黃石市巖質邊坡生態修復綜合技術應用探討

周 瓊 ，許建新，秦永宏，羅漢杰，張洪鋼

黃石市巖質邊坡生態修復綜合技術應用探討

周 瓊1，許建新2，秦永宏1，羅漢杰1，張洪鋼1

（1.湖北省黃石市水利水產局，435000，黃石；2.深圳市鐵漢生態環境股份有限公司，518040，深圳）

在對巖質邊坡結構特征和地帶性本土植被實地調查的基礎上，總結了黃石市黃荊山北麓采石場5號塘口巖質邊坡特點、治理難點以及適宜邊坡生態修復的綜合技術，包括工程工藝措施和生物措施等，并進行生態修復效果的跟蹤觀測，從而為全面推廣該項技術提供一個穩定的、科學示范性強的樣板。

巖質邊坡；生態修復；應用技術；黃石市

湖北省黃石市礦產資源豐富，鐵礦、銅礦、金礦等分布集中，蘊藏量大，是一個長期、重要的開采礦產資源老工業城市。巨大的地下財富成就了黃石的光榮和夢想，以礦業為主的工業文明也造就了黃石一度的輝煌，但盲目性、掠奪性的資源開采嚴重破壞了當地自然生態的平衡，自然植被受到破壞，裸露山口隨處可見。據統計，黃石市僅黃荊山北麓就有開山塘口26處，形成裸露山體缺口面積達52 萬余 m2。

進入21世紀以來，環境保護和改善問題成為社會各界關注的焦點，黃石市也開始重視黃荊山脈裸露山體缺口的治理問題。2000年開始，黃石市陸續關停了黃荊山北麓23家小型私營采石場，2006年就全市裸露山體現狀和全國裸露山體缺口整治工作情況作了初步調查，并選定試點，作出初步治理方案。2009年10月 22日，黃石市啟動黃荊山北麓開山塘口治理工作，決定對黃荊山北麓15個開山塘口進行試點治理。

黃石市水利水產局作為其中5號塘口治理的主要責任單位，根據自身多年的考察經驗和已有的初步治理方案，率先啟動“黃荊山北麓采石場5號塘口水土流失綜合治理工程”，于 2010年 7月順利完成施工，并開始定期觀測該工程工藝措施的穩定性和植物生長的適應性。

一、巖質邊坡特點及治理難點

1.巖質邊坡立地條件差

①缺少植物生長所必需的條件。巖質邊坡不具備植被生長所必需的土壤環境，無法直接進行種子撒播或植生帶綠化。另外，巖體保水功能差，含有的活化養分少，植被根系很難從邊坡巖層中吸收足夠的水分及養分供其生長發育。

②坡面自然生態條件惡劣。巖質邊坡無土壤層覆蓋且水分匱乏，在陽光直射下裸露巖石表面溫度過高，即使有風運或動物搬運的種子嵌入巖石縫隙中，也會因溫度過高而難以發芽和生存。

③坡度大。公路、鐵路工程及礦山的巖質邊坡一般設計坡度都在1∶0.75 以上，有的可達 1∶0.3，甚至直立。坡面雨水徑流速度大，在高降雨地區極易形成沖刷侵蝕；坡面自然風化的土壤顆粒及風運帶來的土壤顆粒在坡面很難留存并受水力和重力作用堆積于坡腳，加之降雨又不能滯留在坡面上，致使植被難以生存。

目前，國內外已經將工程措施代入巖質邊坡治理的實踐中，基本能夠起到改善坡面立地條件的作用，但效果因技術而異。

2.植物多樣性與持久性難實現

①植物選種單一。傳統的邊坡綠化中多采用單一草種，即使混播也對草種混播品種及比例缺乏研究，更少考慮花、灌木、喬木種子的加入，致使綠化景觀單一，沒有垂直層次，缺乏景觀多樣性。對于貧瘠的石質邊坡來說，草種為主的邊坡治理更是缺乏持久性。

②養護難。一般的邊坡治理技術或許能解決石質邊坡一時的綠化問題，且需要長期細心呵護，養護成本極高。而大多數石質邊坡地處偏遠，人跡罕至，養護難度大、成本高。如公路、鐵路工程及礦山開采形成的石質邊坡，既對其景觀性無太高的要求，也不可能投入過高的成本對其進行養護。

因此，正確選擇植物和搭配，不僅能實現植物景觀多樣性，而且能實現植物的自然更替，而這也是巖質邊坡治理效果達到持久的最大難點。

二、巖質邊坡生態修復綜合技術的應用

5號塘口為廢棄水泥廠開采坡面，有三級開采平臺，最高邊坡約150m，坡面巖性為灰巖，較堅硬，微—中度風化。整個塘口裸露山體面積約3.2萬m2，其中，主坡面有2萬多m2為70°以上的陡坡，部分地方呈直立狀甚至形成倒角，70°以下較緩坡面面積約1萬m2，且緩坡部分表面風化碎石相對較多。該工程采用的三種石質邊坡綠化技術在國內某些城市已有應用，根據現場施工的實際情況，對技術細節進行了調整。整個工程措施布局原則是因地制宜，根據不同的立地條件采取不同工藝措施：對70°以上的陡坡坡面主要采用飄臺種植槽法綠化技術，對70°以下較緩坡面主要采用掛鐵絲網客土噴播綠化技術，對石壁上有微凹地形或破碎裂隙的發育環境采用燕巢法綠化技術。

