公路边坡生态恢复与防护技术实施

第八章　边坡生态防护工程实施

根据边坡生态恢复技术体系的组成以及坡面植被防护概念的定义，可认为坡面工程防护技术与坡面植被恢复（坡面土壤重建和坡面植被建植）技术的结合就是边坡生态防护工程的主体。边坡生态防护工程是在边坡深层稳定的前提下，将不同型式的工程构筑物和各种建植功能材料应用于坡面，结合相应的植被建植技术而实施的，其目的是对坡面形成工程防护（工程护坡）的同时，为坡面植被生长提供足够的基础性保障；而随着植被的逐渐恢复，植被对坡面的防护（植被护坡）作用越来越强，产生显著的生态防护效应。

第一节　边坡生态防护工程型式

边坡生态防护主要是通过坡面工程防护、坡面土壤重建和坡面植被建植3个途径来实现的。其中的坡面植被建植与平地条件下绿化植物的种植不同，特点在于首先必须确保边坡浅层和表层的稳定，其次必须保持坡面表土的长期稳定和坡面植被的健康生长条件，而这两方面均依赖于坡面工程防护的保障效果，因此坡面工程防护是边坡生态防护的支撑基础。事实上，坡面工程防护是通过不同类型稳坡固土工程构筑物以及不同功能建植材料的应用实现的，因而也就体现了不同的边坡生态防护工程型式。

一、混凝土预制空心块防护

（一）材料及结构

图8－1　混凝土预制空心块的结构

混凝土预制空心块是最常见的坡面防护构件，一般用C20细粒混凝土预制而成。外框多为六边形，如图8－1所示。一般这种大六角空心块边长30cm左右，边厚5cm左右，质量20kg左右，空心面积0.2m2左右。空心块内填充土壤并种植灌草植物，组合后可形成大面积的人工坡面植被。

（二）功能作用及特点

（1）将坡面粗糙化、格式化，增大坡面的粗糙率，迫使坡面雨水多次改变流向、减缓流速，减弱水流冲刷能量。

（2）由专用机械预制加工，可大批量生产；施工简易，工程造价较低。

（3）可减少片石开采、使用量，有利于生态保护、水土保持。

（4）空心块框格内填充土壤后种植草本植物，可实现坡面植被恢复和生态防护，且具有较好的绿化景观效果。

（三）适用范围

（1）多用于填方土质边坡，要求坡面较为平整、坡度相对平缓。

（2）用于土石边坡时，坡比为1∶1～1∶1.5，高度一般不超过10m。

（3）当边坡面积较大且坡面稳定性需加强时，常与坡面框格构筑物组合应用。

（四）设计与施工要求

（1）施工前应修整好坡面，清除乱石、浮土，在凹洼处回填客土，将坡面夯实、整平。

（2）对软土、松软土的填方边坡，应在沉降稳定后进行混凝土空心块的码放砌筑。

（3）混凝土空心块应自下而上顺序铺设，铺设时用橡皮锤击打，使其与坡面密贴结合，并使构件间尽可能挤靠，做到横、竖和斜线顺直，相邻构件之间的缝隙须用水泥灌浆、勾缝，并要保证饱实、平滑。

（4）采用边坡满铺混凝土空心块时，加固范围周边须设M7.5砂浆片石镶边，底部设置M10浆砌片石护脚加固。

（5）排水槽沿线路方向每15m设置一处，采用混凝土预制槽铺砌，排水槽预制长度每节40cm、埋入边坡深度15cm。

（6）砌筑完成后，在空心块内回填适宜植物生长的种植土，再撒播草籽或喷播植草，草种宜选用抗逆性强、根系发达、生长迅速的品种，同时应及时进行后期的养护管理。

（五）工程实施效果

混凝土预制空心块防护工程实施效果见图8－2。

图8－2　混凝土预制空心块工程实施效果

二、混凝土预制组件防护

（一）材料及结构

混凝土预制组件也是常见的坡面防护构件，通常有菱形骨架和拱形骨架两种型式，一般用C20混凝土预制成用于骨架不同部位的连接组件，在坡面上组合拼接成大型骨架构筑物。其边长（拱宽）通常在2.5～3.0m之间，包围面积在7～9m2之间。这种预制组件具有流水槽结构，便于坡面汇水、排水。骨架内可通过回填种植土、填充植生袋以及挂网喷播等，进行灌草植物种植，以恢复坡面植被并形成边坡景观。

（二）功能作用及特点

（1）由专用机械预制加工，可大批量生产；现场施工简单，施工速度快。

（2）组件密实性、抗蚀性强，骨架整体强度高，使用寿命长；骨架表面平整光洁，与坡面植物结合自然、顺畅，景观效果较好。

（3）能够在坡面植被恢复初期防止水土流失，稳定坡面、固持土壤。

（4）具有斜交的流水槽，坡面汇水、排水能力强，可提高坡面抗冲刷能力，水土流失防护效果较好。

（三）适用范围

（1）适用于土质、土石边坡，要求坡面比较平整。

（2）适用于坡比不大于1∶1的坡面，边坡高度一般不超过20m。

（3）根据坡面条件和防护要求，框架内可填充使用土工格室、植生袋等。

（四）设计与施工要求

（1）当边坡高度小于4m时，设置一层骨架；当边坡高度为4～8m时，设置二层骨架；当边坡高度大于8m时，设置三层骨架。

（2）为了在坡面上形成形状规整的骨架，首先需要修整坡面，清除浮土，回填坑洼处；然后精确放样定位，以便于坡面开挖和组件砌筑。

（3）在土质、土石边坡上应用时，需要采用人工开挖沟槽，并将沟槽底部人工夯实后再开始结构施工。

（4）开挖沟槽应确保沟槽的深度、宽度、平整度，避免沟槽过宽产生组件的滑移，或者因沟槽过窄导致组件铺砌困难。

（5）将预制组件嵌进槽中，嵌入深度一般小于20cm，并用C20混凝土作为铺底（厚度10cm）。

（6）铺设时尽量使预制组件之间咬合紧密，防止松动、脱落，再用M10砂浆勾缝，要求连接平顺、砌缝饱满。

（7）沿路基纵向每隔15m左右设置沉降缝一道，缝宽2cm，缝内用沥青麻筋全断面填塞；沉降缝从上至下贯穿各层骨架。

（8）随后在骨架内回填种植土，并适当振捣使其密实；采用人工撒播或挂网喷播方式进行灌草植物种植，植物种以越年生或多年生品种为宜，同时可结合栽植景观性强的花灌木，并及时跟进后期养护管理。

（五）工程做法及效果

常见混凝土预制组件防护工程做法见图8－3，工程实施效果见图8－4。

图8－3　混凝土预制组件工程做法

图8－4　混凝土预制组件工程实施效果

三、土工格室防护

（一）材料及结构

土工格室是20世纪80年代国外开发出的一种新型特种土工合成材料，最初主要用于路基加筋、垫层，近年来经国产化后也开始用于边坡生态恢复工程。土工格室是由强化的HDPE（高密度聚乙烯）带片材料，经超声焊接形成的一种三维网状格室结构。该网状格室结构可伸缩开闭，使用时将其扩张并充填土料后，可构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体，通过改变其深度和孔型组合，可获得刚性或半弹性的板块，可以大幅提高软质、松散填充材料的承载能力。常用的土工格室展开尺寸为：4m×5m，格室深50～200cm，格室单孔面积0.07m2，板材抗拉强度大于23MPa。格室内经填充土壤并种植灌草植物后形成坡面植被。土工格室产品及其应用见图8－5。常见土工格室产品规格见表8－1。

图8－5　土工格室产品及其实际应用

表8－1　常见土工格室产品规格

（二）功能作用及特点

国外文献描述土工格室为“一种蜂窝状三维限制系统，可以在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和冲蚀控制应用中的性能”。土工格室在边坡防护上的承载作用机理主要表现对土体的侧向约束作用、土体与格室的摩擦作用和垫层网兜作用3个方面，使格室内的土体得到有效约束，免于被水流带走而造成流失。另一方面，土工格室在坡面与水流之间形成隔离层，可避免水流直接冲刷坡面；由于格室结构为网格状，因此起到了很好的消能作用，大大减弱水流的侵蚀效果；格室内所充填的土料，相对较为松散，因此渗水作用十分明显，这就大大减小了坡面的径流流量，也就从另一方面起到了消能作用。土工格室的主要特点为：

（1）土工格室具有垫层、加筋、排水、调节应力及变形，提高土体抗渗能力的综合功效。

（2）材质轻、耐磨损；化学性能稳定、抗老化、耐酸碱；适用于不同的坡质及土壤条件。经过热老化试验，其寿命折算可达50年。

（3）改变土工格室高度、焊点间距等几何尺寸可满足不同的工程需要。

（4）伸缩自如，运输体积小；连接方便、灵活，可任意组成一个整体，施工速度快。

（5）可为植物的生长提供稳定的土壤条件，形成植被护坡和生态景观功能。

（三）适用范围

（1）适用于坡度较缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩质路堑边坡，每级边坡高度不超过10m。

（2）护坡形式有两种，坡比缓于1∶1时，采用平铺式；坡比缓于1∶0.5、陡于1∶1.0时，采用叠砌式，如图8－6所示。

（3）当边坡面积较大且坡面稳定性需加强时，通常与坡面框格构筑物组合应用。

图8－6　土工格室护坡形式示意图

（四）设计与施工要求

（1）首先平整坡面、清除坡面浮石，坡面凹凸不平将产生应力集中，使格室焊点开裂，造成格室垮塌，并会造成局部格室与坡面间空隙过大，难以回填客土，因此施工应达到设计坡度和平整顺直要求。

（2）在坡面上按设计的锚钉位置放样，锚钉间距1～2m；采用钻杆进行钻孔，孔深不小于0.5m；成孔后将弯制并经防锈处理的锚钉打入孔内，锚钉直径不小于12mm；坡底处的第一排格室应适当增加固定锚钉的数量，以使底端的种植土满足承载力要求。

（3）锚钉固定完毕后，随即开始铺设土工格室，铺设时应由上向下进行，每块材料先固定上边缘，将其展开至设计宽度后再固定另外三边，注意不可将其横向铺设；施工时应注意各单元间的接触应尽量靠齐，结合处连接牢固，同时应使土工格室充分张开紧贴在坡面上。

（4）土工格室固定后，即可向其内回填种植土，充填时需用振动板使之密实、饱满，并高出格室表面1～2cm。因降雨等因素造成土体下沉时，应再进行人工补土。

（5）采用人工播种或机械喷播方式进行草本植物种植，也可选择2～3年生的花灌木进行栽植，同时及时跟进后期养护管理。

此外还需注意，对于铺装土工格室的长高边坡，其坡顶、坡面及平台均需合理设置排水设施，坡面排水沟相邻间距一般4m左右。用于上边坡时，应在坡顶设立截水沟，避免积水直接冲刷护坡。上边坡应尽量使用高度较高的土工格室。

