花属多年生草本植物。主根粗壮,侧根发达,呈放射状,横向走串,在地表下10cm处纵横交错分布,并生长出许多根糵芽,由此可形成新株,故可以用根进行无性繁殖。其主根和侧根上部长有形状不规则的根瘤;茎匍匐生长而枝端斜向上,有棱中空,质软而柔嫩,长90~150cm,草丛高度仅60~70cm;叶为奇数羽状复叶,互生;小叶9~25枚,全缘,长椭圆形或倒卵形;伞形花序,腋生,每花序由8~22朵小花呈环状紧密排列于花梗顶端,花冠蝶形,花初开时粉红色,以后渐变紫红色,开花期长;荚果细棒状,长2~4cm,每荚有3~12节,每节有种子1粒;种子细长,呈红褐色,种皮坚硬,腊质层厚,硬实率高,千粒重4.1kg。
2生物学特性
小冠花抗逆性强,抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐盐碱,但不耐湿。该种根系发达,有很强的再生力和生活力,抗旱性强,在没有灌溉的条件下也能生长;但生长较慢。一旦雨季来临水分充足,生长立即加快,在适当灌溉条件下,生长繁茂。小冠花不耐湿,如受水淹,根部易腐烂死亡。小冠花萌发早,抗寒性强,对土壤要求不严,在中性或微碱性土壤上生长发育较好,在瘠薄土壤也能生长。其1年有2次明显的营养生长现象,第1次生长为头年潜伏在地下的越冬芽在早春萌发出土;第2次生长为第1次生长苗进入盛花期后,侧根上的不定芽再次萌发出土。多变小冠花发枝力很强,地上枝叶繁茂,单株覆盖度达4~6m2。
3护坡特点
公路边坡植被的主要目的是固土护坡,防止公路边坡被水冲毁,稳定公路路基,附带美化公路沿线景观环境。小冠花是一种生命力很强的根茎型多年生草本植物,抗干旱、贫瘠能力尤其显著,是坡地防护、绿化美化难得的优良品种。种植当年,地上部分即可形成致密的草层植被,当年实生苗单株草丛覆盖面积可达0.8~1.7m2,丛与丛之间茎蔓交织,枝叶繁茂,使整个地面全部覆盖,能阻止暴雨直接冲击地面,延续雨水渗透时间,阻滞地表径流形成,防止土壤结构遭到破坏,使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层,从而有效稳定土层,固定沟坡,阻挡冲刷和塌陷,起到保水、保土的作用。小冠花根系发达,串根性极强,在地下易形成庞大的根群网络,有利于固结土壤,提高土壤抗冲防蚀性能,从而有效保护路肩、边坡。特别是在陡坡和高填方路段栽植,对减少水土流失有明显的效果。
4其他用途
小冠花除了能进行公路护坡绿化外,还有很多用途。小冠花根系有很多根瘤,固氮能力很强,同时枝叶含氮3.1%、磷0.2%、钾3%,是很好的绿肥作物;种植小冠花后的土壤有机质和含氮量都显著增加,土壤理化形状也得到改善,能抑制杂草生长,也是果园、林地、沙荒等地的良好覆盖绿肥;小冠花茎叶柔嫩,营养丰富,是牲畜的优良饲草;另外,小冠花花期长,是一种良好的蜜源植物。
5繁殖技术
5.1种子直播法
5.1.1场地整理。由于小冠花种子细小,苗期生长较慢,因此应精心整地,去除树根、草根、石块等杂物;然后施入有机肥进行耕翻、细耙、整平。耕层深以25~30cm为宜,经整理后的地块应达到细致平坦、上松下实。
5.1.2种子处理。春夏秋均可播种。由于小冠花种子硬实率高达70%~80%,播种前应进行种子处理。可擦破种皮,也可用15%的硫酸浸种20~30min,然后用清水洗净再进行播种。
5.1.3播种方法。多采用撒播和条播法。将种子混入一定比例的细沙土进行播种,通常撒播用种量为22.5~30.0kg/hm2;条播行距30cm,用种量为15kg/hm2,覆土厚度皆为1~2cm,播后适当镇压。为保持床面湿润,利于出苗,可在床面上覆盖草帘,待出苗后陆续撤除。
5.2育苗移栽法
春天建好苗床浇足水,事先也要进行上述的种子处理,
然后播于苗床覆以粗砂或肥土,用塑料薄膜盖床保温保湿,待苗高15cm时移栽大地。阴雨天进行移栽缓苗效果好。
5.3分株繁殖
将生长多年的过密母株挖出,分成单株移栽,栽后压实土壤浇足水,成活率达90%以上。
5.4截根繁殖
4~5月或雨季把粗壮的根系挖出,截成15~20cm长的小段,每段带3~5芽埋入土中,覆土4~6cm,保持土壤一定湿度,15d左右即可发芽。
5.5枝条扦插
生长季节截取枝条中部20cm左右长的枝条,斜插于土中,浇透水,注意不能太湿,约20d生根发芽。
参考文献
关键词:岩石边坡喷植混凝土施工工艺
引言
