高架橋垂直綠化存在的問題及解決方案

        近年來，隨著高架道路系統的逐步完善，為進一步擴展城市綠化空間，美化城市環境，國內各個城市在推進地面綠化建設的同時，大力發展以高架橋垂直綠化為重點的立體綠化建設，取得了可喜的成績。作為率先嘗試高架綠化掛盆技術的城市，其綠化創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。隨著時間的推移，在使用過程中，常年的風曬雨淋，使這些掛盆在美化道路環境，形成空中綠鏈的同時也逐漸顯現出一定的弊端及安全隱患。與此同時，一些新科技、新技術、新觀念的涌現，也促使與時俱進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、新標準。

 一、高架橋垂直綠化存在的問題 

   1、實例分析

（左：外掛式花盆  右：頂置式花盆）

        固定容器結構存在的問題（如下圖）分析：
        ①固定容器結構暴露面大，易銹蝕，不美觀；
        ②容器與結構缺少固定件，植物蓬徑變大后遇強風，易挪動，有安全隱患；
        ③整體用鋼量大，焊點多；
        ④鋼結構維護量大，成本高。

（左：固定容器結構 右：銹蝕）

        植物養護存在的問題分析：

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

        ②由于使用灑水車養護期間對交通造成影響，所以養護的時間和周期受到限制；
        ③養護需投入大量人力，物力，養護成本高。

（灑水車）

        排水設計存在的問題分析：
        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境的污染（如右上圖）；
        ②長時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。
        據了解，上海每年都要在高架橋垂直綠化的后期養護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》招標公告得知，上海市相關部門僅在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、內外盆之間用自攻螺絲進行固定的連接松動、排水不暢等問題，對高架道路垂直綠化進行整體更新。由此可知，高架橋垂直綠化如果前期設計的不合理，將會在后期引發很多問題，其改造同時增加了很大程度的成本消耗。

  1.2以廣州內環路高架橋垂直綠化整飾工程為例分析
       廣州市內環路高架橋垂直綠化長達20公里，投資總額約為3500萬元，原本設計分為兩個施工標段：內環路高架橋（恒福路—省汽車站段）、中山一路立交系統標段。工程內容包括：高架橋防撞墻上裝鋼支架、安放花盆、包鋁塑板、綠化噴淋系統等工程。

 

        ①固定容器結構暴露面大，易銹蝕，不美觀；
        ②容器與結構固定件極少，僅兩個固定點，遇強風，易挪動，有安全隱患。         
        據了解，并由廣州《橋梁綠化及配套設施升級改造勘察設計》招標公告得知，2013年廣州對全市100座立交橋和天橋的橋梁綠化及配套設施進行了升級改造。其改造項目總投資為人民幣6338萬元。項目工程建安費用限額為人民幣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，進行綠化升級改造，綠化面積約15778.04平方米。二是配套設施升級改造。包括更換破損、漏水花盆約26971個；對銹蝕的鋼支架進行防銹處理，對破損的支架進行加固或更換；對排水系統進行改造，將新增排水管接駁點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；對綠化灌溉系統進行改造，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，改造內容很多，這表明之前的高架橋垂直綠化在后期確實存在很多嚴重的問題，導致相關部門不得不投入大量的財力、人力進行解決，而且是周而復始，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固定結構存在銹蝕變形和脫焊問題，造成后期養護成本加大和安全隱患。

       ③灌溉系統和排水系統設計不合理：不能有效和完全達到目的，如杭州的排水槽，設計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生污染，但是橋上的灰塵以及植物落葉等隨機掉落到排水槽，造成排水槽的堵塞，排水系統失效，同時污水不能正常的排放。

       ④選擇種植土不科學，長期造成土壤板結沒影響了土壤水分吸收而且還使圖層的透氣率，大打折扣，基質內的養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，加之高空惡劣環境影響與容器的限制，致使植物生長受阻，出現莖細徒長、根條密布、下層干枯脫腳、上層過早落葉、植物衰老、花稀少等現象，影響了綠化景觀。