（五）工程做法及效果

土工格室防护工程做法见图8－7，工程实施效果见图8－8。

图8－7　土工格室防护工程做法

图8－8　土工格室防护工程实施效果

四、浆砌石框架防护构筑物

（一）材料及结构

浆砌石框架采用M10水泥砂浆砌片（块）石，片（块）石来源多为就地取材，充分利用边坡开挖工程的废弃石料。所用片（块）石大小依据实际情况而定，一般对单块砌体的厚度要求为：角石不小于20cm，面石不小于15cm，拱石不小于18cm。框架内通过回填种植土、填充植生袋以及挂网喷播等，可种植灌草混合植物，对边坡进行生态防护。根据框架形状的不同，浆砌石框架可以为拱形、菱形、人字形等。

（二）功能作用及特点

（1）能够发挥护坡固土作用，减少坡面在植被未形成前的水土流失。

（2）坡面形成框架，强度高，抗冲刷能力强，对坡面有较好的稳定加固作用。

（3）具有一定的拦截降雨功能，可为坡面植物生长提供适当水分。

（4）可根据边坡立地条件，灵活设计坡面植物配置，达到与周围环境相协调的景观效果。

（三）适用范围

（1）适用于易发生溜坍及冲刷较严重的土质和强风化土石边坡。

（2）适用坡比为1∶1.0～1∶1.5，每级坡高一般不超过10m。

（3）根据坡面条件和防护要求，框架内可填充使用土工格室、植生袋等。

（四）设计与施工要求

（1）施工前应清除坡面松土、杂物和危石，填补凹坑；开挖框架槽和砌筑砌体时，必须与坡面相垂直；浆砌片石框架应嵌入坡面内，嵌入深度视边坡岩体性质决定，一般不小于10cm。

（2）框架底部基础及顶边、侧边（一般宽为0.5m）的镶边应以M7.5砂浆砌片石加固，并将边缘的土体夯填密实，以防雨水沿裂隙渗入，增加整体强度和稳定性。

（3）采用M10水泥砂浆就地砌筑片石，砌筑框架时应先砌筑框架衔接处，再砌筑其他部分框架，两框架衔接处应处在同一高度；施工时自下而上逐条砌筑框架。

（4）石块要加工修面，并与坡面垂直、密贴、无空洞；缝宽不得大于2cm，相邻上下石块垂直缝的错开距离不得小于8cm；要求砂粒级配良好，砂浆施工配合比准确；采用挤浆法施工，做到大小石块搭配，砂浆饱满，无干缝、空洞。

（5）沿路基纵向每隔15m左右设置沉降缝一道，缝宽2cm；每隔100m左右砌筑一道0.6m宽的阶梯踏步，以便于边坡养护作业。

（6）随后在骨架内回填种植土，并适当振捣使其密实；采用人工撒播或挂网喷播方式进行灌草植物种植，植物种以越年生或多年生品种为宜，同时可结合栽植景观性强的花灌木，并及时跟进后期养护管理。

（五）工程做法及效果

拱形浆砌石框架防护构筑物工程做法见图8－9，工程实施效果见图8－10。

图8－9　拱形浆砌石框架防护构筑物工程做法

图8－10　拱形浆砌石框架防护构筑物工程实施效果

五、混凝土锚杆框架防护构筑物

（一）原理及结构

混凝土锚杆框架为在边坡上现浇而成的构筑物。框架加固的主要作用是将边坡坡体的部分下滑力分配给框架结点处的锚杆，然后再传递到稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆提供的锚固力的作用下处于稳定状态。框架浇筑前在其节点处设置钻孔位，将锚杆深入到稳定岩土体，通过孔内灌浆固紧锚杆，既可提高岩土体强度，又可增强岩土体对锚杆的锚固力，依靠该锚固力提供对滑体的抗滑力，框架与锚杆连接在一起，形成对坡体的框箍作用，可提高边坡岩体结构强度，增加边坡的整体稳定性。锚杆中的承载力主要取决于拉杆与砂浆之间和砂浆与地层之间的摩阻力，当被锚固岩土体发生位移时，锚固体通过水泥砂浆与孔壁之间的摩阻力对岩土体施加一个与位移方向相反的作用力，限制岩土体变形，此时拉杆承受拉伸荷载。锚杆通常是由高强度精轧螺纹钢筋或钢管材料制作，其结构如图8－11所示。

图8－11　锚杆结构示意图

框架采用C25混凝土现浇，框架截面边长一般为30～40cm，边框尺寸多为3m× 3m、4m×3m等。锚杆为全长黏结式普通砂浆锚杆，杆体材料为20锰硅钢筋，锚杆设计荷载不小于120KN，锚杆黏结用水泥砂浆强度不低于M30。锚杆长度根据地层岩性、边坡高度等计算确定，一般为4～10m。

（二）功能作用及特点

（1）框架由钢筋混凝土在坡面浇筑而成，可有效防止崩落坠石和浅层滑坡。

（2）框架采用锚杆加固，通过锚杆、钢筋骨架和混凝土共同作用，既能固定浅层岩土体和客土，又能对深层岩体有加固作用，从而使边坡总体稳定性和坡面固土能力大为提高。

（3）在高陡边坡采用其他方法防护较为困难时，采用锚杆框架技术相对经济且可靠；另外还可根据因地制宜，对局部危岩、强风化地带进行特殊处理，具有一定灵活性、优越性。

（4）框架布置灵活，形式多样，可随坡就势、贴实坡面；框架有利于进行挂网、建植、喷播等施工作业。

（5）框架横梁具有阻拦坡面雨水径流的作用，可降低水流产生的动能，减少水土流失。

（三）适用范围

（1）适用于浅层易坍塌变形的高陡石质边坡、土石边坡的加固，变形体的厚度一般不超过10m，变形破坏力不宜太大。

（2）适用于坡比为1∶1.0～1∶0.5的整体稳定性好、局部易剥落的岩质路堑边坡的一般性加固防护。

（3）适用于挖方边坡岩体较破碎、坡体不能自稳、坡面起伏较大、需要特殊加固处治的路堑边坡。

（4）根据坡面条件和防护要求，框架内可填充使用土工格室、植生袋等，也可进行挂网喷播种植。

（四）设计与施工要求

（1）根据相关规范方法和行业设计经验，确定框架结构布局、锚杆型式及锚杆规格、设置间距以及坡面排水方式等。

（2）进行坡面清理和安全处理，清除边坡上危石及不密实松土，凿削或嵌补坡面至平整；坡面凹坑处采用浆砌片石嵌补，达到坡面防护面层与坡面贴合，不留有缝隙，每个框架内坡面起伏程度不超过15cm。

（3）搭设脚手架。采用双排脚手架，架杆采用φ48mm焊接钢管。立杆间距2m，横杆高度1.5m，横杆间距脚手架宽度1.0m。脚手架紧贴坡面搭设，每个节点均用卡扣卡牢，并在外排脚手架设垂直于脚手架平面的斜支撑，最低一层横杆距地面不大于0.3m。

（4）锚杆定位、钻孔作业。用经纬仪放出基线并定出锚杆孔位，误差不超过0.2m，采用潜孔钻机风动造孔，孔径70mm，锚孔倾角控制在15°左右。钻进前按锚杆设计长度将所需钻杆摆放整齐，钻杆用完时孔深即到位（实际钻孔深度比设计孔深大0.2m）。钻孔结束后逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用，用高压风吹净孔内岩碴。

（5）锚杆制作安装。将两根φ22的钢筋点焊并联制作，杆身每隔1.5m用φ12钢筋设一对中支架，锚杆外露弯折10cm。将注浆管出口用胶布堵住后与锚杆一并装入，缓缓插入孔底，管口与孔底保持20cm左右距离。检查调节定位止浆环和限浆环位置准确，确认注浆管畅通后开动注浆机，采用一次孔底返浆法灌注M30水泥砂浆，待孔口有水泥砂浆溢出为止。注浆工艺流程：拌制砂浆、压水连通试验、起始低速小流量注浆、正常注浆至设计锚固长度、终止、转至下孔注浆。

（6）浇筑框架。框架纵、横梁是重要构件，其作用是将锚头处集中荷载传递至岩面并调整岩面的受力方向，施工质量必须保证。首先在设计位置按配筋图绑扎框架纵横梁钢筋骨架并预留泄水孔位，三向立模，在锚孔与框架交叉处（靠坡体内侧）预埋补浆用注浆管，最后整体浇灌C30混凝土（框架纵梁每隔12m同步设伸缩缝一条）震动密实。最后将锚头与框架浇筑封闭。

（7）混凝土初凝后，即对其进行洒水养护，养护时间不少于7昼夜；当混凝土强度达到5MPa时拆除模板，保证框架的棱角和尺寸完好。

（8）框架构筑物施工完成后进行坡面清理，通过回填种植土、填充土工格室或植生袋、实施挂网喷播等，进行坡面植被建植。

此外需注意，由于在陡坡上浅层土壤内的水分难以长期保持，应用这种生态防护方法时除了进行土壤保水设计外，还应选用保水性好的种植土和耐干旱的植物。

（五）工程做法及效果

混凝土锚杆框架防护构筑物工程做法见图8－12，工程实施效果见图8－13。

图8－12　混凝土锚杆框架防护构筑物工程做法

图8－13　混凝土锚杆框架防护构筑物工程实施效果

六、混凝土预应力锚索框架防护构筑物

（一）原理及结构

结构上与混凝土锚杆框架类似，混凝土预应力锚索框架也为在边坡上现浇而成的构筑物，但不同之处在于使用预应力锚索来取代普通锚杆。因锚杆一般不施加预应力（有时也会施加很小的预应力），故它是被动受力，只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固作用。而锚索的受拉件由钢绞线或钢丝制作而成，具有高强度、低松弛特性，它的锚固段被固定在坚硬、稳定的岩层中，另一端与被加固物紧密结合，通过锚具对自由段进行张拉施加预应力，形成一种可承受拉力的复合结构系统，故其是主动受力。坚硬岩体中的剪切面多发生在断层、节理、裂缝等软弱结构面上，预应力锚索能够提供足够的抗滑力，可有效地阻止滑坡发生。预应力加固边坡的原理在于：通过锚索、水泥注浆或其他黏结材料与深层稳定岩体的胶合作用，由锚索传递张拉力，牵制表层坍滑体，使松散层或滑坡体与稳定底层连接成一个坚固的整体，从而达到加固边坡的目的。锚索结构如图8－14所示。

图8－14　锚索结构示意图

锚固段为伸入滑动面（潜在滑动面或破裂面）以下稳定岩土体内的锚索固定端，通过砂浆使其与孔壁结成整体，以发挥周围地层的抗剪强度，承受锚索所传递的拉力，从而使孔周稳固岩土体成为承受预应力的载体；自由段是穿过被加固岩土体的传力部分，一般为无粘钢绞线，穿过塑料套管连接锚固段和紧固头；紧固头是将钢绞线锁定于坡面上的张拉部件，待锚索最终锁定之后，采用混凝土封闭防护。

（二）功能作用及特点

（1）通过对柔性锚索施加预应力，将滑动岩土体与稳定岩体紧密连接成一体，增加岩土体各层面的抗滑力，同时又通过框架将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的抗滑加固体系，对滑坡产生更大的框箍作用。

