高架橋垂直綠化存在的問題及解決方案

        近年來，隨著高架道路系統(tǒng)的逐步完善，為進(jìn)一步擴(kuò)展城市綠化空間，美化城市環(huán)境，國內(nèi)各個(gè)城市在推進(jìn)地面綠化建設(shè)的同時(shí)，大力發(fā)展以高架橋垂直綠化為重點(diǎn)的立體綠化建設(shè)，取得了可喜的成績。作為率先嘗試高架綠化掛盆技術(shù)的城市，其綠化創(chuàng)新理念對全國其他各大城市的高架、立交綠化起到了一定的示范作用。這些高架上的綠化主要是以盆栽為主，采用外掛和頂置兩種形式。隨著時(shí)間的推移，在使用過程中，常年的風(fēng)曬雨淋，使這些掛盆在美化道路環(huán)境，形成空中綠鏈的同時(shí)也逐漸顯現(xiàn)出一定的弊端及安全隱患。與此同時(shí)，一些新科技、新技術(shù)、新觀念的涌現(xiàn)，也促使與時(shí)俱進(jìn)的我們重新審視這些服役已久的綠化盆栽，并提出改造提升的新要求、新標(biāo)準(zhǔn)。

 一、高架橋垂直綠化存在的問題 

   1、實(shí)例分析

（左：外掛式花盆  右：頂置式花盆）

        固定容器結(jié)構(gòu)存在的問題（如下圖）分析：
        ①固定容器結(jié)構(gòu)暴露面大，易銹蝕，不美觀；
        ②容器與結(jié)構(gòu)缺少固定件，植物蓬徑變大后遇強(qiáng)風(fēng)，易挪動，有安全隱患；
        ③整體用鋼量大，焊點(diǎn)多；
        ④鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)量大，成本高。

（左：固定容器結(jié)構(gòu) 右：銹蝕）

        植物養(yǎng)護(hù)存在的問題分析：

        ①灑水車人工噴灌很難控制噴灌面，對周圍環(huán)境造成污染（如左下圖）；

        ②由于使用灑水車養(yǎng)護(hù)期間對交通造成影響，所以養(yǎng)護(hù)的時(shí)間和周期受到限制；
        ③養(yǎng)護(hù)需投入大量人力，物力，養(yǎng)護(hù)成本高。

（灑水車）

        排水設(shè)計(jì)存在的問題分析：
        ①灌溉用水通過盆底的排水孔直接流出，易造成橋體和周圍環(huán)境的污染（如右上圖）；
        ②長時(shí)間無蓄存的流水沖刷，造成土壤的滯水、保肥能力大大降低，造成土、肥很快流失。
        據(jù)了解，上海每年都要在高架橋垂直綠化的后期養(yǎng)護(hù)和更新上投入大量人力、物力。并由《上海高架橋垂直綠化整體更新工程》招標(biāo)公告得知，上海市相關(guān)部門僅在2013年就投入2000萬左右為完善高架道路整體景觀面貌，針對上海高架垂直綠化盆體老化、內(nèi)外盆之間用自攻螺絲進(jìn)行固定的連接松動、排水不暢等問題，對高架道路垂直綠化進(jìn)行整體更新。由此可知，高架橋垂直綠化如果前期設(shè)計(jì)的不合理，將會在后期引發(fā)很多問題，其改造同時(shí)增加了很大程度的成本消耗。

  1.2以廣州內(nèi)環(huán)路高架橋垂直綠化整飾工程為例分析
       廣州市內(nèi)環(huán)路高架橋垂直綠化長達(dá)20公里，投資總額約為3500萬元，原本設(shè)計(jì)分為兩個(gè)施工標(biāo)段：內(nèi)環(huán)路高架橋（恒福路—省汽車站段）、中山一路立交系統(tǒng)標(biāo)段。工程內(nèi)容包括：高架橋防撞墻上裝鋼支架、安放花盆、包鋁塑板、綠化噴淋系統(tǒng)等工程。

 

        ①固定容器結(jié)構(gòu)暴露面大，易銹蝕，不美觀；
        ②容器與結(jié)構(gòu)固定件極少，僅兩個(gè)固定點(diǎn)，遇強(qiáng)風(fēng)，易挪動，有安全隱患。         
        據(jù)了解，并由廣州《橋梁綠化及配套設(shè)施升級改造勘察設(shè)計(jì)》招標(biāo)公告得知，2013年廣州對全市100座立交橋和天橋的橋梁綠化及配套設(shè)施進(jìn)行了升級改造。其改造項(xiàng)目總投資為人民幣6338萬元。項(xiàng)目工程建安費(fèi)用限額為人民幣5046萬元,其中，綠化為3510萬元，市政為1536萬元。
        主要包括：一是橋梁綠化升級改造。更換立交橋和天橋部分苗木，進(jìn)行綠化升級改造，綠化面積約15778.04平方米。二是配套設(shè)施升級改造。包括更換破損、漏水花盆約26971個(gè)；對銹蝕的鋼支架進(jìn)行防銹處理，對破損的支架進(jìn)行加固或更換；對排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，將新增排水管接駁點(diǎn)至市政雨水檢查井中將高架橋，立交橋的PVC排水管更換為U型PVC排水槽；對綠化灌溉系統(tǒng)進(jìn)行改造，將噴淋澆灌改造成滴灌；更換鋁塑板；對部分橋梁加裝水表約45組。
          改造工程耗資巨大，改造內(nèi)容很多，這表明之前的高架橋垂直綠化在后期確實(shí)存在很多嚴(yán)重的問題，導(dǎo)致相關(guān)部門不得不投入大量的財(cái)力、人力進(jìn)行解決，而且是周而復(fù)始，沒有從根本上解決問題。
      1.3以福州市高架橋垂直綠化為例分析

