摘 要:文章主要介紹經過改良、創新客土噴播技術,初步試驗性應用于河北省露天開采礦區所遺留的“白茬山”治理工程,達到綠化山體,改善生態環境的目的。
關鍵詞:客土噴播;白茬山治理;分析
1 客土噴播的基本概念
客土噴播是利用客土形成團粒化結構,加入纖維在其中起到類似植物根莖的網絡加筋作用,從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕、牢固透氣,與自然土相類似或更優的多孔穩定土壤結構。
2 “白茬山”開采面與高速公路、鐵路邊坡的主要差異
主要差異表現在兩者的坡度、平整程度、巖土體完整性、自穩能力等方面。高速公路、鐵路兩側巖質邊坡,因其穩定性必須滿足高速公路、鐵路邊坡放坡要求,分臺階削坡,邊坡一般較為平緩,坡面平整度規整,坡面連續,一般沒有劇烈轉折點,大規模坑洼不平現象,自穩能力較好。而“白茬山”開采面坡度較為陡峭,甚至部分坡段存在反傾現象,基巖裸露,巖層破碎,裂隙發育,并存在較多微小臺階,自穩能力較差,存在大量浮石。
3 客土噴播技術改良、創新
一方面從提高坡面穩定性,改善坡面存土條件等更有利于客土噴播實施著手。主要具體措施是:通過清理坡面碎石,消除崩落危害風險;清理坡面小臺階,增加坡面存土空間等措施。另一方面從創新客土噴播工藝著手。主要具體措施是:通過掛鐵絲網、掛植生格室等手段,拓展客土存土空間;調整客土中粘合劑、保水劑等的用量,提高客土與坡面的結合度。
4 客土噴播施工工藝
4.1 工序流程
依據“白茬山”開采面各部位的坡度、巖石完整程度、巖石坑穴和小臺階數量等微地貌特征因素,客土噴播分為直接客土噴播、掛網客土噴播、植生格室客土噴播三個亞種,掛網客土噴播、植生格室客土噴播是在直接客土噴播的基礎上增加了掛鐵絲網和植生格室的工序。具體工序流程如下。
直接客土噴播:施工準備(清理浮石、清洗坡面)→客土噴播(依次噴播營養基層、種子層、防沖刷保護層)→植被養生養護。
掛網客土噴播:施工準備(清理浮石、清洗坡面)→掛鐵絲網(錨桿施工、掛鐵絲網片)→客土噴播(依次噴播營養基層、種子層、防沖刷保護層)→植被養生養護。
植生格室客土噴播:施工準備(清理浮石、清洗坡面)→掛植生格室(錨桿施工、掛植生格室)→客土噴播(依次噴播營養基層、種子層、防沖刷保護層)→植被養生養護。
4.2 工序要求
4.2.1 施工準備
主要包括清理坡面浮石和清水清洗坡面兩個基本步驟。
(1)清理浮石:清除作業面雜物及松動巖塊,對坡面轉角處及坡頂的棱角進行修整,使之呈弧形,盡可能將作業面平整。主要目的有兩個,其一為消除危巖掉塊隱患,創造安全施工環境,減少施工意外施工的發生;其二為增加掌子面粗糙程度,以利于客土噴播施工,同時增加作業面綠化效果。對于個別突出的地方應進行修整,保證邊坡的穩定性和掛網、掛格室等工作的可操作性。對于光滑完整巖面,可在作業面上每隔一定高度開橫向槽,以增加作業面的粗糙度,使客土對作業面的附著力加大,避免客土下滑。
(2)清水清洗坡面:客土噴播前用清水沖洗受噴開采面,沖刷掉面上的碎石等雜質,以利于客土能更好的與巖面粘結。
4.2.2 掛鐵絲網
主要分為錨桿施工、掛鍍鋅鐵絲網片兩個基本步驟。
(1)錨桿施工:通過錨桿有效地固定鍍鋅鐵絲網,形成三維存土空間,同時對巖面進行加固作用,防止坡面局部崩塌。安裝雪橇式吊籃施工錨桿鉆孔,錨桿孔眼要求垂直坡面。主、副錨桿均采用直徑14mm螺紋鋼,主錨桿間距3.0m,次錨桿間距1.0m,錨桿交錯排列。在布置錨桿時應根據坡面的具體情況,在預先不能清除危石及節理裂隙較發育處應當加密錨桿的數量,而在坡面平整、巖體穩定處間距要均勻布置。