（2）锚索属于主动受力，其在岩土体及被锚固物产生变形之前即发挥作用，与锚杆以及其他支挡结构在岩土体变形后才发挥作用的被动受力状态相比，具有本质区别。

（3）框架除了具有表层固坡的框箍作用外，还具有力传递作用，框架与预应力锚索结合后便起到锚墩的作用，由于框架与坡面的有效接触面积增大，因而坡体在锚索作用下的变形能得到限制。

（4）应用于高陡路堑边坡时，可减小边坡的开挖高度，不但大大减少工程量以及对自然地貌的破坏，而且减小和防止由大面积开挖所引发的边坡病害。

（5）可采用分级、分区和分段施工，能够尽量减少施工作业对坡体的大范围扰动，避免因施工不当引起的边坡次生病害；施工技术风险低，这是其他支护形式无法比拟的。

（6）对现场条件复杂的高陡边坡，其方案设计上的疏漏或不完善在所难免，这就需要因地制宜，动态地进行工程设计。预应力锚索可通过增减数量和锚固深度调整锚固力的大小，随机补强，因而使设计变更简单易行且工程效果可靠。

（7）预应力锚索施工采用机械化作业，工序简捷，易于掌握，安全可靠；施工进度快，工期短、效率高。

（三）适用范围

（1）适用于稳定性较差的高陡石质边坡、土石边坡的加固。

（2）适用于坡比大于1∶0.5的边坡，高度不受限制。

（3）适用于已出现变形或对变形要求严格的边坡工程部位，可以用作永久性锚固工程。

（4）既适用于坡率变化较大的边坡，也适用于小范围内坡面起伏但没有明显的突变、相对平顺的边坡；对大范围内坡面起伏大、不规则的边坡，采用预应力锚索框架进行加固，其工程效果更趋自然和美观。

尽管预应力锚索有上述若干优点，但要根据工程具体情况合理应用。因预应力锚索框架是依靠高强度、低松弛的钢绞线产生的拉力克服坡体破坏力的，故其是否适用于相关工程方案，主要考虑因素是边坡现场地质条件能否提供稳定的锚固体及所能提供的锚固力的大小。因而不能盲目应用于这几种情形：在边坡表层土为松散、潮湿、软弱的土层的边坡，其表层土无法承受锚索传递到框架体系上的锚固力；所加固边坡的岩土体对水泥和钢筋有腐蚀性，锚索和框架会发生腐蚀破坏；对于锚索锚固段底层无法提供足够大的锚固力的边坡。

（四）设计与施工要求

（1）根据相关规范方法和行业设计经验，确定框架结构布局、预应力锚索型式及锚固位置等。

（2）进行场地清理和安全处理，清除坡面表土、杂物以及浮石、松动的岩石，使整体坡面尽量平整、自然；边坡修整达到施工作业要求，完成施工各项准备工作。

（3）按照“锚孔测放、锚孔钻凿、锚孔清理及检验、锚索制作及安装、注浆”流程，进行锚索施工作业。按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm；钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，实际钻孔深度要求大于设计深度0.2m以上。锚索制作、安装要严格按照技术规范进行，安装前要确保每根钢绞线顺直不缠绕，排列均匀，并对每根钢绞线进行除锈处理，避免存在有死弯、机械损伤及锈蚀的钢绞线；锚固段架线环与紧箍环每隔1m间隔交替设置；自由段每隔1.0～1.5m设置一架线环，保证锚索体顺直、居中，且周围保护层厚度不小于20mm；锚索体放入孔内后，通过测量外露长度，计算确认孔内锚索长度，误差控制在50mm范围内；注浆采用高压注浆，浆体强度不低于45MPa，整个注浆过程中尽量做到不中断，即全程采用一次性注浆；最后浇筑锚索垫墩（反力座），注意要预留钢筋以便与框架连接。

（4）在确认锚索垫墩（反力座）混凝土强度和锚固段浆体强度达到设计要求后，可进行锚索张拉、锁定、封锚作业。张拉作业采用“双控法”及利用拉力与伸长值来控制锚杆应力。安装锚具前，要对锚具进行逐个严格检查，锚垫板表面要清洁干净，锚具与锚垫板的安装应密切对中，并与锚杆轴线方向垂直；正式张拉前先进行预张拉，张拉力为设计拉力的10%～20%，正式张拉荷载要分级逐步施加，每次张拉宜分5～6级进行，除第一次张拉需要稳定30分钟外，其余每级持荷稳定时间为5min，不能一次加至锁定荷载；锚索张拉至设定最大张拉荷载值（通常为设计值的1.1倍）后，应持荷稳定10～15min，若无预应力损失，可卸荷进行锁定、封锚作业。

（5）锚索锚固完成后，再按照“挖槽—支模—绑扎钢筋—浇注”流程，进行框格浇筑。一般采用C30混凝土整体浇注，尤其在锚索垫墩（反力座）周围，因钢筋较为密集，一定要加强振捣，保证浇注密实。

（6）框架构筑物施工完成后进行坡面清理，通过回填种植土、填充土工格室或植生袋、实施挂网喷播等，进行坡面植被建植。

顺便指出，对于那些浅层稳定性好，但深层易失稳的石质边坡，不一定要采用闭合混凝土框架型式，对较缓坡面可用浆砌石代替横梁；对较陡坡面可省去横梁，只采用预应力锚索地梁型式设计，以节约工程材料和降低施工成本，但此时需做好坡面排水系统的设计。

（五）工程做法及效果

混凝土预应力锚索框架防护构筑物工程做法见图8－15，工程实施效果见图8－16。

图8－15　混凝土预应力锚索框架防护构筑物工程做法

图8－16　混凝土预应力锚索框架防护构筑物工程实施效果

七、抗滑挡土墙防护构筑物

（一）原理及结构

抗滑挡土墙是目前常见的边坡防护构筑物，用来支承路基填土或路堑土体侧压力，防止墙后土体崩塌、小规模滑坡及大规模滑坡前缘的再次滑动。其主要结构形式分为重力式、悬臂式、加筋土式、锚杆式和锚定板式等。其中重力式挡土墙最为常见，结构形式有仰斜式、直立式、俯斜式、衡重式等断面形式（图8－17），它靠自身刚性大、重量大且厚而矮的墙体支撑土体、抗衡滑坡体。重力式挡土墙根据构成材料不同可分为片石跺、浆砌石、混凝土挡土墙等。其中混凝土挡土墙近年来也采用锚杆（索）加固或框架填石形式。传统挡土墙的设计仅考虑工程安全和功能要素，近年来已逐渐将其作用与边坡生态防护和景观效果统筹考虑、有机结合，一改以往挡土墙生硬、呆板并与周围环境不相协调的缺陷。

图8－17　重力式挡土墙断面结构示意图

（二）功能作用及特点

（1）减少土石工程量和占地面积，防止水土流失；整治坍塌、滑坡等病害，稳定边坡。

（2）取材容易、结构简单、造价较低；多用浆砌片（块）石施工，墙高较低时也可采用干砌，在缺乏石料地区可用混凝土浇筑。

（3）墙身断面尺寸较大、自重较重，防护效果持久、稳定。

（4）除作为坡脚基部稳定构筑物外，挡土墙还可设计为坡面分级拦挡构筑物（图8－18），以作为景观石的片石跺或浆砌石与坡面植物自然搭配，不仅具有护坡功能，而且因植物绿化、“软化”了外观生硬的挡土墙，从而可形成良好的生态和景观效果。

（5）坡面起伏大的岩质坡面通常有较深的凹坑，对此可用浆砌石砌筑可围挡固土、绿化坡面的鱼鳞坑（在土质坡面的平缓处也可构筑），坑体形状、大小可因地制宜（图8－19）。

图8－18　景观石挡土墙设计示意图

图8－19　鱼鳞坑设计示意图（单位：mm）

（三）适用范围

（1）适用于土质、土石混合边坡以及风化较强的石质边坡。

（2）为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段。

（3）可能产生塌方、滑坡的不良坡质地段。

（4）干砌石挡土墙特别适用于防护等级要求不高的土质、土石混合边坡。

（5）适用于低墙、地基承载力较高的情况，干砌挡土墙设计高度一般低于2m；浆砌挡土墙设计高度一般低于5m；过高时可化整为零，采用多阶分层设计（图8－20）。地基承载力较低时，可在墙底设简易混凝土基础。

图8－20　挡土墙多阶分层结构示意图

（四）设计与施工要求

（1）首先进行现场实地调查，在掌握设置挡土墙位置的坡质、滑体结构以及地形、地质、水文等状况基础上，确定挡土墙的抗滑、抗倾覆及墙身抗剪强度要求，参照相关挡土墙设计规范并利用相关软件工具进行设计。

（2）挡土墙基础的埋深应满足设计要求，其基底面严禁做成顺坡，基底面的倒坡设计应符合稳定性要求。对于土质基础，经夯实后直接坐浆砌筑；对于岩石基础，应将基底层面清理、湿润后再作浆砌筑。

（3）墙体砌筑石的选择应与抗滑挡土墙的结构形式相适应，重力挡土墙材料一般采用条石、块石，石材质地应坚实、未风化或风化程度弱，强度较高；应采用铺浆法砌筑，须分层卧砌，上下错缝，内外搭接；砌筑应分段砌筑，分段长度一般为15m左右，分段位置尽量设于沉降缝或伸缩处。

（4）砌筑石形状应大致方正，上下面基本平整，其厚度不小于20cm，宽度约为厚度的1～1.5倍，长度约为厚度的1.5～3倍。用作镶面的砌石应选择表面较平整、尺寸较规范的石料，每层高度一致，上下层砌体的竖缝错开距离不小于8cm；砌体内层平缝和竖缝宽度应符合要求。浆砌体应于当天及时勾缝，避免其与砌缝砂浆之间形成隔层。

（5）墙体在砂浆达到初凝后立即进行养护，养护期不小于7天。养护方法为在浆砌体上铺设麻袋、草垫后浇水，一天2～3次，保持麻袋、草垫的湿润。

（6）墙后应选择容重小、内摩擦角度大的填料，如块石、砾石等，以保证抗剪强度稳定、透水性较好。为降低工程造价，可就地取材选择填料，例如利用刷方减载的弃土、碎石，通过简易处理后，使其满足墙后填料的条件并适于植物种植。

（7）特别需重视坡体内地下水的排泄，在墙身与滑动面等高处应设泄水孔和反滤层。

（五）工程做法及效果

常见砌石挡土墙防护工程做法见图8－21。其中，图8－21a所示型式主要适用于土质边坡，在对边坡进行底部陡化和上部缓平化（削方）后进行构筑，继而在其上进行植物种植；图8－21b所示型式主要适用于石质边坡，在坡脚以外构筑，并在其后进行土壤回填，形成平坦或坡度平缓的平台，植物种植后不仅对坡面形成防护，还可使植物发挥对上部落石的拦截作用。图8－22为砌石挡土墙防护工程实施效果。