      ②固定結(jié)構(gòu)存在銹蝕變形和脫焊問題，造成后期養(yǎng)護(hù)成本加大和安全隱患。

       ③灌溉系統(tǒng)和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理：不能有效和完全達(dá)到目的，如杭州的排水槽，設(shè)計(jì)理想目的是讓滿溢的灌溉水或者雨水通過盆栽底部下的排水槽集中排放，污水因此不會直接流到橋下產(chǎn)生污染，但是橋上的灰塵以及植物落葉等隨機(jī)掉落到排水槽，造成排水槽的堵塞，排水系統(tǒng)失效，同時(shí)污水不能正常的排放。

       ④選擇種植土不科學(xué)，長期造成土壤板結(jié)沒影響了土壤水分吸收而且還使圖層的透氣率，大打折扣，基質(zhì)內(nèi)的養(yǎng)分逐漸流失使得種植土貧瘠，影響植物正常生長。

       ⑤苗木老化，由于存在換盆不易，植物常年在盆中生長，“苗齡”變老，使得分支越來越多，越長越密，加之高空惡劣環(huán)境影響與容器的限制，致使植物生長受阻，出現(xiàn)莖細(xì)徒長、根條密布、下層干枯脫腳、上層過早落葉、植物衰老、花稀少等現(xiàn)象，影響了綠化景觀。

 2、問題總結(jié)

        通過實(shí)地考察調(diào)查研究，總結(jié)目前高架橋垂直綠化存在的問題：
        一、綠化設(shè)施功能性差且易老化的問題。隨著時(shí)間的推移，綠化設(shè)施結(jié)構(gòu)及種植容器以及基質(zhì)等超過使用壽命引起老化，造成高架橋垂直綠化不能繼續(xù)或直接終止；
        二、二次污染問題。高架橋垂直綠化中排水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，造成橋上污水無法通過相應(yīng)排水管道排到污水處理區(qū)，造成橋下道路二次污染；
        三、澆灌問題。傳統(tǒng)的高架橋垂直綠化普遍使用比較麻煩的人工澆灌方式，不僅綠化養(yǎng)護(hù)成難題同時(shí)耗費(fèi)人力財(cái)力且可能會在人工澆灌過程中引起公共區(qū)域不方便；
        四、高架橋垂直綠化植物后期養(yǎng)護(hù)問題。后期養(yǎng)護(hù)會長期花費(fèi)一定的人力財(cái)力；
        五、植物生長存活問題。高架橋特殊的生態(tài)環(huán)境，比如廢氣導(dǎo)致種植土壤PH偏高、鹽漬化程度嚴(yán)重、灰塵、橋表層水泥材質(zhì)引起的起伏溫度、高度氣壓等，導(dǎo)致植物生長存活難；
        六、高架橋垂直綠化景觀問題。部分高架橋垂直綠化設(shè)計(jì)過于雜亂復(fù)雜，與城市整齊美觀以及橋體規(guī)劃和諧相違背；
        七、高架橋橋體外側(cè)承載問題。高架橋外欄的結(jié)構(gòu)決定了其本身承載重量。部分高架橋外欄設(shè)計(jì)并沒有考慮到綠化情況，使得橋體無法安全保證承載重量較大的綠化懸掛設(shè)施。

