平生态护坡技术简介(2012版)m1(压缩)

坡改平生态护坡技术简介（技术发明人：侯旭峰教授级高级工程师）北京市水科学技术研究院2012.12发明、技术支撑单位：北京市水利科学研究所 联系人：侯旭峰合作生产单位：北京金阳新建材有限公司联系人：丁世彪一、技术研发情况1、技术背景坡改平生态护坡技术是北京市水利科学研究所水土保持研究团队研发的一项旨在克服目前高速公路、河道等边坡防护工程中广泛采用的六角空心护坡砖存在的砖内土壤流失２０％至８０％的严重土壤流失问题（见下图）的新型生态护坡技术。

具有保土、蓄水突出的效果，可以有效保护护坡植物赖以生长的土壤， 促进护坡植物健康成长，确保植物护坡效果长效稳定。

2、技术原理该技术通过特殊的“坡改平”结构把坡面分解为若干个小的水平面，以“小平面”土体的稳定，达到整个坡面土壤稳定，从而解决坡面土壤流失问题（见下图）。

3、应用领域坡改平生态护坡技术适用于1:1～1:3的土质边坡防护（建议最好应用于1:1.5以下的边坡），可广泛应用于公路、铁路、河道边坡防护、矿区恢复以及公园景观建设等领域。

4、适用植物护坡植物可选择北京当地适生灌、草品种，如地锦、沙地柏、马蔺、金针花、野牛草等。

56、示范推广2009年8月起，该技术已在河道治理、公路、铁路边坡防护、生态清洁小流域建设等工程中得到示范、推广应用，显现出突出的水土保持效果和环境友好特性。

二、设计与施工要点1、设计要点：（1）目前坡改平生态护坡砌块是针对坡比为1:1.5的坡面而开发的，适用于1:1.5～1:2的边坡坡面；（2）单位指标：抗压强度Mu10Pa ，单块重量约15kg ，坡面每平方米用量8块，每平方米回填种植土约0.076m 3（即，1 m 3种植土可回填13.2 m 2)；（3）根据边坡所属工程类型（河道护坡、公路路基边坡等），边坡整体稳定计算应参照水利水电、公路、建筑等相关行业技术规范执行；（4）当坡长过大时，应根据相关规范要求削坡开级； （5）应对所护坡面上游（如公路路面等）来水设置排导措施；（6）坡面排水沟（槽）、步道路沿石的上沿应不低于砌块铺砌后形成的斜面；（7）在坡面植物景观配置方面，不同高度、色彩植物可以配置出条带形、波浪形、菱形等平面或立面图案。

（8）锥坡处如转弯半径过小（<10m），不建议使用本技术（产品）。

（9）涉及水下部分的应设置反滤层（如土工布等）。

（10）涉及冬季冻涨和冻融问题的工程，应采用使用防冻工艺的砌块。

（11）断面及平面设计见下图：2、施工要点：在完成坡面整理并确保坡面满足设计要求（如边坡稳定、坡度、密实度等）的前提下：（1）先完成趾墙、排水沟(槽)、步道，再开始铺装护坡砌块。

铺装时应从下部趾墙开始，本着“自下而上，从一端向另一端”或按“自下而上、从中部向两端”的顺序铺装，千万不可从两端向中部铺装，否则会在中部产生一个无法结合的分缝；块与块尽可能挤紧，做到横、竖和斜线对齐；（2）趾墙、排水沟(槽)、步道等位置的土方应密实，以防局部沉降；（3）锥坡或弯道施工应当随坡就势，砌块要铺砌紧密，并注意对转角后产生的下部不规则空档加固，以免产生滑塌和局部沉降；（4）在可能产生冲淘的部位（如道路排水管口或过水部分）应在砌块下铺土工布反滤；（5）砌块铺装完成后进行种植土的回填，以保证种植结束后砌块内土壤表面至距上沿2cm即可，以确保植物栽植后砖内有足够的空间拦蓄上游来水和土壤，切不可将土填满砌块甚至高于砌块上沿（注：这一点对于防治土壤流失，提高护坡植物成活率和本技术整体效果非常重要）；3、植物配置（1）植物选择应选择耐干旱、耐瘠薄、反青早、绿期长的适全本地生长的品种；在植物选择时，应注意选择春季返青早的植物品种以利于坡面尽早复绿；（2）草本植物应选择生长高度在20cm以上的品种），（3）禾本科植物栽植时，每块砌块中应栽植3簇以上；其他植物的选择应当根据植物冠幅、年生长量等因素设置栽植密度；（4）所选择的护坡植物应当确保苗壮、根系发达。

