高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用

朱文景

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三0三大隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙410119）

早在2005年8月15日，在浙江湖州安吉縣余村，習(xí)近平同志就提出了“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)思想，現(xiàn)已成為習(xí)近平生態(tài)文明思想的核心內(nèi)容，寫(xiě)入黨的十九大報(bào)告和新修訂的黨章。在“兩山理論”理論實(shí)踐的大背景下，政府面臨許多歷史遺留的廢棄礦山急需治理恢復(fù)，而傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害防治措施已不能滿足生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，需要通過(guò)栽種灌木、藤本等植物來(lái)和環(huán)境協(xié)調(diào)，這就需要解決如何在陡峭的巖質(zhì)邊坡上固定植物的生長(zhǎng)土壤。下面通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例來(lái)探討高陡巖質(zhì)邊坡厚層基材噴播植生技術(shù)。

1 工程概況

龜坡廢棄礦山邊坡生態(tài)恢復(fù)工程位于長(zhǎng)沙市雨花區(qū)跳馬村，緊鄰洞株公路西側(cè)，地處長(zhǎng)株潭生態(tài)綠心核心保護(hù)區(qū)，礦山周?chē)脖桓采w率高，自然植被群落豐富。

該廢棄礦山開(kāi)采始于上世紀(jì)80年代末，現(xiàn)已停產(chǎn)關(guān)閉多年，邊坡垂直高差達(dá)70米，邊坡面積約29096㎡，礦山邊坡地層為砂巖，呈強(qiáng)風(fēng)化～中風(fēng)化狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，共有3級(jí)坡，上部2級(jí)坡傾角大，大部分地段大于73°（坡比1：0.3），下部1級(jí)坡傾角在65°～70°，部分地段傾角大于73°（坡比1：0.3）。礦山邊坡裸露地層為巖石，傾角大，坡面少土或無(wú)土，少水，少養(yǎng)份，植物生長(zhǎng)環(huán)境惡劣，生態(tài)恢復(fù)難度大，常規(guī)的邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)難以在坡面上建造出可持續(xù)的植被系統(tǒng)。2018年9月15日，我公司受當(dāng)?shù)卣?，承?dān)了該項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工一體化工作。

2 設(shè)計(jì)施工方案

邊坡生態(tài)恢復(fù)采用“清坡+改良型厚層基材噴播植生+藤本植物系統(tǒng)”復(fù)合技術(shù)。

清坡：清除坡面危巖、松動(dòng)塊石等，消除坡面表層地質(zhì)災(zāi)害。

改良型厚層基材噴播植生：首先在坡面上通過(guò)錨桿、剛性結(jié)構(gòu)網(wǎng)、生態(tài)棒等來(lái)將基質(zhì)層固定在坡面上。再將本土草本及灌木種子與特制的粘合劑、保水劑、抗蒸騰劑及有機(jī)質(zhì)、種植土等按一定比例混合后，通過(guò)特制專(zhuān)用機(jī)械噴射到高陡巖質(zhì)坡面上，使基質(zhì)層的厚度達(dá)到12cm，局部地段由于坡面下凹，基質(zhì)層厚度可達(dá)15cm。

藤本植物系統(tǒng)技術(shù)：即“藤立方”體系，將本土藤本植物種植在邊坡平臺(tái)及坡底種植槽中，種植槽內(nèi)置專(zhuān)用基質(zhì)肥，本次主要采用常青與開(kāi)花的藤本植物。

3 施工技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)

3.1 改良型厚層基材噴播植生技術(shù)

改良型厚層基材噴播技術(shù)是使用特制噴播機(jī)械設(shè)備將耕植土、有機(jī)質(zhì)、有機(jī)肥、復(fù)合肥、植物纖維、保水材料、植物種子組合、固化劑及改良調(diào)節(jié)材料等混合料噴射到釘網(wǎng)處理后的巖面上，由于植物纖維及固化劑的粘結(jié)作用，上述混合物可在巖石表面上形成一層具有連續(xù)空隙的硬化固結(jié)體，一定程度的硬化體有機(jī)基材可免遭降雨沖蝕，空隙內(nèi)充填了植物種子、土壤、肥料、保水材料等，空隙既是種植基質(zhì)的填充空間，也是植物根系的生長(zhǎng)空間，是實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?qiáng)制綠化的一種高陡巖質(zhì)邊坡綠化新技術(shù)。該技術(shù)具有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）改良型有機(jī)基材抗雨水沖刷能力強(qiáng)，植被根系系統(tǒng)固土護(hù)坡效果好；