图8－21　砌石挡土墙的工程做法

图8－22　砌石挡土墙防护工程实施效果

八、格栅框格挡土墙坡面构筑物

（一）原理及结构型式

格栅框格挡土墙可以视为一种仰斜式重力式挡土墙，通常是由许多原木加工型材或混凝土预制构件以互锁方式组成的坡面构筑物，其箱体框架内的中空空间填充土壤和砾石，形成具有一定重量和强度的重力式挡土墙，这种构筑物是专为坡面植被恢复和防护目的而设计，能够为植物提供正常生长条件（辅以配置土壤基质），多采用扦插枝条建植方式在开口框格内形成梯级植物覆盖，达到边坡植被防护和景观营造的目的（图8－23）。

图8－23　格栅框格挡土墙示意图

（二）功能作用及特点

（1）坡面工程防护与植被防护作用并举，既可防治坡面侵蚀和冲刷，又有利于护坡植物的建植，通过植物生长对墙面的覆盖，使固坡效果与自然景观效果协调、统一。

（2）结构形式为单元组合连接，具有适度的柔性，可以抵抗差异沉降而对挡土作用或墙体的稳定影响不大。

（3）表面的开口框格结构便于排水，有效避免墙后静水压力的累积，提高墙体稳定性。

（4）墙后回填不易下滑、散落，土壤基质配置有利于植物在开口框格内土壤中种植并生长。

（三）适用范围

（1）适用于土质、土石混合边坡以及风化较强的石质边坡。

（2）可能产生塌方、滑坡的不良坡质地段。

（3）相对普通挡土墙，设计高度可更高，且适合景观性要求标准较高的陡边坡。

（四）设计与施工要求

（1）根据现场条件，参照常规重力式挡土墙设计原则和方法，确定墙高、倾斜度、回填土强度和密度、构件组合形式等，保证构筑物本身结构的稳定性，能够承受内部填充土及墙后回填土石所形成的各向压力。

（2）地基应从坡脚处开挖，经处理后达到稳定要求；基座应倾斜进入边坡，保证构筑物整体的倾斜度不小于1∶6。

（3）根据设计要求，提前预制混凝土构件，强度不低于C20。

（4）选择适宜生长的苗木进行栽植，也可采用易成活植物的活性切枝进行扦插植生；苗木或扦插切枝长度应保证其生长端能伸出框格外、其根部可延伸至框格后的回填土中。

（5）施工季节以春季为宜，施工过程中应注意保护苗木根系，必要时进行假植，以确保成活率。

（6）施工完成后，应按照要求及时对植物进行养护，以利于植物尽早缓苗、发育。

（五）工程做法及效果

格栅框格挡土墙构筑物的工程做法见图8－24，工程实施效果见图8－25。

九、石笼挡土墙构筑物

（一）原理及结构

石笼挡土墙是由石笼网箱组成的坡面防护结构。石笼网由高抗腐蚀性、高强度并具有良好延展性的镀锌铁丝、浸塑铁丝、不锈钢丝等金属丝拧编而成，根据工程要求不同，钢丝直径一般介于2.0～4.0mm，钢丝的抗拉强度不少于38kg/m2，金属镀层重量一般高于250g/m2。石笼网的网目一般呈六角形，网目之间的双线绞合部分的长度不小于50mm，以保证绞合部分钢丝的金属镀层或PVC镀层不受破坏。石笼网箱是使用石笼网连接而成的箱式生态格网结构，由间隔1m的隔板（双绞合六边形金属网片）分成若干单元格，其边框钢丝直径一般要大于网目钢丝直径，通常有2m×1m×1m、3m×1m×1 m、4m×1m×1m等规格。石笼网箱在施工现场用块石或碎石填充后封闭箱体，将若干石笼箱相互组合堆垒，可构成重力式挡土墙。石笼结构及应用如图8－26所示。

图8－24　格栅框格挡土墙构筑物的工程做法

图8－25　格栅框格挡土墙构筑物工程实施效果

图8－26　石笼结构及应用示意图（单位：mm）

（二）功能作用及特点

（1）用块石、碎石填充，构成具有柔韧性、透水性和灵活性的组合式结构。

（2）填充石头之间的缝隙，既能有效防止径流对坡面底部的冲刷，又可控制地表径流，防止水土流失，且具有淤泥集蓄作用，可与周围自然环境融为一体。

（3）具有较好效果的护坡功能，不但可拦挡土石滑移，而且易于形成适宜的土壤条件，便于坡面高覆盖率植生，并形成较为自然的植物景观，与周边生态环境协调一致。

（4）可实地加工、因地制宜，按需求捆扎成多种拦挡组合形式；可利用现场废弃石料，施工简单易行且工程造价低。

（三）适用范围

（1）适用于土质、土石混合边坡。

（2）适用于坡比1∶1.5～1∶1.2的边坡坡面拦挡或不同坡比边坡坡脚的防护。

（3）适用于块石较少而碎石较多、不宜采用砌石挡土墙的场合。

（四）设计与施工要求

（1）首先适当修整、放缓坡面，尽量消除严重的坡面隆起和凹陷。

（2）在坡脚处开挖地基，经处理后达到稳定要求；底面应使石笼能够向坡面倾斜，并保证构筑物整体的倾斜度不小于1∶6。

（3）根据设计规格尺寸，按照立架—装料—填实—封口的工序，现场拼装石笼。

（4）将第一层石笼置于已开挖的基础表面，石笼墙的宽高比应不小于0.5；根据设计墙高叠垒石笼，应保持石笼错缝就位连接，避免出现纵向贯通接缝。

（5）当在已完成的下层石笼以上叠垒上层石笼时，应使用绑扎线沿上层石笼下部边框将其固定于下层石笼上，同一层相邻的石笼边框也使用绑扎线逐一连接，使其成为一体。

（6）填充石料抗压强度应满足设计要求，外形大小搭配要符合孔隙度要求并保持石笼的直线外形。

（7）叠垒完成一层石笼后，在其上铺填一层15cm左右的种植土，同时在其后进行种植土回填，并使回填土的高度与石笼齐平，以利于植物生长。

（8）既可通过人工播种、机械喷播在石笼表层进行建植，也可将适宜的苗木或易成活植物的活性切枝栽植、扦插于石块缝隙或其后的回填土中，栽植或扦插需保证植株与墙面垂直正交，萌芽端在前并伸出墙外，根部在后并植入回填土中。

（五）工程做法

石笼挡土墙构筑物工程做法见图8－27，工程实施效果见图8－28。

图8－27　石笼挡土墙坡面构筑物工程做法（单位：mm）

图8－28　石笼挡土墙构筑物工程实施效果图

十、抗滑桩构筑物

（一）原理及结构

抗滑桩是垂直穿过滑坡体将其固埋于稳定地层中的桩柱，其埋入滑面以下的部分为锚固桩，埋置于滑面以上的部分为受力段。抗滑桩是以自身强度承受侧向荷载、依靠与桩柱周围岩土体的相互钳制作用，使得变形体得以稳定的一种被动受力型支挡结构（图8－29），属于一种防治坡体滑动的工程构筑物，因其能够迅速、有效、经济地解决一些问题，因而发展较快，多年来已形成了多种形式的抗滑桩结构，并在边坡治理工程中广泛应用。在边坡生态防护工程中，抗滑桩通常应用于滑动面明确的浅层滑坡防治，或对边坡上出现的大面积凹坑陷落进行整治，其材质多为松木桩或混凝土桩，以一定深度被成排埋置于坡体内，并在桩柱内侧或桩柱之间回填客土、种植植物，使其既发挥固坡作用，又实现坡面植被防护功能。

图8－29　抗滑桩示意图

（二）功能作用及特点

（1）抗滑能力强，工程量小，在滑坡推力大、滑动面深的情况下，较其他工程构筑物经济、可靠。

（2）埋置点位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位；既可单独使用，也可其他构筑物配合使用；既可集中设置，也可分级设置；分级设置时，可将巨大的滑体分割成若干分散的单元体，化整为零、分而治之。

（3）通过埋置抗滑桩对坡面进行分级、分片加固，进而种植抗性强、根系发达的草本或灌乔植物，随着植物的生长发育，植物根系对边坡浅表层土体的稳固作用不断增强，可有效阻止或减缓坡面水土流失，在裸露坡面上实现近自然的生态防护。

（4）通过桩孔开挖，可校核坡体地质构造情况，检验、修改和完善原有设计方案，对出现的问题易于采取补救措施，提高滑坡治理的效果和可靠性。

（5）施工方便，挖方量小，对滑体扰动小，具有工程进度快、施工质量好、安全可靠等特点。

（三）适用范围

（1）适用于对景观要求较高的土质边坡、土石边坡。

（2）适用于滑体较薄、刚度相对较大的边坡以及存在局部大面积陷落凹坑的边坡（图8－30）。

（3）对结构较疏松、易被雨水冲刷的土质边坡，可采用“活性木桩”型式，即以适应性强、易成活的乔木（如刺槐、垂柳等）枝干插入土体代替常规的抗滑桩，木桩成活后生长的根系和茎叶起到对坡面的加固和防护作用（图8－31）。(www.xing528.com)

（4）一般适用坡比1∶1～1∶1.5的坡面，坡长不受限制。

图8－30　抗滑桩用于整治边坡凹坑示意图

图8－31　“活性木桩”的护坡作用

（四）设计与施工要求

（1）现场调查滑坡的原因、性质、范围、厚度等，分析滑坡的稳定状态和发展趋势；根据滑坡地质断面及滑动面岩（土）的抗剪强度指标，计算滑坡推力。因通常针对浅层滑坡防治，故设计要求和过程可适当从简。

（2）根据现场地形、地质和施工条件等，确定桩柱平面布设的位置及范围；根据滑坡推力大小、地形、地层性质以及植物配置种类，确定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距等，保证施工方便、安全有效且节省工程量。

（3）清顺滑体坡面，削除陡坡、陡坎壁，填塞裂缝，清除坡面所有浮石及其他所有杂物。

（4）勘察边坡地表水、地下水运动情况，按照相关要求设计坡面地表水拦截、坡体地下水及渗透水排出设施，理顺边坡水系。

（5）按照设计的埋深、间距要求，在完成桩孔开挖后布设抗滑桩柱；基本按照等高方向布设桩柱，但保留一定的坡降；若使用松木材料桩柱，应对其进行防腐处理。

（6）对于治理标准较高的边坡地段，尽量选择较大规格的乔灌木，并酌情进行合理的植物种类组合配置。

（五）工程做法及实施效果

抗滑桩构筑物的工程做法见图8－32。其中，做法1主要适于土质边坡表层坡面防护，防治表层土体溜坍和水土流失；做法2主要适于土石边坡浅层滑坡治理，对滑体进行支撑后使其处于稳定状态。抗滑桩构筑物的工程实施效果见图8－33。

图8－32　抗滑桩坡面构筑物的工程做法（单位：mm）

图8－33　抗滑桩构筑物工程实施效果

第二节　常见坡面植生材料

边坡生态防护的实施除需依托不同型式的坡面工程防护构筑物外，坡面植生材料也是必不可少的固土载体，它们对稳定土壤基质、提高表层抗冲刷能力、保持植被生长环境作用发挥着重要作用。边坡生态防护工程中使用植生材料及制品的优点在于：