二、高架橋垂直綠化的解決方案 

  1、更新設(shè)計(jì)方案
        了解事實(shí)及問題后，分析發(fā)現(xiàn)國內(nèi)高架橋頻頻問題出現(xiàn)是因?yàn)槠渚G化設(shè)計(jì)所采用的設(shè)計(jì)方法大多是沿用老辦法，沒有解決問題的關(guān)鍵，需要科學(xué)改進(jìn)與創(chuàng)新。對于此，這里提出一套比較新的且系統(tǒng)性較完整的解決方案供參考。
   1.1設(shè)計(jì)原則
        設(shè)計(jì)原則：遵循安全性、景觀性、功能性、植物四個(gè)原則進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)。
        ①安全性設(shè)計(jì)上，考慮到綠化設(shè)施需自身重量較輕，與高架橋的連接需牢固且便于檢修，淘汰將連接結(jié)構(gòu)過分裸露至空氣中或者存在安全隱患的頂置花盆設(shè)計(jì)；
        ②景觀性設(shè)計(jì)上，考慮到綠化盆與高架橋體顏色結(jié)構(gòu)尺寸等需達(dá)到外觀上和諧統(tǒng)一；
        ③功能性設(shè)計(jì)上，考慮到綠化盆需要具有提供植物生長環(huán)境且節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本的功能，這點(diǎn)上考慮的不僅僅是短暫的植物生長存活及視覺美感更加要重視綠化長期進(jìn)行的持續(xù)性以及生態(tài)作用影響；
        ④植物選擇設(shè)計(jì)上，考慮到高架橋惡劣的生長環(huán)境以及景觀效果，植物需：管理粗放、長勢良好、色彩鮮明，且嚴(yán)格要求植物的耐候性方面良好。
   1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)
        設(shè)計(jì)目標(biāo)盡可能達(dá)到：
        ①安裝形式更安全，更方便；植物生長更健康，品種更豐富；
        ②整個(gè)系統(tǒng)與高架橋建筑外觀更匹配，更精美；
        ③養(yǎng)護(hù)澆灌用水節(jié)約50%左右；
        ④集中排水，大幅度減少對周邊環(huán)境和橋體的污染；
        ⑤盡量收集各種水源，減少水資源的浪費(fèi)；
        ⑥種植盒體使用壽命達(dá)到30年以上，總體減少建造費(fèi)用；
        ⑦明顯減少養(yǎng)護(hù)工作量，降低日常養(yǎng)護(hù)成本；
        ⑧從施工、養(yǎng)護(hù)等方面將高架橋垂直綠化對交通的影響降到最低。
   1.3設(shè)計(jì)方案
        整體主要設(shè)計(jì)方案如下圖所示： 

（安友高架橋垂直綠化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案示意圖）

        系統(tǒng)詳細(xì)介紹
        ①輕質(zhì)蓄水種植容器特點(diǎn)：采用復(fù)合材料，具備重量輕、耐老化、強(qiáng)度高、物理性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。具有蓄水、保溫隔熱、集中一體化排水、雨水收集的功能。造型美觀、環(huán)保、外觀可仿石材、金屬等的效果，外觀顏色有多種選擇。相比現(xiàn)有的塑料容器、玻璃鋼容器具備使用壽命長、承載力的要求小、有很高的水分保存及供給作用，充分的給植物提供適合的生長環(huán)境及保護(hù)植物根系等優(yōu)勢。如圖： 

  

（輕鋼結(jié)構(gòu)）

        ③輕量營養(yǎng)基質(zhì)特點(diǎn)：輕量；保水、保肥、緩釋，提供植物必要生長成分；有機(jī)物及微量元素豐富，肥力持久；不易發(fā)生病蟲害。相比普通培養(yǎng)基質(zhì)，具備輕量、能很好的維系植物長期生長的優(yōu)勢。

  

  

2、方案應(yīng)用實(shí)例
 2.1安徽高架橋垂直綠化
        安徽高架橋垂直綠化工程，于2012年7月完成，工期25天，綠化總長2700米。應(yīng)用沿口綠化系統(tǒng)，容器型號：AYH系列、AHP系列，公共管網(wǎng)供水，全自動灌溉，滴灌形式，輕量混合營養(yǎng)土，植物：云南黃馨。設(shè)計(jì)施工單位：安友科技。

(安徽高架橋垂直綠化)

  2.2昆明高架橋垂直綠化
        昆明高架橋垂直綠化工程，于2013年5月完成，工期30天，綠化總長2820米。應(yīng)用沿口綠化系統(tǒng)，容器型號：AHP系列，儲水車集中灌溉，半自動滴灌，輕量混合營養(yǎng)土，植物：三角梅。設(shè)計(jì)施工單位：安友科技。
        2013年6月，第一屆南亞博覽會在昆明召開，高架橋上盛開的三角梅為南亞博覽會增添了不少色彩。尤其值得一提的是，在2014年初，昆明遭遇了幾十年不遇的極度寒冷天氣，這造成昆明的大量植物死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在同一路段，同一品種的植物因受到這種天氣的影響死亡率達(dá)100%，而種植在安友種植容器里的同類植物存活率達(dá)95%以上，這充分體現(xiàn)了安友種植容器保溫隔熱的功能。這次事件中，安友高架橋垂直綠化系統(tǒng)得到了昆明園林局的肯定以及市領(lǐng)導(dǎo)的好評。

(昆明高架橋垂直綠化)

   2.3武漢高架橋垂直綠化
        武漢高架橋垂直綠化工程，于2008年10月完成，工期30天，綠化總長2700米。應(yīng)用沿口綠化系統(tǒng)，容器型號：AYH系列，公共管網(wǎng)供水，全自動灌溉，滴灌形式，輕量混合營養(yǎng)土，植物：云南黃馨。設(shè)計(jì)單位：安友科技。