(2)掛鍍鋅鐵絲網片:網片規格為正四邊形、機編雙扭結單層14號鍍鋅鐵絲網,網目邊長不大于5cm。掛網施工時自上而下放卷鐵絲網進行掛網施工,相鄰兩卷鍍鋅鐵絲網分別用鐵絲綁扎連接固定,兩網交接處要求有20cm的重疊。鐵絲網與坡面應保持距離大于4cm。
4.2.3 掛植生格室
主要分為錨桿施工、掛植生格室兩個基本步驟。
(1)錨桿施工:同“掛鐵絲網錨桿施工”。
(2)掛植生格室:格室為厚度10cm、邊長40cm的強化的HDPE片材料,室間開孔,植物生長于格內,植物根系可通過室間開孔互通形成整體。連接時,將未展開的植生格室組件并齊,對準相應的連接塑件,插入特制圓銷,然后展開。按設計錨桿排列,將展開好的格室固定于錨桿之上。
4.2.4 客土噴播
客土噴播要求分層進行,主要分為噴播營養基層、噴播種子層、噴播防沖刷保護層三個基本步驟。
(1)噴播營養基層:將泥炭土、當地土等混合材料加粘合劑、保水劑、木質纖維和水攪拌均勻,噴播到坡面上。噴播過程中不斷修正噴播角度,盡可能從正面進行,凹凸部分及死角部分要充分注意,確保留存客土飽滿。噴射順序應自上而下,噴射作業應分段分片依次進行,確保無任何漏噴。該階段實施采取分層實施作業,第一次噴播3cm厚,待客土穩定后10-20分鐘再噴播至設計厚度,在巖性破碎、硬坡段噴層厚度可適當增加。營養基層客土厚度為5-7cm。
(2)噴播種子層:根據施工作業面土壤及巖面性質、當地氣候條件、施工季節,并結合各種植物生長特性選擇植物種子,并增加當地類似作業面的鄉土種子,使植被在今后數年內逐漸與自然生態植被融合。將草籽、灌木籽和保水劑、植物纖維、粘合劑加入噴播機料筒,充分混合攪拌后用噴播機管槍噴播植被混合物,厚度1cm。草籽選用黑麥草、高羊茅、紫花苜蓿等,灌木樹種選用胡枝子、沙打旺、紫穗槐等,喬木樹種選用椿樹、刺槐等。草:灌:喬種籽比例為3:5:2。種子用量不小于0.05kg/m2。個別種子噴播前必須進行催芽處理。
(3)噴播防沖刷保護層:厚度為1-2cm,對種子層進行保護,保溫保濕,促進植物的生長,有效防止成型后的作業面被雨水沖刷。
4.2.5 植被養生養護
主要分為前期養護、中后期養護。
(1)前期養護:用高壓噴霧器使養護水成霧狀均勻地濕潤坡面基材混合物,同時控制好噴頭與坡面的距離和移動速度,保證無高壓水流沖擊坡面,以免沖走客土基材混合物及種子。發芽期濕潤深度控制在3-5cm。出芽期每天養護兩次,早晚各一次,持續養護時間應不少于45天。每隔15天采用廣譜消毒劑噴灑殺菌,防治植物病蟲害。養護應避開高溫時段,早晨應在10點以前完成,下午在4點后進行。
(2)中后期養護:中、后期靠自然雨水養護,不過在夏天特別注意,若遇高溫少雨、干旱,每月噴水2-3次,以便保證植物的正常生長。每年開春后應進行噴水1-2次,追施肥1次,以促使植物的返青。
5 結束語
客土噴播以改善植被立地生長條件為突破口,以在巖石邊坡恢復植被為目標,通過模擬自然植物群落,科學配置喬、灌、草比例,綠化了“白茬山”開采面,恢復了礦區生態環境。該方法施工效率高、植被恢復快、生態效果好,極具推廣價值。
參考文獻
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