●可使植物根系、坡面土壤与其有机结合，形成活性结构的坡面覆盖层；

●避免地表直接受水冲击，延缓建植覆盖面中弱面的产生，保护表土不受侵蚀；

●有利于植被根系附着生长，增强根系的加筋作用和土壤的抗剪强度；

●预置土壤的水、肥条件，促进植被快速生长、优质发育。

国外在20世纪80年代开始将植生材料引入边坡生态防护工程中，作为抗冲刷、加固建植坡面的一种有效措施。国内外业界多年来对植生材料的技术研究和产品开发较为活跃，不断有新技术、新产品问世，在提升坡面植被建植技术水平和边坡生态防护成效方面作用显著。

一、植生网材

在有一定坡度的坡面上进行植被建植，通常需不同种类的网材作为植生材料，目的是增加人工土壤层（喷播层）的附着力及与坡面的摩擦力，实现防止土石风化脱落、稳定土壤基质、保障植被健康生长的功能。边坡生态防护工程中常见的植生网材主要有以下种类：

（一）平面（土工）网

1.结构形式

平面（土工）网主要由镀锌铁丝、涂塑铁丝、不锈钢丝编织而成或由塑料材料制成，网丝直径一般为1.8～2.5mm，结构通常为方形、菱形和六角钩花网以及波纹网等，网孔边长规格有50～60mm多种。常见的平面（土工）网产品的结构如图8－34所示，常见的土工网产品的规格及性能参数见表8－2。

图8－34　常见平面（土工）网结构

表8－2　土工网产品的规格及性能参数

2.功能作用

平面（土工）网是坡面人工土壤的承载物，当被铺设在坡面并经锚杆固定、喷播作业后，便与锚杆、坡面表土层形成一个牢固的加筋复合体，能够有效增加人工土壤层与坡面的摩擦力，稳定土壤基质层，减少土石风化脱落、滑移。尽管后期网材会因锈蚀、老化致使作用日渐式微，但其保障了植物在坡面上的初期发育生长，从而使得植物根系的锚固和加筋功能与日俱增，因而网材在坡面植被建植初期的关键作用不可或缺，直接影响着边坡生态防护工程的成效。

3.适用条件

平面（土工）网的使用需考虑其柔韧性、强度及锚挂方式与坡质条件的适配，因地制宜地使用不同材质的网材。对于坡度较陡的挖方石质边坡，通常必须锚挂金属网，并且要与坡面框格构筑物结合在一起；对于坡度较缓的挖方土石边坡和土质边坡既可以锚挂金属网，也可以使用平面土工网；而对于填方边坡，各种网材均可使用，但宜从工程成本造价角度加以考虑选择。

4.工程应用

平面（土工）网在工程应用中一般有3种方式：一是直接铺设于坡面，然后在其上进行客土喷播或基质喷播，既可以加固坡面防止碎石脱落，又可以其加筋作用加强客土或基质与坡面的结合；二是覆盖于植生基质或植生制品之上，起到固定、防滑、保持水土等作用；三是在立地条件较差、建植难度较大的高陡坡面上，与不同型式的坡面构筑物配套使用，这在边坡生态防护工程中最为常见。平面（土工）网的工程应用方式如图8－35所示，坡面网材的铺挂及喷播作业见图8－36。

图8－35　平面植生（土工）网的应用方式

图8－36　坡面网材的铺挂及喷播作业

（二）椰纤维网

1.结构形式

椰纤维网（CF网）作为一种环保型的植生网材产品，近年来在边坡生态防护工程中得到广泛应用。椰纤维网是用椰子纤维做成的柔性网状结构，其含0.25%的半纤维素酶、45%的木质素、43%的纤维素和4%的胶质，具有较低的伸长率和高抗拉强度，并有较高的耐腐蚀性，常规生物降解时间为4～6年。椰纤维的结构如图8－37所示，常规椰纤维网产品的性能指标见表8－3。

图8－37　椰纤维网（CF网）结构

表8－3　常规椰纤维网产品的性能指标

2.功能作用及特点

使用椰纤维网可增加坡面粗糙度，从而降低了流速；因其呈网格状，使坡面径流变为漫流，可有效减少对坡面的冲刷，以保证前期灌木植物生长时种子和基质不流失。同时，它能吸收部分水分，截留部分雨水，可增加坡面的保水性，并且在降解后可为植物提供良好的肥料，这是其他植生网材所不具备的优点。

3、适用条件

椰纤维网适用于坡比不大于1∶1.0且易受冲刷的土质或土夹石破碎坡面。在平缓、稳定的坡面上，椰纤维网一般可以替代常规的平面（土工）网。椰纤维网特别适宜在坡面上进行灌木植物的建植。

4.施工流程及要点

（1）坡面整理。清理坡面碎石、杂物，将直径超过20cm的土块打碎，平整后坡面的凸出或凹进均不超过10cm，使得坡面顺直、平滑。

（2）开挖沟槽。对较陡的软质岩坡面，可沿坡面走向按照20cm的竖向间距开挖4～6cm深的平行楔形沟，1m间距内不少于3条。

（3）坡面覆土。根据坡形、坡质、坡度情况，在坡面上均匀覆盖一层种植土，厚度为5cm左右，并淋水湿润让其自然沉降至稳定。对开挖楔形沟的坡面，需先在槽内回填改良土，然后再覆盖表层土。

（4）喷播作业。根据工程施工及植物配置方案进行液压喷播或客土喷播作业。通常以灌木植物建植为主，种子播种量为30～40g/m2。可根据当地气候地理条件选用合适的种子组合，一般配置2～3种常绿灌木，并辅以5～6种土壤改良型和景观点缀性植物。

（5）铺设网材。从上向下将椰纤维网沿坡面顺势铺于坡面上，并铺展平顺、拉紧；坡顶处预留不小于50cm的长度，用直径6mm的U形钉固定。横向相邻网材搭接处宽度不小于5cm，并每隔1m用U形钉进行固定；纵向相邻网材搭接宽度不小于20cm，且下一级网压在上一级网之上，同时用U型钉进行可靠固定。

（6）锚固网材。用直径12mm的螺纹钢制作锚钉，其长度为35～50mm，顶端作尖锐化处理，可直接打入坡体内，坡面外留50mm用于固定网材；锚钉纵横向分布间距为1.5～2.5m，必要时可在其间加密；锚钉与网材用铁丝或椰绳绑扎，并使网材紧贴坡面不蓬松。

（7）覆盖养护。机械喷播施工完成之后，在坡面覆盖无纺布或遮阳网，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷；定时进行浇水养护，促使种子发芽及快速生长；待植物主叶长出后即揭开覆盖物，此后及时定期进行养护管理。

5.工程应用及效果

椰纤维网的工程应用见图8－38，工程实施效果见图8－39。

（三）三维网

1.结构形式

三维网也称耐特龙土工网，是英国耐特龙公司在20世纪60年代开发出的用于土体加筋的塑料土工网格材料。三维网多以聚乙烯、聚丙烯材料为主，将高分子聚合物的薄膜经刺孔、加热、拉伸工艺制作而成。三维网具有三维空间结构，分为基础层和网包层（均为双层或多层）。基础层是一种平面网，用于稳定网垫的尺寸和形状，形成网底平面。基础层由1～3层经双向拉伸处理后得到的均匀方形网格组成，拉伸后的方形网格质轻、丝细且均匀，具有很好的贴伏性，能够适应坡面变化。网包层是一种凹凸网，由1～3层经热变形处理后呈现波浪起伏的网包组成，网包层能够缓冲雨滴对地表的冲击能量，减弱降雨对土壤的侵蚀。基础层和网包层网格间的经纬线交错排布，在交接点处经热熔处理后相互结合在一起，形成具有三维结构的网垫。三维网垫厚度约15mm左右，网眼直径2～4cm，表层网呈波浪起伏状。三维网结构如图8－40所示。

图8－38　椰纤维网的工程应用

图8－39　椰纤维网工程实施效果（中期）

图8－40　三维网

三维网护坡技术多年来在边坡生态防护工程中被大量应用，目前国内三维网材料产品已经成熟且系列化，其主要技术性能指标见表8－4、表5－5。

表8－4　EM系列三维网

表8－5　GTWD系列

（续表）

2.功能作用及特点

三维网防护技术综合了土工网与植物护坡的功能特性，起到了复合护坡的作用。三维网所形成的网垫内部90%的空间可以用来填充土壤及撒播种子，植物根系可以纵横穿过其间，自由、均衡地生长，形成一个相互交错、相互作用的整体。在这个整体中，三维网底层的双向拉伸网具有稳定、强度高的特性，可以防止边坡表层土体下滑；三维网垫内的植物种子发芽后，其枝叶可向上伸出网垫之外，其根系可以向下生长扎进被网垫固定的坡面土壤，这就使网垫的固土作用与植物根系的固土作用、植物茎叶的覆盖作用有机结合在一起，在坡面形成一个由三维网和植物共同形成的立体生态防护系统。随着网内植物的生长发育，其发达的根系与三维网的网筋交织、连接在一起，形成一个类似板块的结构（相当于对坡面表土加筋），从而增加防护层的抗张强度和抗剪强度，限制在冲蚀情况下引起的“逐渐破坏”（侵蚀作用会对单株植物直接造成破坏，随时间推移受损面积加大）现象的发展，最终限制边坡浅表层滑动和隆起的发生。三维网的主要特点如下：

●固土性能良好。因表面有波浪状起伏的网包，对覆盖其中的土壤、草种有良好的固定作用，草皮长成前可保持坡面免受风雨的侵蚀，后期与草根形成的复合保护层可经受较大流速径流的冲刷。因此，可替代混凝土、沥青、片石等坡面防护，且造价低得多。

●消能作用明显。由于网包的存在，大大缓冲了雨水的冲击能量，减弱了雨滴的溅蚀，网包层的起伏不平，可使风、水流等在网表面产生无数的小涡流，减缓了风蚀及水流引起的冲蚀。

●网络加筋突出。三维网的基础层和网包层网格间的经纬线交错排布粘结，对土壤起着加筋作用，且随着植物根系的生长，相互缠绕形成网络覆盖层，增加了坡面的抗冲刷能力。

●保温功能良好。三维网具有良好的保温作用，在夏季可使植物根部的微环境温度外部环境温度低3℃～5℃，在冬季则高3℃～5℃。因此，三维网在一定程度上降低了非植物生长季节施工的难度，促进植物均匀生长。

三维网的功能作用及铺设作业如图8－41、图8－42所示。

3.适用条件

三维网主要用于各类土质边坡，包括路堤和路堑边坡；强风化石质边坡也可应用，土石混合边坡需经处理方可应用；三维网适用坡比为1∶1.5，一般不超过1∶1.25；坡比在1∶1.0左右时应在坡面开挖平行楔形沟槽，坡比大于1∶1.0时应慎用。由于三维网容纳的种植土较厚，虽可进行植物的组合种植，但还是宜以速生草本与灌木植物结合为主，不宜选用乔木或生长缓慢的物种。

图8－41　三维网的功能作用

图8－42　三维网的铺设作业

南方地区一年四季都可以进行三维网施工，但应避开暴雨集中的时段；北方地区从春季到秋季都可以施工，但在夏季需注意避开阴雨天气并施加侵蚀防治措施，在秋季要考虑植物的成活，尤其要在停止生长前积累足够营养，以保证坡面植物安全返青。

