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1、双长公路生态边坡设计第一节 设计调查1.1当地水文气象调查 大连地处辽东半岛南端,所及经纬度为东经,北纬 。其水文气象情况大致如下。1.1.1地表水大连市地表水主要来源是大气降水，降水量由西南向东北递增。全区为湿润和半湿润地区。1.1.2降水量及其分布据水文站资料，大连地区多年平均降水量720毫米，折合成水量为91亿立方米。分布东部多于西部，北部多于南部，自西南向东北递增。瓦房店、旅顺最少，不足600毫米左右。大连地区自有水文资料记载以来，发生超过百年一遇的24小时暴雨有3次：1971年9月2日发生在庄河县东部永记水库一带千年一遇的24小时暴雨，雨量552毫米；1981年发生在瓦房店市的老帽山
2、一带千年一遇的24小时暴雨，雨量581.5毫米；1971年9月2日发生在庄河县徐岭乡一带的百年一遇的24小时暴雨，雨量338.5毫米。1.1.3蒸发量大连市多年平均蒸发量13001800毫米，由东向西递增。年蒸发量以春季为最大，夏季次之，冬季最小。5月份最大蒸发量为200350毫米，占年蒸发量的15；6月份次之，占13；1月份最小，为3550毫米。由于蒸发的峰值正好出现在少雨的春季，因而形成十春九旱。1.1.4海水入侵大连地区的海水入侵始于60年代末，当时入侵面积仅50平方公里左右。19651977年，海水入侵仅限于甘井子区南关岭和后盐村2个孤立地段。入侵距离6.25公里，面积14.5平方公里
3、，氯离子含量增长24.5倍（1964年以前，裂隙岩溶水中的氯离子含量小于100毫克升）。70年代末期入侵面积达到120.6平方公里。1984年达到高峰，重点入侵地段有9个：南关岭、革镇堡、周水子、营城子、大连市区、大连经济技术开发区、金州、大魏家、大莲泡。最大入侵距离8.6公里，入侵面积223平方公里，比1981年增加44.92平方公里。地下水位标高在海平面以下420米，氯离子平均含量722毫克升，比1981年增加282毫克/升。1.1.5风向每年10月至来年3月多北及西北风，4至8月多南及东南风，9月为换风季节，北及西北风与偏南风交替。冬季风力较强，多阵性大风，有时6级以上强风常持续3天。冬
4、季每月大风日数约为10天，风力一般68级，有时达910级。夏季风力较弱，大风日数每月45天，风力一般只有6级；雷阵雨前后短期阵风有时可达810级；有气旋过境或台风袭击，南及东南风可达78级。1972年7月3日台风到达渤海湾时，该港曾出现东北、东及东南大风，平均最大风力达10级。大连地处北温带，三面环海，同时受季风影响，属于暖温带大陆性季风气候，同时具有海洋性气候特征。夏季盛行东南风，有一定的海洋性特征，冬季盛行干冷的偏北风。图1为大连风向风速玫瑰图，反应出拟建工程处的风向多东南风和偏北风。 图1 风向风速玫瑰图 图2 项目地理位置1.1.6温度大陆性较显著,年日照时数为 2500-2800小时
5、，年平均气温10.4，八月气温最高，多年平均气温 24，历史最高温达38.1，一月份气温最低，多年平均气温-4.8,最低温为-21.1,无霜期 170-190 天。 1.2当地土壤特性调查中风化片麻岩主要由石英、长石和暗色片柱状矿物粗粒变晶组成片麻状构造的变质岩。为区域动力变质作用形成的高级变质岩；其原岩主要是富黏土质矿物的沉积岩，或酸性、中性、基性火山岩和火山凝灰岩。根据矿物成分不同可划分为富铝片麻岩、黑云母片麻岩、角闪石片麻岩、斜长片麻岩等变种。它构成大陆的古老结晶基底，其成分和结构构造是研究地壳演化历史的重要依据。其结构致密坚固，是良好的建筑石材。1.3当地植物群落类型及植物种类调查K0