（2）適應(yīng)于高陡巖質(zhì)邊坡；

（3）有機(jī)基材具備仿生植物生長(zhǎng)團(tuán)粒土壤結(jié)構(gòu)，能建植和諧穩(wěn)定的植被生態(tài)系統(tǒng)；

（4）施工機(jī)械化、專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；潭雀?。

改良型厚層基材噴播植生施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備——坡面清理——安設(shè)生態(tài)棒（高陡較光滑巖面）——坡面及平臺(tái)掛菱形鐵絲網(wǎng)——厚層有機(jī)基材底層噴播（厚10cm）——有機(jī)基材面層（種子層，厚2cm）噴播—坡面安裝噴灌管線系統(tǒng)——無(wú)紡布覆蓋——養(yǎng)護(hù)管理。

3.2 藤本植物系統(tǒng)技術(shù)

為高陡巖質(zhì)邊坡專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的一種生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，亦稱(chēng)“藤立方”系統(tǒng)技術(shù)，主要由以下三部分組成：

（1）本土藤本植物：為2～3年容器苗，本次主要采用常青與開(kāi)花的藤本品種。

（2）專(zhuān)用基質(zhì)肥：為“藤立方”系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的基質(zhì)肥，具有保水，保肥，透氣及PH值適中四個(gè)特點(diǎn)，容重控制在850～880Kg/m3。

（3）種植槽：本次設(shè)計(jì)采用生態(tài)型種植槽，在坡底及平面平臺(tái)上用生態(tài)袋構(gòu)筑種植槽，其高為500mm，寬為1000mm,內(nèi)置專(zhuān)用基質(zhì)肥，藤本植物種植于基質(zhì)肥中。

藤本植物系統(tǒng)技術(shù)施工工藝流程：施工準(zhǔn)備——邊坡坡腳、平臺(tái)坡腳場(chǎng)地平整——生態(tài)型種植槽構(gòu)筑——專(zhuān)用種植基質(zhì)土的配置、回填——優(yōu)選藤本植物定植-滴管管線安裝——養(yǎng)護(hù)管理。

3.3 施工難點(diǎn)及措施

工程實(shí)施難點(diǎn)關(guān)鍵是基質(zhì)層的固定和厚度滿足設(shè)計(jì)要求。構(gòu)造圖見(jiàn)附圖

設(shè)置在高陡較光滑的巖面材料、規(guī)格及布置密度滿足設(shè)計(jì)圖紙要求，生態(tài)袋填充料應(yīng)密實(shí)且安裝于坡面應(yīng)水平。該工藝施工時(shí)操作工人需做好安全繩、安全帶、安全帽等全套安全防護(hù)措施，施工工藝中的風(fēng)鎬鉆孔錨釘穩(wěn)固生態(tài)袋必須確保操作順序?yàn)閺纳现料拢旅嫔喜坑腥耸┕て渌诘呢Q向坡面下部無(wú)操作工人，且應(yīng)確保各操作工人的橫向安全距離。

按設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量放線，用白灰做標(biāo)記或插釬以便準(zhǔn)確布孔；鉆孔時(shí)應(yīng)垂直坡面或成10°～15°上傾角鉆入，一次成孔，孔間距允許偏差正負(fù)50mm；成孔后及時(shí)插入錨釘，防止孔內(nèi)積雜物、浮土等；按設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)準(zhǔn)將鉚釘與菱形鐵絲網(wǎng)綁扎；錨釘孔內(nèi)注漿后必須間隔24小時(shí)以上，方可進(jìn)行下一道工序。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)菱形鐵絲網(wǎng)，按從上到下順序鋪設(shè)并張緊，坡頂與網(wǎng)的搭接長(zhǎng)度和網(wǎng)片間的搭接長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。嚴(yán)禁在綁好的鐵絲網(wǎng)上隨意踩踏。

注意事項(xiàng)：施工條件要求：雨天不宜噴植施工；施工期間氣溫低于零度，不宜進(jìn)行噴植施工；施工操作過(guò)程要求：有機(jī)基材的配方按設(shè)計(jì)規(guī)定要求，其混合物材料在拌合前其干度、粒徑、孔隙度及PH值指標(biāo)要滿足設(shè)計(jì)要求，有機(jī)基材混合物在噴植前要攪拌均勻，攪拌時(shí)間不少于1分鐘。噴植時(shí)噴槍口距坡面1000mm左右，噴槍與坡面的夾角盡量垂直，嚴(yán)禁仰噴，不允許漏噴，噴植次序從上到下，噴植完表面光滑平整。分兩層噴植，噴層平均厚度達(dá)12cm，偏差不應(yīng)小于10mm。噴植施工中必須控制好用水量，保證有機(jī)基材有足夠的含水量而不流淌。在面層噴射完成后，鋪蓋無(wú)紡布進(jìn)行保溫。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于巖質(zhì)陡峭巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)因地制宜，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)段解決了高陡巖質(zhì)邊坡基質(zhì)土和邊坡融合為一體，為后續(xù)植物生長(zhǎng)提供了穩(wěn)定的環(huán)境，整個(gè)工程施工全部完成，目前，植物長(zhǎng)勢(shì)良好，在兩年內(nèi)逐漸與周?chē)h(huán)境融為一體，做到了用自然的方法恢復(fù)自然。