4.施工流程及要点

（1）坡面平整。将边坡上的浮石、碎石、杂物清除干净，将低洼处回填土并夯实平整，确保坡面顺直、平滑。

（2）开挖沟槽。分别在坡顶、坡底沿边坡走向开挖一条矩形沟槽，沟宽30cm，深约20cm。坡面顶沟离坡面边缘30cm，用于固定三维网。对较陡的软质岩坡面，可在坡面开挖一定宽度（视坡面情况而定）的平行楔形沟，一般沟深4～6cm，竖向间距20cm。

（3）坡面覆土。根据坡形、坡质、坡度情况，在坡面上均匀覆盖一层种植土，厚度5～7cm，并淋水湿润让其自然沉降至稳定。对开挖楔形沟的坡面，需先在槽内回填改良土，然后再覆盖表层土。

（4）铺设网材。将三维网沿坡面由上至下顺势铺于坡面上，网的顶端埋于坡顶沟内；网与坡面之间要保持平顺结合，尽量使网与坡面贴合紧实，防止悬空；相邻网材搭接处宽度不小于20cm，用直径为6mm、长15～30cm、宽8mm的U型钉进行固定，U型钉的纵横向分布间距为1.5～2.5m，必要时可用直径6m的钢钉或竹钉进行加密固定；最后将上下沟槽回填、夯实。对表层疏松的坡面，可增设适当数量的固定锚杆，用于加强三维网的稳定。

（5）填土播种。三维网铺设完毕后，再次将种植土均匀填充覆盖其内。为保证土能充满网包、不压包，应分层、多次填土并淋水沉降，稳定至网包不外露为止。然后再通过人工播种或机械喷播方式进行建植作业。当坡面以草本植物为主设计时，其种子的使用量为20～25g/m2；当以灌木植物为主设计时，其种子的使用量约为30～40g/m2。

（6）覆盖养护。人工播种或机械喷播施工完成之后，在坡面覆盖无纺布或遮阳网，以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷；定时进行浇水养护，促使种子发芽及快速生长；待植物主叶长出后即揭开覆盖物，此后及时定期进行养护管理。

三维网技术从结构原理上讲并不复杂，但是在工程实施时还有若干应注意的重要事项，主要包括以下方面：

●三维网产品指标必须达到国家的相关标准（GB/T18744—2002土工合成材料塑料三维土工网垫），所使用材质需具有足够的抗拉强度的同时还具有很好的韧性，以使其能与坡面土壤紧密贴附。

●坡面要清理平顺，使三维网与坡面接触密实，避免出现悬空区，否则将造成完工后网垫的塌陷。悬空区塌陷是影响三维网工程质量的重要原因之一，在工程实践中较为常见。

●要重视理顺边坡水系，合理设置坡面排水系统，对于长、大边坡，坡顶、坡脚以及平台均需要设置排水沟，确保雨水不在坡面形成径流。

●种植土的改良、配置要根据坡面土壤质地和肥力状况来确定，关键要保证土层有一定厚度、疏松度和保水、保肥能力。

●配制种植土时使用的土壤筛的筛孔要小于三维网垫的网眼，以保证土能填充到网垫内部；覆土的厚度需大于网垫的厚度，一般以超过2cm为宜。采用机械喷播工艺时，土与植物种子、各种添加材料一定要混合均匀。

5.工程应用及效果

三维网的工程应用见图8－43，工程实施效果见图8－44。

图8－43　三维网工程应用（单位：mm）

图8－44　三维网工程实施效果

二、植生制品

植生制品是指专门用于园林绿化和坡面植被建植的成型化植生产品，因具有良好的特性和建植效果，近年来已在城市园林绿化、水土保持、公路设施景观建设以及坡面植被恢复工程中得到广泛应用。

（一）植生带（植生毯）

1.结构形式

植生带是指利用特制的、可降解的植物纤维（秸秆、麻、椰壳、棕榈）、无纺布或木浆纸等作为载体，通过专用设备和生产工艺，将精选的优质植物种子与一定量的肥料、添加材料等混合并均匀置于其上，经过机械滚压、针刺复合定位、冷粘接等工序，加工而成的一定规格的带状植生产品。根据材质的不同，植生带可分纸质植生带、无纺布植生带、草帘植生带、棉网状植生带和地毯状植生带等。其中，前四种植生带因厚度相对较薄（3～5mm），一般统称为植生带；后一种因厚度相对较厚（5～15mm），一般称之为植生毯。棉网状植生带在坡面植被建植工程中最为常见，有草籽型和无草籽型2种产品，分别为5层结构和3层结构（图8－45）。

图8－45　棉网状植生带结构示意图

对于施工地点相对集中、立地条件基本相似，且能提前设计、定量加工的工程，可以直接采用五层结构的植生带，而对于施工地点相对分散且立地条件差异大、运输保存条件不好的工程，可以在播种后再覆盖三层结构的植生带。

2.功能作用及特点

植生带铺设于坡面土壤之上后，在温度、水分条件适当时，种子便开始发芽，其叶茎穿透纤维层向上发育伸展，其根系穿透纤维层向土壤内扎进，并与带基形成具有三维结构的固土体系，达到坡面植被恢复和防护的目的（图8－46）。

图8－46　植生带内植物生长情况示意图

植生带的主要特点为：

●不同于手工播种及其他工艺，植生带可以形成密度均匀的种子分布，数量精确，便于合理控制植物密度，达到精细播种。

●植生带的多空隙、保墒、保温功能及养分供应，种子发芽率高、出苗整齐、成坪速度快；养护管理粗放，后期植被恢复效果好。

●能够固定表层土壤，增加坡面粗糙度，减少坡面径流量，减缓径流速度，缓解雨水对表土的冲刷，水土流失防治效果显著。

●根据需要可以选择多品种草籽的组合种植，如根系发达的品种与草叶茂盛的品种组合，既可以防治坡面水土流失，又可以提高植被品质和景观效果。

●采用可自然降解的材料作为带基，与地表吸附作用强，同时降解后也成为植物的养分材料，对环境无污染。

●可进行大规模机械化加工，产品来源充足，贮存、运输方便；可根据场地情况进行任意裁剪，施工简单、效率高；受季节影响小，春、夏、秋三季均可施工。

3.适用条件

植生带无论是单独使用还是与其他建植工艺结合使用，均要求坡面的土壤厚度不小于10cm，且对土壤的质地、肥力、硬度等有较高的要求。植生带主要适用于较缓的土质边坡，对于土质较硬的坡面需对表土进行疏松处理。一般情况下，不同材质的植生带适用于不同坡度的坡面：纸质植生带可用于坡度低于15°的边坡；无纺布植生带可用于坡度低于30°的边坡；草帘植生带、棉网状植生带和地毯状植生带可用于坡度低于45°的边坡。此外，降水量小于200mm的干旱地区不宜使用植生带进行建植；因纸质植生带抗雨水侵蚀能力弱，在降水量较多的地区不宜使用。

南方地区一年四季都可以进行植生带施工，但应避开暴雨多发期；北方地区从春季到秋季都可以施工，但应避开阴雨天气，秋季施工时要考虑幼苗的安全过冬措施。

4.施工流程及要点

（1）平整坡面。清除坡面所有石块及杂物，填平较大的坑穴；翻耕边坡，深耕20～25cm，施入有机肥，打碎土块，耧细耙平、压实。若土质不良，则需改良，对粘性较大的土壤，应增施锯末、泥炭等改良其结构。植生带铺设前1～2天，应灌足底水，以利保墒。

（2）开挖沟槽。在坡顶和坡底沿边坡走向开挖一矩形沟槽，沟宽20cm左右，沟深不少于15cm，用于固定铺设的植生带。

（3）铺设固定。植生带由上向下铺设，先将其上边缘预留出不小于40cm的长度置于沟槽内，再用锚钉固定并填土压实，然后顺坡面向下自然平铺、拉直；用20～40cm长的U型钉将其固定在坡面上（土质疏松用长钉），固定间距为150～250cm，要保证植生带紧贴坡面不悬空，植生带的接缝处应重叠不少于20cm并固定牢靠；植生带铺设到坡底时，也将其下边缘置于沟槽内并填土压实。

（4）覆土拍实。在铺设完工的植生带上，将提前准备的细粒土用筛子均匀地覆上并拍实，细土的覆盖厚度为0.3～0.5cm，以砂质壤土为佳，注意所用细土来源应为耕作层以下的生土，以避免带来杂草种子，绝不可使用混有杂草和杂物的土作为覆盖土（对于棉网状植生带或植生毯可不用覆土）。

（5）喷水养护。植生带铺设完后即可进行浇水，最好采用喷灌淋洒方式，以免水柱直冲；第一次水量一定要足够，使植生带完全湿润，出苗后可逐渐减少喷灌次数。

（6）后期养护。成坪后的养护与常规草坪相同，虽然植生带含有一定量的肥料，但为了促进草苗快速生长和成坪质量，必要时可进行两次追肥，第一次在出苗后一月左右，间隔20天再进行第二次追肥；当草苗发生病虫害时，应及时使用杀菌剂、杀虫剂进行防治。

5.工程应用及效果

植生带的工程应用见图8－47，工程实施效果见图8－48。

图8－47　植生带工程应用（单位：mm）

图8－48　植生带工程实施效果

（二）植生袋

1.结构形式

植生袋也称为生态袋、绿生袋，是在植生带基础上开发而来的一种植生产品，它由植生带与聚乙烯网或麻网复合，再将其按一定规格缝制而成。植生袋的一端开口，袋内有较大的空间可以装入土壤、肥料及添加材料等。植生袋的一面与植生带相同，是含有植物种子的夹层，其材料柔软、吸水、易分解，当植生袋被固定在坡面上后，种子在水热条件适宜时会发芽并穿透袋子长出来。植生袋的外层为麻网或聚乙烯编织网，它既可以增加植生袋的整体强度，又不会妨碍其内植物种子的发芽生长。植生袋的规格一般有50cm× 50cm、40cm×60cm、50cm×70cm等规格，装满土壤后其厚度可达20～25cm。植生袋的结构如图8－49所示。

图8－49　植生袋结构图

2.功能作用及特点

土层厚度是影响坡面植被建植质量的重要因素，特别是在高陡岩质坡面上实施时尤为关键。虽然包括机械喷播在内的多种植被建植工艺可以在坡面上建立人工土壤层，但不仅施工复杂、工程造价高，而且在坡面上重建的土壤厚度非常有限，一般也就10多厘米厚。如此之薄的土壤只能满足某些草本植物的生长条件，而对灌、乔木植物的组合种植就显得先天不足、无能为力。植生袋的出现较好地解决了制约石质边坡植物组合建植的瓶颈问题，其内的土壤可以掺入所需肥料、保水剂和土壤改良剂，能够为植物生长提供充足的水肥条件；夹层内的种子可起到种子直播的作用，并且还可以在其内种植灌木或乔木的幼苗；所用材料自然降解时间为2～3年，这样可以保证植物有足够的发芽、生长、成形时期。故植生袋是集客土回填、种子直播、幼苗移栽、水土保持等功能为一体的一种先进的坡面植生产品。植生袋的主要特点为：