 2、問題總結

        通過實地考察調查研究，總結目前高架橋垂直綠化存在的問題：
        一、綠化設施功能性差且易老化的問題。隨著時間的推移，綠化設施結構及種植容器以及基質等超過使用壽命引起老化，造成高架橋垂直綠化不能繼續或直接終止；
        二、二次污染問題。高架橋垂直綠化中排水管道系統設計不合理，造成橋上污水無法通過相應排水管道排到污水處理區，造成橋下道路二次污染；
        三、澆灌問題。傳統的高架橋垂直綠化普遍使用比較麻煩的人工澆灌方式，不僅綠化養護成難題同時耗費人力財力且可能會在人工澆灌過程中引起公共區域不方便；
        四、高架橋垂直綠化植物后期養護問題。后期養護會長期花費一定的人力財力；
        五、植物生長存活問題。高架橋特殊的生態環境，比如廢氣導致種植土壤PH偏高、鹽漬化程度嚴重、灰塵、橋表層水泥材質引起的起伏溫度、高度氣壓等，導致植物生長存活難；
        六、高架橋垂直綠化景觀問題。部分高架橋垂直綠化設計過于雜亂復雜，與城市整齊美觀以及橋體規劃和諧相違背；
        七、高架橋橋體外側承載問題。高架橋外欄的結構決定了其本身承載重量。部分高架橋外欄設計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施。

二、高架橋垂直綠化的解決方案 

  1、更新設計方案
        了解事實及問題后，分析發現國內高架橋頻頻問題出現是因為其綠化設計所采用的設計方法大多是沿用老辦法，沒有解決問題的關鍵，需要科學改進與創新。對于此，這里提出一套比較新的且系統性較完整的解決方案供參考。
   1.1設計原則
        設計原則：遵循安全性、景觀性、功能性、植物四個原則進行科學合理設計。
        ①安全性設計上，考慮到綠化設施需自身重量較輕，與高架橋的連接需牢固且便于檢修，淘汰將連接結構過分裸露至空氣中或者存在安全隱患的頂置花盆設計；
        ②景觀性設計上，考慮到綠化盆與高架橋體顏色結構尺寸等需達到外觀上和諧統一；
        ③功能性設計上，考慮到綠化盆需要具有提供植物生長環境且節約養護成本的功能，這點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行的持續性以及生態作用影響；
        ④植物選擇設計上，考慮到高架橋惡劣的生長環境以及景觀效果，植物需：管理粗放、長勢良好、色彩鮮明，且嚴格要求植物的耐候性方面良好。
   1.2設計目標
        設計目標盡可能達到：
        ①安裝形式更安全，更方便；植物生長更健康，品種更豐富；
        ②整個系統與高架橋建筑外觀更匹配，更精美；
        ③養護澆灌用水節約50%左右；
        ④集中排水，大幅度減少對周邊環境和橋體的污染；
        ⑤盡量收集各種水源，減少水資源的浪費；
        ⑥種植盒體使用壽命達到30年以上，總體減少建造費用；
        ⑦明顯減少養護工作量，降低日常養護成本；
        ⑧從施工、養護等方面將高架橋垂直綠化對交通的影響降到最低。
   1.3設計方案
        整體主要設計方案如下圖所示： 

（安友高架橋垂直綠化系統設計方案示意圖）

        系統詳細介紹
        ①輕質蓄水種植容器特點：采用復合材料，具備重量輕、耐老化、強度高、物理性能穩定等特點。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境及保護植物根系等優勢。如圖： 

  

（輕鋼結構）

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

  

  

2、方案應用實例
 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。應用沿口綠化系統，容器型號：AYH系列、AHP系列，公共管網供水，全自動灌溉，滴灌形式，輕量混合營養土，植物：云南黃馨。設計施工單位：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。應用沿口綠化系統，容器型號：AHP系列，儲水車集中灌溉，半自動滴灌，輕量混合營養土，植物：三角梅。設計施工單位：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。據統計，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100%，而種植在安友種植容器里的同類植物存活率達95%以上，這充分體現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得到了昆明園林局的肯定以及市領導的好評。

(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。應用沿口綠化系統，容器型號：AYH系列，公共管網供水，全自動灌溉，滴灌形式，輕量混合營養土，植物：云南黃馨。設計單位：安友科技。