路基边坡的防护型式根据气候、水文、地形、环境保护和美化绿化等方面考虑,为了使运营环境舒适、美观,尽量近于自然环境,现在越来越多的施工项目边坡防护采用喷植混凝土植草型式。采用喷植混凝土又叫客土喷播植草,是一种全新的生物边坡防护措施,它的特点是在岩石上能为植物创造生长条件,恢复了因工程施工而破坏的生态系统,制造与自然表土相近的生长基础,培育出稳固边坡和与周边环境和谐的植物,有效恢复生态,并形成可粗放管理的优美植物群落。突破了以往植物防护必须以土质边坡为前提的概念,充分体现了现代环保意识,于环境、自然、工程等各方面来说是一种较为理想的防护手段。
1采用喷植混凝土防护岩石边坡的机理
常用的边坡防护大致可分为工程和植物两种方法。工程防护方法包括圬工护坡、骨架、挡墙栅栏、锚索、喷混凝土等传统工程防护方式;植物防护方法是在边坡较为稳固的基础上采用植树种草的办法作为防止雨水冲刷,控制表土流失的措施。随着对环境保护的重视,工程防护与植物防护相结合并尽可能多的使用植物防护已是大势所趋。
岩石边坡一般是稳定的,经过工程加固的边坡其稳定性更有保障,但的岩石不仅影响景观,破坏了环境,而且长时间的会导致风化严重甚至边坡失稳。喷植混凝土边坡防护技术是针对以往岩石坡而无法绿化的状况而研制开发的,原理是用高次团粒剂使客土形成密实结构,植物纤维在其中起到类似植物根茎的网络作用,造就具有耐降雨冲刷、牢固且透气、与自然表土相近的生长基础。喷植混凝土主要用于岩石坡面和硬质喷植土地等绿化困难的地带,使其得以恢复自然生态保护环境和景观美化为目的的绿化成为可能。岩石坡而施以锚杆挂网的工程措施后,辅以喷植混凝土将起到较为理想防护目的,是岩石边坡较为完美的防护方法。
2岩石路堑边坡防护设计
岩石路堑主要为极严重风化的粉砂岩,堑坡最深达21m,路堑下部为浆砌片石挡土墙,上部为锚杆挂网和喷植混凝土。
锚杆采用螺纹钢筋,直径为16mm,外端设长5cm的直弯头,锚杆间距为1×lm,正方形排列,锚杆锚固深度一般为lm。两侧铁丝网边缘加设封闭锚杆,封闭锚杆的间距和深度为0.5m。锚杆采用砂浆锚固,铁丝网采用镀锌铁丝,其直径不小于2.6cm,网眼为8×13cm。铁丝网与锚杆在端头部紧紧连接,铁丝网一般距坡面2.5cm呈张紧绷平状态。将喷植混凝土的原料(植生混合料)用喷浆机喷布在边坡网面上形成喷植混凝土。养护工作应于喷植完成后即日开始,为期六个月。养护期间应随时注意植物生长和天气情况,做必要的加水湿润和养份追加。原则上每两个月施肥一次,使用复合肥料,六个月后植被的覆盖率应达到90%以上。
3喷植混凝土基材原料的主要成份及其作用
喷植混凝土基材的主要成份有活性黏性种植土,有机肥料、木质纤维、锯木屑、粗颗粒河砂、水泥和高分子外加剂等。
3.1种植土和有机肥
它是供植物生长的土壤和养料,是植物生长的基础物质,天然、无菌、绿色、通气、排水、保水,含有很高的有机质,腐蚀酸及营养成份,可作为长效缓释肥材质。
3.2木质纤维
它是绿化基材与坡面铁丝网前期连接物质,待草本植物的根系扎入岩石缝隙后,其连接作用失效。可选用造纸厂的纸浆为木纤维的代用材料时,注意可能有以下弊病:纸浆中可能含有对草种萌芽有害的物质,如PH值过大;纤维过于纤细,易造成喷播层交织性不好,并会产生板结现象;吸水包水性能变差,且在发干后产生“结壳”现象;另外纸浆因含水率大,给供应、包装、运输和施工带来诸多麻烦。
3.3锯木屑
它在基材中可保水,减轻基材的单位重量,增大基材的内摩擦角,从而减小坡面基材的下滑力。与木质纤维共同作用,使绿化基材稳定在岩石坡面上,它和木质纤维腐蚀后又是良好的肥料。
3.4粗颗粒河砂
它在绿化基材中是一种疏松剂,能有效阻止绿化基材板结,使喷植混凝土牢固、透气、有利于植物生长。
3.5高分子外加剂
为使绿化基材在岩石坡面上保持水土,降低水份的蒸发量,在拌制和喷射基材时还要加入适量的高分子外加剂。它是一种高分子有机聚合物,粉末状,它不仅吸水率大,而且在溶水后会变成极光滑且粘稠的物质。它与其他基材材料混合后形成非常均匀的糊状稠化物,有利于喷播施工。喷播后会在岩石坡面形成性能良好的保水、牢固透气、松软的“混凝土”,高分子外加剂掺量的多少取决于岩石边坡的坡度,坡度越大,用量相应增大。
4护坡基材与岩石坡结合机理
4.1坡面铁丝网
稳定的岩石地坡铁丝网靠锚杆固定在坡面上,不稳定的岩石边坡靠锚杆〈或锚索〉稳定坡面后再与坡面铁丝连为一个整体,坡面铁丝网是喷植混凝土绿化基材与岩石边坡前期相结合的不可缺少的材料。采用18号铁丝编制呈网眼为8—13cm的菱形。网眼过大会增加铁丝网单位面积的负荷,使铁丝网变形,对距铁丝网较远的基材起不到固定作用,在基材重力作用下还会产生局部溜塌;网眼过小,其基材在喷射时不易穿透铁丝网,基材与岩石边坡不能有效地密贴在一起,形成一个空面,不利于植被生长和边坡地稳定。
4.2基材地稳定机理