●产品采用机械化加工而成，制作简单，袋体大小可根据工程需要进行调整；施工时将装入土壤的袋体码放、堆叠在坡面上即可，施工便捷，不需要专门的机械设备；配套专用的连接部件，可成为生态型挡土墙构筑物。

●具有固土、保墒、调温、保肥和保水多种效应，能够在局部范围内形成促进植物生长的“生态岛”环境条件：其内的土壤及种子可免受风雨侵蚀而不会流失，土壤肥效保存期长、释放缓慢；冬季能够起到土壤保温作用，夏季能够减缓和降低土壤的最高温度；能够长时间保持土壤的含水量，土壤水分的变化较小。

●具有良好的透气、透水性能，土壤质地人工可调、养分含量充足，有利于植物生长；无论是种子直播还是幼苗移栽，其内的植物生长量都比同一立地条件下其他植被建植工艺要高，且植物的根系也非常发达，易形成乔、灌、草植物组合群落。

●袋体的柔韧性高，不易破裂，可以承受较大的挤压、变形而不坍塌，可以对表层欠稳定起到有效的缓冲、拦挡作用，避免了由于基础变形引起的工程防护措施破坏。

●工程适应性很强，码放或堆叠简单、灵活，与坡面接触密实；既可以用于平整的土质、土石、岩质坡面，也可以用来填充石质边坡的无土凹陷地带，或在凹陷处下部用其围堰，堰内填土。

3.适用条件

植生袋比其他建植工艺的适应性要强，不仅可用于种子直播，也可用于幼苗移栽；既可用于点状群落的建植，也可用于面状群落的建植。植生袋可适于包括挖方边坡和填方边坡在内的各类土质边坡、土石边坡和石质边坡的植被建植；其适用的边坡坡度范围较宽，但当边坡坡度大于60°时，通常需要结合坡面工程防护构筑物等固土护坡措施一起使用。此外，也可以在码放植生袋的坡面上实施机械喷播，以满足不同的建植需要。

南方地区一年四季都可以进行植生袋施工，北方地区从春季到秋季都可以施工。但在北方地区秋季施工时，要考虑植物的成活，尤其要在停止生长前积累足够营养，以保证坡面植物安全返青。

4.施工流程及要点

（1）清理坡面。一般不需要进行削坡、平整和回填作业，仅去除坡面浮石、碎石，保证植生袋与坡面能够接触密实即可。

（2）填充土壤。土壤按7份沙壤土、3份有机质或5份黄土、2份河砂、3份泥炭土的配比，另加适量的肥料和添加剂（用量根据土质和植物品种调整），经人工或机械搅拌均匀后填入植生袋。注意填充量要符合设计要求，对土质条件较好的坡面，袋体填充厚度为10～15cm；对无土且岩石风化程度不高的坡面，袋体填充厚度在20～30cm左右。袋体填充后应扎紧封闭，防止搬运和码放过程中出现撒漏。

（3）码放固定。植生袋在坡面上以点状分散码放时，开口处向上，应根据坡面微地形尽量将其置于坡面的凹陷处或岩石破碎及裂隙处，最好采用挖坑或围堰方式进行半埋处理，必要时再用锚杆、网材固定；植生袋在坡面上以面状分布码放时，开口处向坡面，应将其错茬堆叠，并间隔2m在植生袋横向接缝之间插入一排钢制锚杆，以减轻下部植生袋的载荷。对坡度大于45°的边坡，通常需与刚性框架构筑物结合，并用金属平面网压盖，以防止植生袋滑落、坍塌。

（4）覆盖保墒。对以面状分布码放的植生袋，完工后需用无纺布或遮阳网覆盖保墒，并及时进行浇水养护，保持植生袋湿润，以保证植物发芽、生长的水分需求。

植生袋可以根据边坡立地条件和生态防护需要进行植物品种配置，既可进行乔、灌、草植物组合种植，也可移植乔木和灌木幼苗，但应注意以下要点：

●首先分析立地条件，根据坡体的稳定程度以及坡形、坡度、坡质等因素确定植生袋的规格及其堆码方式和高度。

●草本种子一般置于植生袋表面的夹层内，若是无纺布夹层，应选用禾本草种，不宜使用豆科草种，因其难以穿透无纺布夹层；若是棉纤维夹层，可选用禾本科和豆科草种，但不宜使用豆科灌木，因其发芽时叶片较大，不宜穿透棉纤维夹层。袋体厚度较薄时，乔、灌木植物种子可预先与土壤、添加剂等混合；袋体较厚时，可在植生袋固定好后塞入植生袋内，深度以2～3cm为宜。

●向植生袋上移植乔灌木幼苗（阔叶树1～2年生，针叶树3～4年生），应在其码放、固定完毕后进行，操作方式是先将植生袋表层划破，再向土壤中插入幼苗，然后培土压实。注意植生袋不宜移植大苗。

●当边坡坡长、坡度较大时，一定要做好坡面排水处理：从底部开始码放后，横竖向每隔2～3m放置一根直径约4cm的硬质PVC管，其长度能够从基面伸出植生袋外即可（坡面若为砂石基，应将其一端插入基面5cm以上）。

5.工程应用及效果

图8－50是杭州耐特龙（生态护坡）科技有限公司的植生袋产品，其采用“三角内摩擦紧锁结构＋工程连接扣＋植被根系”结构，可将坡面生态防护与水土保持、景观绿化一次完成。其配套的专用连接扣和土工格栅，可把各个植生袋联结在一起，形成非常稳固的三角形内锁结构，该结构通过与加筋格栅之间进行联结，既可对坡面进行植被防护，也可在坡底构成稳定的生态型挡土墙。植生袋的工程应用见图8－51，工程实施效果见图8－52。

图8－50　耐特龙植生袋应用示意图

图8－51　植生袋的工程应用

图8－52　植生袋工程效果

第三节　边坡生态防护工程设计程序及内容

边坡生态防护工程设计是根据边坡立地条件、自然生态环境以及边坡生态恢复目标，提出系统性的工程技术方案的过程，目的是在保证边坡总体稳定的前提下，形成近自然的坡面植物群落，最大限度地实现植被恢复和生态防护，并改善、保护路域生态环境，促进公路建设与生态环境的良性循环。

一、设计原则与依据

（一）设计的原则

1.安全稳定

安全稳定是边坡植被恢复与生态防护工程设计的首要原则。根据对边坡立地条件和现场调查结果，首先必须分析边坡的整体稳定性，发现并有效治理潜在的病害。对于深层失稳的坡体，在无可靠的工程加固措施实施之前，绝不可以进行生态防护工程；对于浅表层欠稳定的坡面，应采用可行的工程措施进行稳定防护；对于自身本来稳定的坡体，应避免由于工程设计、施工不当引发破坏其稳定性。另一方面，也应本着客观、求实的态度，大可不必罔顾生态效应而采取过度的稳定防护设计，完全依赖工程治理措施，进行大规模的硬化处理。总之，应结合边坡立地条件和植被恢复目标，通过植被防护与工程防护措施的有机结合，科学、合理地进行边坡稳定性设计。

2.生态优先

边坡植被恢复与生态防护设计要坚持遵循自然规律、生态优先的原则。工程设计时要因地制宜，采取工程与生态相结合的综合防护方案，以减轻或修复因工程建设项目对生态环境产生的破坏，增强边坡与周边环境的融合性。在保证坡体稳定的前提下，采用生物措施对边坡生态系统进行恢复或重建。植物选择设计应注重因地制宜、适地适树，选择根系发达、固土能力强和抗性强的物种；物种种间配置以生态位、种间关系、生物多样性、群落演替等理论为指导，最大限度地恢复、改善和保护边坡生态环境。

3.景观兼顾

进行植被恢复与生态防护工程设计时，不能满足于单一品种的植物配置，而是以多品种植物组合来取得综合性景观效果。应合理选择边坡植物主景，将乔、灌、草植物合理配置，形成植被立体复合结构；并且利用植物生长覆盖实现对工程结构物的隐蔽、遮盖，使结构物尽量少暴露甚至不暴露，以突出生态植被景观，美化路容。

4.经济适用

在保证道路安全稳定和实现边坡生态恢复的前提下，工程设计还应做到经济适用、性价比高。采用工程与植被相结合的生态防护工程本来就比单一的工程护坡节约成本、经济可行，但若无视立地条件的限制、一味追求视觉效果而生搬硬套国外的一些工程范例，就会使工程造价大幅提高，这不仅与公路建设资源节约、环境友好的政策相悖，而且往往导致工程效果不佳，从而出现事与愿违的结局。故工程设计上要从实际出发，既积极地借鉴国外先进技术，又注重发挥本土化优势，通过工程技术的集成、优化，实现经济、社会、生态效益的协调和统一。

（二）设计的依据

1.科学依据

边坡植被恢复与生态防护工程设计要以有关科学原理和技术要求为指导，设计人员要充分收集相关自然、社会等方面的资料，对缺少数据、信息部分需要补充进行现场勘察。立地条件调查就是一项极其重要的基础工作，通过全面系统的现场踏勘，了解工程所在地的气候、水文、地质、植被、环境等自然条件的现状，并进行详细的综合分析。通过收集气候气象水文资料，了解年均降水量、降水时间分布，平均气温和极端气温；通过植被调查，了解乡土植物品种、植物种间关系以及植物生长状况；通过坡面地质勘察，确定坡面的稳定性。并且通过了解工程建设目的和周边的社会经济等状况，可以确定工程建设目标和投入标准。因工程涵盖多领域的科学技术，包括恢复生态学、景观生态学、水土保持学、土壤学、植物学、岩土工程学、水力学、建筑材料学等学科领域，所以工程设计要以相关科学理论为依据。

2.社会发展需求

随着经济社会的发展，人类的环境保护意识不断增强，生态环境保护与建设已成为社会发展的主题。工程建设与环境保护兼顾是实现社会与经济可持续发展的重大课题，合理利用资源、保护生态环境，是我们必须正视和认真对待的问题。如何保证因道路建设形成的边坡的稳定，并实现边坡植被和生态系统的恢复，是工程设计者必须深思熟虑的问题。

3.经济条件

经济条件是边坡植被恢复与生态防护工程设计的重要依据。经济条件是工程建设的基础，同一地点的工程、甚至相同的设计方案，由于采用不同的技术实施、不同的建筑材料、不同规格的植物，将会产生不同规模的经济投资。设计工作应结合当前社会经济水平、工程投入水平、工程建设标准，创新设计理念和方法，形成适宜投资水平的工程技术方案，取得理想、可行、经济的工程实施效果。