6、+000-k3+740范围内经济林，种有樱树，桃树，及菜地。K3+740-k5+327范围内种有大片的经济林和菜地。该地区环境适合植物生长，能为植物护坡提供可能性。第二节 植物护坡的可行性分析2.1中风化片麻岩边坡、粉土边坡、耕植土边坡防护的必要性大连日照时间较长，辐射热量大，夏季气温较高，雨量多，雨热同季，这些因素对促进岩石的化学风化和物理风化作用方面提供了优越的条件。片麻岩为多种矿物组成，主要矿物有石英、长石和暗色片柱状矿物粗粒，结晶粒粗，节理发育，受温度变化影响，由于矿物膨胀系数不一，易于发生晶粒相对错动和碎裂，物理风化强烈；而在湿热的气候条件下，化学风化异常强烈。风化物一般较粗，土体粘
7、结力较弱，因此它的抗冲蚀力差，极易遭受径流冲刷形成沟或出现坍塌。由于受到海水的侵蚀，欲建公路处的粉土理化性质表现为：首先，土壤中生物化学作用相对减弱，成土时间短，故土壤剖面发育分化不明显；其次，土壤风化淋溶系数高，土壤发育度低；另外，还具有成土风化壳的类型多样，土壤有机质积累明显，土壤以物理风化为主、冻融作用显著等特点。盐碱性强，保水性差，贫瘠，一般植物难以在该土壤上生长，土体强度低，因此边坡稳定性差。对于耕植土，适于植物生长，但强度低，稳定性较差。鉴于此种情况，为保证公路以后的运营安全，线路通过片麻岩区、粉土区和耕植土区时路堑边坡和路堤边坡需要做防护处理。2.2适宜中风化片麻岩边坡、粉土边坡
8、、耕植土边坡植被防护的植物类型及生长特性2.2.1中风化片麻岩边坡适宜片麻岩边坡防护的植物类型可从乔、灌、草三方面考虑。乔木采用当地的桃树和樱树，用于边坡防护可列植于坡顶，以减弱边坡上方来水对坡面的冲刷。灌木采用灌木柳，列植于平台及坡脚。片麻岩边坡防护的主要植物采用草种。草种主要为野生岩生植物丛毛羊胡子草和金发草。两种岩生护坡植物的生物学特性表现如下：形态特征：金发草为禾本科金发草属的多年生草本。高20一60cm,具多节,节上具毛,中部以上常分枝;叶片线形,扁平或内卷;具被鳞片坚硬的根头,干时植株带紫色;秆较粗而坚硬,基部有被毛的鳞片;总状花序。丛毛羊胡子草为莎草科丛毛羊胡子属的多年生草本。叶
9、基生,叶片条形,叶缘内卷,具细齿,向顶端渐侠成刚毛状,长于花序;秆毛丛生,高约14-80cm直径1-2mm;根状茎粗短。 生态习性：两种岩生植物对岩石的岩性、坡度适应很广泛。大量野外调查发现,两种岩生植物均生长在低山岩壁缝隙、路边、向阳或半向阳山坡。依据中国植被,金发草主要分布在亚热带区,而丛毛羊胡子草除分布在亚热带区外,还分布在青藏高原高寒地区、温带草原区。在我国,金发草和丛毛羊胡子草主要分布在四川、重庆、云南、广东、浙江、广西、湖北等地。播种量及效果：这两种岩生植物的合理播种量:金发草丛毛羊胡子草植物垂直根系与周边岩石体的穿插作用把植物与岩石融合成了“植被-土壤-岩石”综合体系。生长着植被
10、的边坡相对裸露边坡,具有较明显的防止水土流失的作用。 图3 金花草 图4 丛毛羊胡子草2.2.2粉土边坡由于该粉土区盐碱化较严重，同时土体稳定性较差，主要采用抗盐碱、抗贫瘠、根系发达的植物群落：梭梭柴群落。组成为：梭梭柴、琵琶柴、肉从蓉、西伯利亚白刺、少量一年生的猪毛菜和个别怪柳的植株。形态特征及生态习性：梭梭柴是一种小乔木，高1-9米，树杆地径可达50厘米。树皮灰白色，老枝灰褐色或淡黄褐色，通常具环状裂隙；当年枝细长，斜升或弯垂，节间长4-12毫米，直径约1.5毫米。叶鳞片状，宽三角形，先端钝，腋间具棉毛。花着生于二年生枝条的侧生短枝上；小苞片舟状，花期5-7月。生于沙丘上、盐碱土荒漠、河边