1.主要技術措施及特點

（1）掛鐵絲網客土噴播綠化技術

掛鐵絲網客土噴播綠化是在穩定巖質邊坡上掛網、錨桿固定后，采用專業噴射機，將拌和均勻的種植基質噴射到坡面上，植物依靠基質生長發育，形成植物護坡施工技術，具有防護邊坡、恢復植被雙重作用，可取代傳統的噴錨防護、片石護坡等措施。該技術可適用于70°以下的石質邊坡。其主要施工工序為：邊坡表層土床處理→掛網→固定→回填土→噴草灌。工程施工采用的鐵絲網是鍍鋅鐵絲網，并用U形鋼錨釘固定，回填土為營養基質。

（2）飄臺種植槽法綠化技術

飄臺種植槽法是在石壁上人工安裝種植槽，營造一個可存放土壤的空間，在槽內的種植土上種植喬灌木及爬藤植物的一種邊坡綠化工藝。這種技術主要用于石場石壁陡立、坡度在80°以上、壁面光滑、缺乏附著存土的巖質邊坡。其主要施工工序為：搭設腳手架→錨桿加工→坡面鉆孔→安裝錨桿→配筋→制模板→現澆飄臺→配置營養基質→安裝微灌系統→栽苗和種草。

（3）燕巢法綠化技術

燕巢法是利用石壁微凹地形或破碎裂隙發育環境進行人造植生盆(燕巢)，回填種植土，種植植物。其施工技術要點：一是利用微凹地形，在微凹口外側人工開拓平臺，用漿砌塊石或磚砌筑植生盆或現澆板；二是利用破碎裂隙發育環境人工開拓穴坑，在開口處砌筑擋墻，并視燕巢大小及邊坡形態確定平面間距。

2.重要輔助措施

（1）坡面清理

由于該工程石場基質為較堅硬的灰巖，表層有微—中風化，采取工程措施前需要對整個坡面進行清理排險，去掉浮石、碎裂巖、松動巖塊、楔形巖、活動性危巖等，排除各種安全隱患和險情并平整坡面，使工程措施能夠深入堅固巖層，確保坡面施工的安全性。坡面清理工作是整個坡面綠化的基礎工作之一。

（2）滴灌系統安裝

滴灌裝置安裝主要安排在飄臺、燕巢種植槽等覆營養基質后、栽植植物前，以及客土噴播覆膜后，其目的是確保高溫天氣下新栽植的植物能有充足的水分供給。該工程滴灌裝置主管采用φ100PVC管，次管分別采用 φ75、φ40、φ20PVC 管， 在次管 φ20PVC 上打孔進行滴灌。水源就近取用自來水、山泉水和湖水，引至三級平臺的蓄水池后，利用水泵澆灌。

（3）植物養護

該工程植物養護主要分四個階段來實施：一是植物成活期（2010年7—8月），由于工程完工后正趕上黃石最熱的季節，對植物的成活、耐熱、耐旱性能是一個很大的考驗，剛剛栽植的植物正是最脆弱的時候，因此，這個階段需要加強養護，提供充足的水分和養分，確保植物成活（目前該階段已完成，植物成活率達到了80%以上）；二是植物生長適應期（2010年9—11月），這個階段植物自身根系已經長成，有一定的自我生存能力，應適當減少水分、養分的供給，鍛煉植物生存能力（目前，部分實驗邊坡已實現了“斷水”，主要坡面也在逐步拉大水分補給周期）；三是植物嚴寒適應期 （2010年12月—2011年3月），這個階段是黃石最冷的季節，對于新銀合歡等樹種又存在耐寒考驗；四是植物自然生長與補植期（2011年4—8月），這個階段生存下來的植物已經歷了一年中最冷與最熱的時段，且經過不斷拉大的補水周期和最終的“斷水”，已經基本能夠實現水分自給自足，自然生長，這個階段還要做的就是補植，用經過一生長周期已適應本地生長的優勢種類對裸露區域或植物單一區域進行補植。

3.三種邊坡生態修復技術的共性優勢

（1）有效改善了巖質邊坡的立地條件

①提供了植被生長所必需的土壤條件及養分條件。各種工法措施配套使用的基質主要成分為壤土、有機質、緩釋型長效復合肥、保水劑、土壤調節劑、各種有益菌群等，為植物生長提供了必需的土壤和養分條件，植物依靠基質生長發育。

②改善了坡面自然生態條件惡劣狀況。解決了巖質邊坡無土壤層覆蓋的問題，搭配先進的噴灌措施解決植物生長初期水分匱乏問題，坡面自然生態條件已有顯著改善，為植物生長提供了保障。

