黄土丘陵沟壑区土地整治工程的生态护坡技术

刘 哲，雷 娜

(1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安 710075； 2.自然资源部 退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安 710075； 3.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710075； 4.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安 710075)

黄土丘陵沟壑区是我国生态建设的重点和难点区域，随着黄河流域生态保护和生态建设的需要，有时需开挖一定量的坡体，坡体的开挖一定程度上会破坏原有的植被覆盖层，导致坡体的稳定性变差，进而出现大量的次生裸地、严重的滑坡崩塌和水土流失等自然灾害，加剧了生态系统的退化。尤其是在黄土丘陵沟壑生态脆弱区，存在植被系统失稳、边坡滑塌、沟道填方沉降、坝系连锁溃坝等生态风险和安全隐患问题，给土地整治工程的实施带来一定阻碍[1]。因此，沟道坡体综合防护与设计成为土地整治工程和生态建设项目实施的重要内容之一，需根据地质、地形、气候、降雨强度、地下水、土质、材料来源及坡体的稳定性等情况进行综合考虑，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的防护措施，既要达到工程安全的标准要求，同时也要达到与周围环境相协调，保持生态环境相对平衡[2]。生态护坡综合了工程力学、生态学、景观学、土壤学以及植物学等众多学科于一体，在黄土丘陵沟壑区沟道等生态脆弱区生态治理中具有重要地位。生态护坡是指对沟道、河道等的边坡或者斜坡进行支撑保护，从而形成由植被或工程组成的一种综合护坡技术。不同的生态护坡类型有各自的优点和缺点，需要在沟道边坡生态治理中选取适宜当地环境和施工环境的生态护坡类型实施整治。沟道等在生态综合整治过程中，加强了植被的生态防护，在管护好植被浅根的加筋、植被深根锚固的基础上，能够降低截留降雨造成的水土流失、滑坡崩塌等自然灾害，在一定程度上控制土壤颗粒的迁移和流失，对于保持边坡土体的结构稳定性和防治土壤侵蚀具有重要作用。概述该地区土地整治工程中提升坡体结构施工稳定性的生态护坡技术，以期为该流域生态环境综合治理工程项目的实施及生态灾害防控计划的开展提供科学的技术支撑。

1 生态灾害阻控

坡体防护技术主要体现在固坡和护坡两方面。固坡主要内容体是在坡体开挖过程中，发现不良或不稳定地质体后，采取锚固、抗滑、组合框架支护等加固方法确保坡体的结构稳定性[3]。护坡的主要内容则是在已经相对稳定的坡体面上，采用喷洒防护剂、砌石片、建造植被等一系列生态防护措施，保护长期裸露的坡面不被雨水浸泡冲刷而破坏。对不稳定的边坡区段进行针对性加固，保持其稳定性非常重要。对于已经破坏或松散的损毁区无法直接加固，需首先采用削坡等工程方法进行清理，对存在危险的滑动面、经分析监测存在潜在滑动面的坡体采用锚杆和锚索等方法进行坡体加固[4]，通过采用挂设防护网、挂网喷浆、增设抗滑桩和挡土墙等措施来固结边坡、防止边坡滑块的下滑等潜在危险[5]。生态护坡的历史悠久，现常用的土壤生物工程在生态边坡防护中扮演重要角色，其主要利用植物对水文、土壤、环境等的调节作用，来保持边坡坡体的稳定，土壤、地表、生物工程综合保持与利用技术是常用的土壤生物工程护坡技术[6]。

生态灾害阻控的另一重要方式是植物护坡。其通过植被根系的力学锚固效应、水文减蚀效应来固土保土、防止水土流失与滑坡崩塌，在满足边坡安全稳定的基础上，同时进行边坡景观的美化与生态环境的改善[7]。按照不同的施工工艺，常用的植物护坡分为人工植草护坡、草毯护坡和液压喷播植草护坡等。在植物护坡的基础上发展的植物工程复合护坡(图1)，在黄土丘陵沟壑生态脆弱区也发挥着重要作用。利用工程措施，构建一个适宜于植物生长的保水保肥的边坡防护系统，修建蓄水池与截水沟，将雨水蓄集，并将多余坡面径流汇入截水沟排出坡体，再利用植物根系加筋锚固和茎叶防冲蚀的作用，从而抑制雨水径流对沟道边坡的侵蚀损毁，减小坡体的滑动压力，增加土体的抗剪强度，从而提高边坡的稳定性和抗侵蚀能力。

图 1 生态袋植草护坡

2 边坡防护

不稳定坡体的防治措施大体可分为三类：一是通过对地下水和地表水治理工程的实践过程以及在施工现场的踏勘调查结果，针对部分由于受地下水流动变化及地表水大量渗透的影响而产生不稳定现象的坡体，采用疏干的方法达到较好的治理效果。二是采取减小土体下滑力和增大抗滑力措施，包括有缓坡清理法与减重压脚法。三是采用增强坡体岩体强度和人工加固露天坡体工程技术，一般采用挡土墙、抗滑桩、金属锚杆、浆砌石(图2)以及压力灌浆、喷射混凝土护坡和注浆防渗加固等方法。

图 2 浆砌石护坡

3 植被防护阻控

将沟道边坡植被生长所需的人工配制的活性土(以泥炭土、腐殖土、黏结剂、保水剂和长效复合肥为材料)与乡土草种混合，在已设置包裹PVC树脂的铁丝网或钢筋网岩坡上，营造沟道边坡坡面植被生长的良好基础[8]。待活性土配制完成后，将其通过转化成干料的形态使用空压机和混凝土喷射泵进行输送；喷射粘稠度大、厚度较大的活性土到坡面。

4 结语

黄土丘陵沟壑区先后通过坝系建设、小流域综合整治、退耕还林还草和治沟造地等一系列重大生态工程建设，生态环境质量得到一定改善。但由于黄土丘陵沟壑区地质条件复杂、地形地貌多变、水土资源分布不均等原因，水土流失、滑坡崩塌等生态灾害的威胁依然存在。在土地整治工程中提高土体结构稳定性，在创新思想的指导下深入探究集成沟道以及坡面治理工程项目中生态安全强化措施及其相关保障技术，对于实现黄土高原生态环境建设与经济社会的协同发展，助力黄土高原乡村振兴与脱贫攻坚具有重要的理论和实践意义。十四五期间亟需结合黄河流域生态保护和高质量发展，开展全域土地综合整治与生态修复、土壤侵蚀与水土保持、土地利用与保护等关键技术的攻关。