11、沙地等处。分布于中亚和苏联西伯利亚。在沙漠地区常形成大面积纯林，有固定沙丘作用。图5 梭梭柴群落2.2.3耕植土边坡耕植土适于种植植物，但边坡稳定性得不到保证，因此为解决这一问题，采用在路堤和路堑边坡的土壤中添加适量的EN-1土壤固化剂。同时，耕植土边坡防护的植物则采用混播设计。阴坡面草本植物采用草地早熟乔和黑麦草，灌木采用紫穗槐；阳坡面草本植物采用紫花苜蓿和黑麦草，灌木采用小叶女贞。草地早熟乔的生物特性有：形态特征：多年生根茎，疏丛型禾草，由根茎将许多疏丛型禾草连接在一起形成稠密的网状结构。高50-70cm，须根数量极多，分枝纵横，密集，可斜生出地表成丛。生态习性：草地早熟乔适应性较强，喜光
12、耐阴，喜温暖湿润，适宜在气候冷凉、湿度较大的地区生长，又具有很强的耐寒能力，在我国北方 的寒冷地区均能安全越冬。抗旱性和耐炎热性较差。春秋生长繁茂。根茎繁殖能力强，再生性好。草地早熟乔绿期较长，在北京绿色期270天左右，3月中旬返青，12月上旬枯黄。多年生黑麦草的生物特性表现在：原产西南欧、北非和西南亚的温带。在我国主要分布于华东、华中和西南等地，以长江流域的高山地区生长最好。多年生黑麦草是禾本科早熟禾亚科黑麦草属多年生疏丛型草本植物。根茎短，茎直立；一般为丛生。多年生黑麦草喜温暖湿润气候。抗寒、抗霜而不耐高温，耐湿而不耐干旱。遇35以上的高温生长受阻，甚至枯死，遇-15以下低温越冬不稳，或不
13、能越冬。要求夏季凉爽、冬无严寒。在年降水量5001500毫米的地方都可种植，最宜9001000毫米的降水条件。其生长发育的最适温度为2025，在10时亦能较好生长。性喜肥，适宜在肥沃，湿润，排水良好的壤土或粘土上种植，亦可在微酸性土壤上生长，适宜的ph值为67。但不宜在沙土或湿地上种植。多年生黑麦草是短寿上繁牧草，一般可利用46年，但条件适宜时，也可多年不衰。生长发育迅速，生育期100110天，全年生长天数250天左右，再生性好。常与其它草种混播。 根据资料紫穗槐的生物特性如下：形态特征：豆科紫穗槐属落叶灌木。丛生状，株高1.5-4m。生态习性：喜光喜湿，耐干旱，耐瘠薄，耐碱性土，耐寒也耐荫。
14、紫花苜蓿的形态特征为多年生草本，豆科，高30-100cm。主根粗大，入土很深，根冠膨大，其上密生幼芽，分枝能力强。生态习性为喜温暖半干旱气候，耐寒力强。由于根系入土深，能充分吸收土壤深层水分，故抗旱力很强。对土壤要求不严格，沙土、粘土均可生长。喜光不耐荫。小叶女贞：常绿灌木，8-9月开花。性强健耐寒，萌蘖性强，抗有害气体能力强。 图6 黑麦草 图7 紫花苜蓿 图8 紫穗槐 图9小叶女贞第三节 植被护坡方案设计3.1中风化片麻岩边坡植被防护需要解决的几个关键问题根据中风化片麻岩的理化性质，需要解决的关键问题有：3.1.1风华岩形成的土壤的土质改良该土壤所含的有机质、氮、磷比较低，属养分贫瘠型土壤
15、，且随着深度的增加，养分更为贫瘠。可通过添加适量的酸度调节剂、结构改良剂和施加复合肥达到较为理想的绿化用土壤。3.1.2中风化片麻岩表层稳定的工程技术岩石表层稳定应解决以下两个难点：其一，坡面风化严重，尤其是残积土，呈松散状，客土在坡面难以稳定；其二，坡面受雨水冲刷会出现严重沟蚀和局部坍塌现象。解决好岩石表层的稳定，才能在坡面形成植物生长所需的稳定环境，避免出现冲刷甚至坍塌现象。3.2不同路段边坡的植物防护方法3.2.1公路入口边坡沿道路前进方向，K0+000至第一个缓圆点，长约95m。这一路段采用路堤边坡形式。植物防护采用喷播植草技术。先平整坡面施加复合肥覆盖改良土并湿润喷播植草铺无纺布养护。先将坡面整平，按相关标准做成一定的坡度，然后在坡面上按一定间距打入一定长度的木桩，在坡面上形成木桩群，接着覆盖改良土，作为植草用土。其中，种植的草为白三叶，字符图案区域应该在边坡中预留至少20cm厚