③創造微凹地形，解決坡度大的問題。在大于60°的陡坡上采用飄臺、燕巢法，即在大而陡的坡面上每隔2～3m人工搭建飄臺種植槽，在具有微凹地形的邊角、縫隙筑燕巢，為土壤附著創造條件。

（2）科學選種與配置實現生物多樣性與持久性

該工程在實施之初就確定了 “因地制宜、適地適樹”的原則，采取喬、灌、草、藤搭配。在種類的選擇上，以適應石壁邊坡、跡地立地條件的植物種類（耐瘠薄、耐旱種類）為主，依據景觀、生態系統學原理，注重垂直層次，力求恢復生態系統的自我修復能力，最終實現植被生態系統的自我更替。

根據以上原則，生物技術人員在黃石周邊石山上進行了為期一周的踏查，最終選定了以石山植物為主的多種本地適生植物，喬木（主要種植于跡地綠化的擋土墻與種植池內）有刺槐、大葉女貞、香樟、塔柏、銀合歡等；灌木有傘房決明、鹽膚木、小葉女貞、冬青衛矛、夾竹桃、黃素馨、金合歡、坡柳等；藤本有五葉地錦、常春藤、扶芳藤、葛藤等；草本有狗牙根、白三葉、金雞菊等。在各種技術措施植物配置中，都以灌木、藤本為主，草本為輔，例如客土噴播措施中，草、灌、藤種子的配比為 2∶2∶1；飄臺、燕巢法中，灌木和藤本植物的栽植比例為2∶3，略撒草籽。

4.飄臺種植槽法的難點與解決辦法

該工程所采用的三種綠化技術中，尤以飄臺種植槽法施工難度最大，在整個工程的施工過程中，建設、施工、監理三方技術人員不斷根據實際情況研究對策，最終確保了工程安全、順利完成。

難點一：高陡坡面作業施工與安全。由于飄臺種植槽法施工主要應用于山體高而陡的坡面，工作作業面問題、施工安全問題貫穿始終。首先，采取搭設腳手架的方法解決了作業面問題。該工程采用的是竹排柵式腳手架，其優點是搭設簡易，更易與坡面保持平行距離，方便坡面施工。其次是多管齊下，嚴抓施工安全：一是由經驗豐富的專業隊伍負責坡面 （特別是最險邊坡）竹排柵的搭設，并選擇硬度和韌性較強的毛竹；二是絕對避免陰雨雪天氣及受其影響的日子高空作業，只在白天施工；三是安全繩、安全網等安全措施必須到位，嚴格要求施工人員必須在系好安全繩的情況下施工；四是安全員、施工員、工程監理全程監控，確保施工安全和質量。

難點二：錨桿安裝與配筋。因巖層遭受斷層、節理切割，支離破碎，風化程度不一，為保證飄板結構整體安全，對鑲嵌錨桿不能采用統一設計深度，經工程技術人員研究，在做好清除坡面風化層的基礎上（清理至弱風化），該工程錨桿錨入深度一般在50～80 cm，配筋長度也因地而異。

難點三：保證飄臺混凝土達到設計標號。由于飄臺為不足10 cm的現澆水泥板，且工作面為高陡坡面，無法實施振搗等加強水泥強度的措施，只能人工拍打。為了使飄臺成品能夠達到設計的C20強度，經技術人員共同研究，將混凝土強度由C20提高至C25，在施工過程中提高了水泥砂配比，并加強了拍打。最終，工程水泥成品通過專業機構檢測，都達到了設計要求。

三、邊坡治理初步成效與展望

該工程施工歷時6個月，施工結束2個月后，客土噴播部分綠化率達到

60%以上，飄臺、燕巢法部分綠化率達到了20%，植物成活率在80%以上。施工4個月后，植被經歷了酷暑的考驗，客土噴播部分綠化率達到90%以上，飄臺、燕巢法部分綠化率達到了40%以上，小喬木、灌木、藤本長勢良好。可以預見，經過1年的養護，5號塘口植被綠化率將更高。同時，經過養護期的鍛煉，植被將不再需要人工供水，基本實現自給自足的自然生長狀態。

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Discussion on app lication of ecology repair com prehensive technology in Huangshi City

Zhou Qiong， Xu Jianxin， Qin Yonghong， Luo Hanjie， Zhang Honggang

On the basis of field investigation of rock slope and the zonal structure of native vegetation， the rock slope characteristics，management difficulties and the appropriate slope of ecological restoration integrated technology， including engineering and biological measures， process measures of the fifth pond mouth of Huangjingshan Mountain in Huangshi City are summarized.The effect of ecological restoration is observed so as to comprehensively promote the technology to provide a stable，strong scientific demonstration model.

rock slope； ecological restoration； application technology； Huangshi City

S157.1

B

1000-1123（2011）02-0036-03

2010-11-22

周瓊（1980—），女，副主任科員。

責任編輯 田靈燕