如：地锦应选择1年生苗，地径应不小于1cm，栽植密度参见右图。

其他植物可根据植物冠幅适当调整。

（5）护坡植物配置主要根据坡面绿化标准确定，既可以采用景观（观叶、观花）植物进行高标准绿化（如下图）也可以不进行人工绿化而由天然野草自然恢复绿化，（一般两年植被覆盖度可达90以上）。

（6）推荐护坡植物①精细化管理景观绿化工程：金叶女贞、紫叶小檗、小叶黄杨、金针花、连翘、迎春、野牛草、五叶地锦、马蔺、沙地柏、地被菊花等；②高速公路、野外河道等粗放式管理绿化工程：野草自然恢复，野牛草、五叶地锦、马蔺、沙地柏、沙打旺等；4、后期管护要点：（1）无特殊要求时，不必拔除野草（尤其是对景观要求不高的野外河道、公路等工程）；（2）灌溉时，可采用雾状喷灌，喷水速度不要太快，不可用大水流直冲砌块内土壤。

（3）每次浇水以砌块上部2cm空间内水满（湿润土表10至15厘米）为宜。

三、工程案例北京怀柔宝山寺碾子河道治理工程施工前（2009.8）施工后一个月（2009.10 人工播草绿化）施工后1年（2010.8 天然植被演替）施工后2年（2011.8天然植被演替）北京市朝阳区小厂沟河道治理工程施工前（2010.7）施工后1个月（2010.7 自然植被生长）施工后1个月（2010.7天然植被恢复）施工后4个月（2010.10 天然植被覆盖度近100%）北京市朝阳区常营中心沟河道治理工程施工完成（2010.8）施工后2个月（2010.10）人工绿化施工完成（2010.8）施工后2个月（2010.10）人工绿化人工绿化1年后（2011.8 ）人工绿化1年后（2011.8 ）施工完成（2010.6 天然植被恢复）施工后4个月（2010.10天然植被）施工后4个月（2010.10天然植被覆盖度近90% ）施工1年后（2011.6 天然植被幼苗期施工1年后进行人工绿化（2011.6.11 地锦）人工绿化（2011.6.25 地锦）北京市阜石路西延（西六环立交桥区）护坡北京市阜石路西延（西六环立交桥区）护坡（续）大广高速公路求贤收费站立交桥区北京市凉水河莲花河护坡示范工程四、效果监测人工绿化2个月后（2011.8.24 地锦）人工绿化2个月后（2011.8.24 地锦）施工完成（2010.11 马蔺+沙地柏+景天） 施工次年（2011.8 人工绿化 未清野草）施工次年（2011.8 人工绿化（马蔺）拔野草后）施工次年（2011.8 人工绿化 景天）施工完成（2010.8 新旧对比工程）施工次年（2011.8 人工植被绿化老式六角空心护坡砖施工次年2011.8 人工植被绿化）坡改平生态护坡施工次年（2011.8 人工植被绿化））同期建设工程对比结皮发育情况显示暴雨过程中未发生土壤流失雨水滞蓄和对枯枝落叶利用能力大大提高特别适合野外粗放式管理的工程上应用五、坡改平生态护坡技术经受住“7、21”超标准暴雨中的考验2012年7月21日，北京市遭遇到特大暴雨袭击，降雨总量之多历史罕见,平均降雨量170mm,老式六角空心护坡砖土壤流失情况 （2011年6月25日 京开高速）老式六角空心护坡砖土壤流失情况 （2011年6月25日 京开高速）坡改平护坡砖内土壤未发生流失 （2011年6月25日 京开高速）坡改平护坡砖内土壤未发生流失 （2011年6月25日 京开高速 ）第1 年 生物结皮初步形成，有利于改良土壤、蓄水保墒。