基材中地黏土和木质纤维是基材在边坡上稳定的主要材料。当基材喷射到坡面上,其木质纤维一头绞在坡面铁丝网上,另一头粘在基材中;黏土则粘在岩石和铁丝网上。当木质纤维在基材中腐烂时,完成了自身在基材中的连接筋的作用,取而代之的是根系发达的草本植物的根系网,它将坡面上绿色的草、后层基材和岩石表层紧紧地连在了一起。
5混合草种
在喷植混凝土护坡地基材中主要选用适应温度变化地混合草种,具备较强地生命力,能在不同季节繁殖且根系发达、叶茎低矮。主要有狗牙根、白喜草、高羊毛等。(1)草种的用量:掺入每平方米草种2—3kg;(2)草种的预处理:草种直接混入基材,发芽极其困难。为提高其发芽率,采用化学药物催芽方法预处理。具体方法为:配置0.5%的氢氧化钠溶液,将草种放到已配置好的溶液中浸泡24h。浸泡过程中常用木棍拌和,捞出后用清水冲洗干净,然后再用清水浸泡6—8h,捞出略晒干即可拌入绿化基材。(3)草种发芽生长的前期养护:当拌有混合草种的基材喷射到岩石坡面上,就要注意草种发芽生长的前期养护工作,养护的主要工具是高压喷雾器,它使养护水雾化后均匀地湿润在坡面基材上。在养护过程中,要注意控制好喷头与坡面地距离和移动速度,保证无高压射流水冲击坡面形成径流,冲走绿化基材及草种。前期养护每天早晚各喷一次,以后逐渐减少,养护时间为六个月。如果喷射植被护坡是在夏秋之交施工,天气热、太阳大、雨水少,为了保证草种的成活,采用覆盖无纺布,主要起到防雨水冲刷,旱季及冬季保温保湿、隔热防晒,透气通风之功能。当拌有混合草种的基材喷射到坡面上,立即覆盖无纺布,无纺布与坡面的距离控制在0.1—0.5m,接头处重叠15cm,并按程序加强养护。
6工艺流程
岩石路堑厚层基材喷射植被护坡的工艺流程。
关键词:防洪工程;生态护坡;内涵;技术;问题
防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,通过技术创新,来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡形式,是水利工程设计和防洪建设的一大课题。人们在追求人与自然和谐相处的条件下,对生态护坡的要求越来越高。防洪工程生态护坡建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,使护坡工程与周围环境融为一体。现将以可持续发展的观点,就水利防洪工程生态护坡谈几点认识。
一生态护坡是防洪工程的发展趋势
生态护坡是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下,日益受到重视的。随着我国经济快速发展,生态与环境恶化日益加重,特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革,为减少水质污染,与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出,生态护坡是防洪工程发展的必然趋势,对生态护坡的研究也不断深入。
二生态护坡的内涵
生态护坡,是指“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”,其途径与手段是利用植披进行坡面保护和侵蚀控制。目前,工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提,在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时,兼顾工程的环境效应和生物效应,以达到一种土体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态。
三生态护坡的技术
我国生态护坡技术近期发展较快,形式多样的生态护坡技术已经在北京,上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。目前采用的生态护坡技术主要有:植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面,但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术:
(一)植物护坡。发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用发达根系植物进行护坡固土,既可以达到固土保沙.防止水土流失,又可以满足生态环境的需要,还可以进行景观赏,在防洪工程护坡方面可以借鉴。城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟,护坡效果差,影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/s的土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。
(二)土工材料固土种植基护坡。土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成,在多层网的交接点经热熔后牯接,形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧,有合适的高度和空间,可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长,长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外,现在又出一种土工单元固土种植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性,虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些,但还是难以抵御较大洪水侵蚀,还不能应用到堤防迎水坡面。
(三)植被型生态混凝土护坡植被。该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架,具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。保水材料以有机质保水剂为主,并掺人无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分,防止草生长初期混凝土表面过热。植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。这种护坡受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏。
四,防洪护坡创新中应重视的几个问题
(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯干建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。
(二)既重视具体设计,又重视宏观视野。护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
(三)重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠,大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。
(四)材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工.运输各环节配套升级.制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
(五)建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究,减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或非工程措施解决,有些河段完全可以这样做。如:河岸凸凹不平,边坡土质抗冲刷能力强的河段·河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段,士堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然,硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的,只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究,是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大,必须开拓新的思路。首先,尽量减少可再生资源的使用量,其次考虑护坡的造价与使用年限。(1)尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。(2)提高预制混凝土构件的强度。强度提高了.可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
五结语