4.规范标准依据

适用边坡植被恢复与生态防护工程设计现行的规范、标准以及相关的其他文件主要包括：

●交通部公路发（2007）358号文《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》；

●交通部《公路建设环境保护设计规范》（JTG　B04—2010）；

●交通部《交通建设项目环境保护管理办法》（2003）；

●公路工程预可报告、工可报告、初步设计文件；

●公路环境影响评价报告书；

●公路水土保持方案报告书；

●国家及交通运输部现行的有关标准、规范及规定等；

●业主单位对工程项目的设计委托书（合同书）。

二、设计程序及内容

（一）基础工作

1.现状调查

（1）边坡现状调查。

1）调查公路主要技术指标，包括路段公路等级、走向、交通量、标高及标高位置、路基宽度等。

2）调查边坡的基本情况，包括类型、高度、坡度、坡质、长度、风化程度、病害及原因等。

3）调查边坡构造物情况，例如坡面排水设施、边沟积水情况、边沟的长度、深度及走向等。

4）调查边坡所处地段情况，包括农田（水田、旱田）分布情况，主要作物种类、自然景观等。

5）调查坡底基础设施情况，包括地下的管线、光缆、电缆埋设分布情况以及地上的相关设施情况。

（2）自然环境状况调查。

1）土壤调查。调查的内容主要有：土壤的类型、结构、质地、厚度；土壤的酸碱性、氮磷钾及有机质含量；土壤的含水量、保水、透水性；土壤的承载力、抗剪切强度、休止角；土壤冻土层深度、冻土期的长短；土壤侵蚀状况。

2）气候情况调查。调查的项目包括：物候期、温度变化、全年降水量及降水分布、季风方向及大小、地冻期、解冻期、极端温度、当地植物发芽与落叶期等；研究各气象因子近10年以上年度和各月份平均值及变化规律，特别注意灾害性气象的发生规律，如极端气温、暴雨、干旱、台风等。

（3）植物种类和生长情况调查。

1）种类调查。调查当地已有的绿化植物、园林植物以及当地的主要植物，包括乔木、灌（花）木、草本植物、攀缘植物；常绿植物、落叶植物；针叶树和阔叶树等。

2）苗源调查。调查植物的种类、数量、质量、来源、运输距离、材料价格等。

3）生态习性和主要功能调查。包括花期、返青期、落叶期、耐阴、耐旱、耐湿、耐盐碱、耐修剪、根系分布等。

4）公路沿线及边坡周边现存树木调查。珍稀古树名木和林地的种类、位置、分布、数量等。

5）同时调查公路沿线及边坡的绿化常用技术及成熟经验。

（4）社会环境状况调查。

1）区域调查。公路经过的主要区域；边坡所处的区域；重要的区域规划；主要的工厂、矿山、农场、水库；周边的建筑物、名胜古迹、疗养区和旅游胜地等。

2）风俗习惯调查。公路沿线及边坡周边居民特殊的生活风俗；绿化喜好和忌讳习惯等。

3）农田调查。旱田、水田、果园、菜地、大棚等分布及种植作物的种类。

4）同时调查当地劳动力资源、工资、机具设备、运输力量等。

2.图纸资料的收集

在进行现状调查、资料收集的同时，还需要求业主提供以下图纸资料：

（1）边坡所处路线地理位置图、路线平纵面缩图。

（2）边坡所处路段公路平面总体方案布置图、公路平面总体设计图、公路典型横断面图。

（3）边坡所处路段平纵面图、工程地质纵断面图。

（4）取土坑（场）平面示意图、弃土堆（场）平面示意图。

（5）路基防护工程设计图及工程数量表。

（6）边坡所处路段沿线水系分布示意图。

（7）临近边坡的管理服务设施（服务区、停车区、收费站、管理养护区）及其管线（水电）布置图。

3.现场踏勘

任何边坡生态防护工程设计项目，无论规模的大小、设计的难易，项目设计人员都必须认真到现场进行实地踏勘。一方面核对、完善相关的资料、图纸，如边坡立地条件、周边现有植被、自然生态状况等。另一方面，由于坡面植被恢复还必须考虑到设计的景观性、艺术性，设计人员需深入现场、身临其境，以便根据周围自然环境条件，加强工程的艺术构思和创意，力求“佳则收之，俗则屏之”。发现可利用、可借用的景物和找出不利或影响景观的设施，在规划、设计过程中分别加以适当处理。对规模较大、情况较复杂的边坡，必要时踏勘工作需进行多次。现场踏勘应尽量有熟悉当地情况及工程建设项目的人员做向导，并尽量多拍摄现场环境的实景照片，以备进行总体设计之用。

4.资料分析

调查只是手段，分析才是目的。在主观评价的基础上，对边坡及其环境的各种因素作出综合性的分析与评价，是边坡生态防护工程设计的必要过程。资料分析在整个设计过程中占有很重要的地位，深入细致地进行分析有助于完善、优化工程各项内容的设计，并且在分析过程中产生的一些设想也会促进资料的深入分析，例如，在植物种类和生长情况调查资料基础上进行的植物选择与匹配分析、生态效益分析；在土壤资料的基础上进行土壤组成分析、侵蚀情况分析；在气象资料的基础上进行日照分析，等等。

5.限制因素分析

在现状调查、现场踏勘及资料收集、分析基础上，还需要进行限制性因子分析，分析筛选出坡面植被恢复和边坡生态防护现存的限制条件因子。根据恢复生态学理论，当一个生态系统被破坏之后，要进行恢复会遇到许多因子的制约，如水分、土壤、温度、光照等，在进行恢复时必须找出该系统的关键因子，即找准切入点，才可能进行恢复工作。明确生态系统的限制因子并加以调控，有利于生态恢复及防护工程的设计，有利于恢复方法和技术手段的确定，有利于缩短生态恢复所需的时间并提高生态防护的功效。

坡面植被恢复是在保证边坡稳定的基础上，实现坡面植物的健康生长，促进边坡生态系统恢复。在工程实践中，坡体稳定、土壤、水分等是常见的限制性因子，分析确认了相关限制性因子后，可有针对性地基于工程、土壤、植物、材料、生态等技术措施，加以克服、突破该因子的限制性，达到通过坡面植被恢复实现边坡生态防护的目标。

二、设计阶段及内容

（一）总体方案设计阶段

本阶段可看作是公路工程预可或工可报告的组成部分，具体应完成以下内容：

（1）需要完成相关设计基础工作，进行现场情况分析和限制性因子确定，编制设计说明；提出工程设计的总体原则、明确设计内容等。

（2）根据微立地条件，划分不同的立地条件类型；针对不同立地类型，选择、推荐对应的技术模式，并进行方案比选，提出推荐方案的技术模式典型设计图。

（3）确定坡面植物选取方向、范围，以及坡面植被恢复与生态防护的预期效果，并绘制效果图。

（4）结合工程措施布局，进行工程投资估算。

（二）初步设计阶段

本阶段与公路工程初步设计阶段相对应，是对总体方案的具体与细化，应在总体方案设计的基础上完成以下内容：

（1）编制总说明书，一般包括：项目概述、设计依据、工程概况、周边环境概况、指导思想与基本原则、所达到的经济效益、社会效益和生态效益等。

（2）根据立地类型划分及选取的对应边坡生态防护型式，进行总体布局设计。

（3）形成平面设计图，并结合绘制侧视图、正视图等。

（4）竖向设计图纸应包括地形设计、土方设计及有关的详图；为了明确表达设计布置，必要时需绘制坡面展开设计图，并对典型的工艺模式进行细部设计。

（5）确定选择的植物品种、规格、数量（列表），以及平面布置；对种植有特殊要求的植物需要专门进行种植工艺设计。

（6）提出植物种植的时间、方法及机械设备的配备，以及后期的养护管理措施和要求。

（7）确定边坡植被恢复和生态防护预期效果，并绘制总体效果图。

（8）统计工程量，进行工程投资概算，一般包括：编制说明、概算汇总表、分项工程概算表等。

（三）施工图阶段

本阶段与公路工程施工图阶段相对应，是对初步设计文件的具体化，使之可具有可操作性、实施性，能作为边坡生态防护工程施工的依据。并应在初步设计的基础上完成植被恢复和生态防护施工图设计文件的编制，具体包括：

（1）在典型设计的基础上，针对每一个工程措施实施点进行微细部优化、调整，使其与立地条件吻合。

（2）编制施工组织设计与施工方案。

（3）根据设计概算、工程定额、现场施工条件、采取的施工方法等，编制施工预算，一般包括：编制说明、预算汇总表、分项工程预算表等。

三、设计要点

（一）工程实施目标的确定

制定科学合理、切实可行的目标是工程实施成功的关键。在项目实施前期，进行现场勘察和资料分析整合，确立不同阶段实施目标，使工程区域能够在短期内形成一定的植被覆盖，随着坡面植物的自然演替，最终形成目标植物群落。

制定目标时要综合考虑边坡的实际立地条件，实施方法与措施真正符合生态恢复和建设的理念，要尊重植物生长周期的客观规律，避免急于求成。对效果和目标的要求应该长、短期相结合，注重考虑后期成效的循序渐进、持续稳定。大量工程案例已表明，急于快速覆盖和注重前期景观效果，大量选用先锋草本植物或人工栽植大规格苗木，最终导致的后果是：植物群落自然生长能力差，以灌木为主的植物群落没有形成；以先锋草种形成的植被出现了退化、消失现象；大规格苗木成活率低、长势差。因此应竭力避免类似情况的发生。

（二）把握立地条件和生长环境

确定目标时必须考虑工程区域的地形、地质、气候等条件，从边坡稳定性、植物可持续性、与周围环境的协调性、施工经济性等角度研究适宜的施工方法。必须注意下列事项。

（1）应考虑防止坡面侵蚀、土层坍塌，并与地域环境相协调，坡面防护工程和植被建植工程尽可能并用。特别是只使用植被建植工程不能确保坡面稳定的地形、地质条件下，必须并用强固的坡面工程防护措施稳定坡面。

（2）急陡坡面容易发生由流水、渗透水、涌水等引发的地表侵蚀和土层坍塌，对于这类坡面，必须首先理顺边坡排水系统，选择能够有效防止侵蚀、防止土层坍塌及危害面扩延的工程治理方案。再有，对周边环境有较高的视觉景观要求的边坡，应努力使边坡防护工程和植被建植工程相协调、和谐。

（3）植物一般在土壤肥沃的地段生长良好，而在硬质土壤、缺乏土壤的岩质坡面等则生长不良，难以实现可持续生长。在此类坡面，应选择能创造和改善生长基础以及能够有效地维护生长基础的工程技术方法。

（三）技术工程方法选择、组合

不同部位坡面的稳定程度、坡长、坡度、质地等因子不尽相同，通过现场调查进行立地类型划分，结合不同植被建植技术的适用范围，因地制宜地选择相应的技术对策，同时由于立地条件的复杂性，常常需要多种技术措施的组合运用，实施坡面综合防护。在项目实施的前期，需要由专业的技术人员对工程现场及其周边区域现状，尤其是土壤情况进行详细的调查，以此作出全面、系统、可行、合理的实施方案，在设计中要因地制宜、不拘一格、多措并举，通过不同技术的组合、集成，综合解决边坡的植被恢复与生态防护。

（四）植物的选择配置

首先对工程区域及其周边的植物品种和群落组成进行调查，根据具体的立地条件和植被恢复目标，选定与周边植物群落组成相近的植物品种与物种组成。具体方法可参见第六章内容。