暴雨后，结皮发育情况显示降雨过程中未发生土壤流失拦蓄降雨，蓄水保墒，节约灌溉用水（新建工程）保留枯枝落叶，有利于土壤改良，特别适合野草生长，可降低公路、河道等绿化成本城区平均215mm；强降雨历时之长历史罕见，持续近16个小时；局部雨强之大历史罕见，最大的房山区河北镇为460mm,接近500年一遇。

为了对近年来在北京推广应用的“坡改平生态护坡技术”在本次特大暴雨中的“表现”及时进行摸底，今天上午，我们对北京市阜石路接西六环立交桥以及京开高速公路求贤收费站立交桥区、凉水河莲花河段、小厂沟、常营沟等工程的坡改平生态护坡工程进行了雨后的调查。

调查显示，工程经受住了北京特大暴雨的考验，只有求贤收入费站区有一处因急流槽施工质量问题出现局部损毁，其它工程完好如初，通过现场痕迹和护坡砌块中的地表结皮显示，坡改平护坡工程未发生土壤流失量，并保持清水下坡。

护坡植物五叶地锦1年（2011年5月栽植当年扦插苗）的生长量明显大于西六环老式六角空心护坡砖3年的生长量（2009年栽植），这是由于“坡改平生态护坡”砌块蓄水、保土效果显著好于老式六角空心护坡砖，能够为护坡植物良好的土、肥、水的条件。

以下是现场照片：1、西六环工程完好率达到99％。

该工程所在区域“7.21”暴雨时降雨量约为316mm，经雨后检查，工程完好无损，护坡植物长势非常好，抽样调查，地锦最长单株长度达到7米长。

人工绿化2个月后（2011年7月21日）人工绿化12个月后（2012年7月24日）2、结皮发育状况反映保土效果显著坡面砌块中的生物结皮显示，在降雨过程中砌块内土壤未发生扰动，并说明降雨期间，坡面径流顺坡逐级消能，未对坡面产生冲淘，实现了清水下坡----保土、蓄水、净水效益显著（见下图）。

3、护坡植物配置多样，造型丰富莲花河段、京开高速公路求贤收费站，坡改平护坡技术形成的条带状绿化造型（沙地柏+景天+马蔺条带）效果初现(7.21日降雨量约185mm)。

4、老式六角空心护坡砖在7.21暴雨中的表现与坡改平生态护坡技术相比，老式六角空心护坡砖护坡工程则没有经得起考验，尤其是近年完工的一些项目，如西六环（2009年完工）仅仅是阜石路到京原路段，就发生了10多起破坏.而京开高速公路求贤收费站立交桥区与坡改平护坡同期施工的老式六角空心护坡砖护坡工程也发生了坡面滑塌破坏。

原因分析：（1）路基边坡在铺砖时的回填土（非碾压部分），一遇降雨，达到饱和时，形成滑动层，在重力作用下产生滑塌；（2)单一草类护坡，植物根系浅，未能产生足够的固土作用（这种现象在新建工程中易发生）；（3）老式六角空心护坡砖存在顺坡向下的积累压力，如护坡砖本身质量不过关（甚至伪劣），通过局部破坏，使整个坡面失稳。

（4）老式六角空心护砖由于本身的缺陷，在降雨发生时，坡面雨水顺坡而下，冲走砖内的土壤，冲坏了砖的基础，从局部到坡面整体发生滑塌。

结论：坡改平护坡砌块却能通过“坡改平”的特殊结构和组合方式，实现逐级消能，减轻雨水对坡面下层的冲刷和破坏，并能拦蓄雨水、保护土壤不被冲走，为护坡植物提供生长条件；与老式六角空心护坡技术相比，每1平方公里（折合）的面积，可减少土壤流失1.5万吨至6万吨；每年可多拦蓄天然降水 3倍以上，节约后期灌溉等管护投入；特别适合粗放式管理的野外护坡工程，是一项生态友好型的生态护坡新技术，符合生态文明社会建设的基本要求，值得推广。