淺談邊坡治理技術(shù)應(yīng)用

吳亞倫

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆烏魯木齊 830000）

隨著我國礦業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量生態(tài)退化、水土流失嚴(yán)重的礦山廢棄邊坡，其次在山區(qū)丘陵地帶修建鐵路、公路也產(chǎn)生了大量裸露巖體邊坡，邊坡治理迫在眉睫。本文主要闡述了邊坡治理前調(diào)查工作、治理措施。

1 邊坡治理前調(diào)查

1.1 環(huán)境、氣象調(diào)查

修復(fù)治理前應(yīng)調(diào)查治理區(qū)巖石、地層、構(gòu)造、水文地質(zhì)等地質(zhì)情況；調(diào)查區(qū)內(nèi)光照時(shí)間、年平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、年平均降水量、最大日降水量、多年平均蒸發(fā)量、全年無霜期等氣象條件。

1.2 土壤、植被調(diào)查

對治理區(qū)土壤分布地段的調(diào)查，平面及剖面采樣分析，查明土壤類型、土壤肥力、土壤質(zhì)量、土壤水分、土壤中微生物等情況；調(diào)查當(dāng)?shù)刂脖活愋汀⒎植肌⒚娣e、覆蓋率、生長情況，當(dāng)?shù)氐闹饕鷳B(tài)系統(tǒng)類型及現(xiàn)狀，調(diào)查當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土物種、優(yōu)勢植物品種。

1.3 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查

調(diào)查治理區(qū)是否存在滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，是否存在巖體軟弱面，對巖體裂隙發(fā)育程度、產(chǎn)狀，山坡坡型、坡高進(jìn)行調(diào)查，治理區(qū)有災(zāi)害隱患點(diǎn)，需進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害專項(xiàng)設(shè)計(jì)與治理。

2 邊坡的治理措施

露天礦山邊坡治理主要措施有：災(zāi)害治理以掛網(wǎng)護(hù)坡、加筋格賓防護(hù)墻為主。露天礦山邊坡治理復(fù)綠一般遵循以下流程:整形固坡—植被重建［1－3］。主要復(fù)綠技術(shù)有：噴播復(fù)綠技術(shù)、柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)、骨架護(hù)坡技術(shù)。

整形固坡：該過程的任務(wù)是清除危石、降坡削坡,將未形成臺階的懸崖盡量構(gòu)成水平臺階,把邊坡的坡度降到安全角度以下，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

植被重建:根據(jù)生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)、植物生長習(xí)性、植被恢復(fù)難度、立地條件、植物演替理論，選擇相應(yīng)的斜坡植物群落類型［4］。

2.1 掛網(wǎng)護(hù)坡

在邊坡災(zāi)害治理中，目前主流做法為掛網(wǎng)護(hù)坡，根據(jù)坡面條件的不同，可以選擇不同的護(hù)坡方式，主要分為剛?cè)嵝灾鲃?dòng)防護(hù)系統(tǒng)、SNS 柔性主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)、引導(dǎo)防護(hù)系統(tǒng)、被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。

2.1.1 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)

剛?cè)嵝灾鲃?dòng)防護(hù)系統(tǒng)由錨桿、鋼絲繩、HEA 網(wǎng)、高防腐性能鋼絲繩及節(jié)點(diǎn)卡扣、雙絞合六邊形金屬網(wǎng)、縫合繩構(gòu)成，見圖1、圖2。系統(tǒng)網(wǎng)面剛度及自重較大，緊束效果好，限制坡面局部變形。

SNS柔性主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)主要由鋼絲繩錨桿、支撐繩和鋼絲繩網(wǎng)等構(gòu)成的坡面覆蓋系統(tǒng)。可分為坡面加固系統(tǒng)和坡面圍護(hù)系統(tǒng)。對崩塌落石區(qū)坡面順坡長度小于15m，或著順坡長度不大于30m且落石動(dòng)能大于500KJ時(shí)，可采用SNS柔性主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。坡面危石孤立、分散且難于清理和分別治理時(shí)，可采用SNS被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。

2.1.2 掛網(wǎng)引導(dǎo)系統(tǒng)

又稱簾式網(wǎng)，該系統(tǒng)采用錨桿、支撐繩、縱橫向拉繩等構(gòu)件將柔性金屬網(wǎng)自然覆蓋在具有潛在地質(zhì)災(zāi)害的坡面上，或頂部結(jié)合鋼柱、拉錨繩、支撐繩等固定方式將柔性金屬網(wǎng)以一定的角度張開，以控制落石運(yùn)動(dòng)范圍和軌跡，引導(dǎo)落石滑落或滾落到預(yù)設(shè)地點(diǎn)的一種柔性防護(hù)系統(tǒng)。新型的高強(qiáng)加筋，提升了網(wǎng)面強(qiáng)度的同時(shí)，優(yōu)化了整個(gè)網(wǎng)面的受力分布，降低了系統(tǒng)維護(hù)頻率及費(fèi)用，見圖3、圖4。

圖3 掛網(wǎng)引導(dǎo) 圖4 掛網(wǎng)引導(dǎo)

使用范圍：適用范圍較廣，對于具有山體較高、坡面較陡、落石頻發(fā)、坡面堆積層較厚或表面風(fēng)化嚴(yán)重、植被較好、環(huán)保要求高、落石清理困難等特點(diǎn)的邊坡防護(hù)效果極好。其中張口式特別適合于高陡邊坡、覆蓋式特別適合于中陡邊坡。

2.1.3 被動(dòng)攔石網(wǎng)

被動(dòng)攔石網(wǎng)又稱張口式簾網(wǎng)，由HEA 鋼絲繩網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)和雙絞合金屬網(wǎng)片組合；網(wǎng)面具有高強(qiáng)吸能性能和良好變形能力；輕型獨(dú)特設(shè)計(jì)消能器，安裝更輕便，消能更高效。

2.2 加筋格賓防護(hù)墻

加筋格賓單元由經(jīng)過特殊防腐處理的低碳鋼絲經(jīng)機(jī)編而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)面構(gòu)件，其面墻為格賓網(wǎng)箱，面墻與筋材為同一網(wǎng)面制成。單元間通過絞合鋼絲連接，內(nèi)填石料，可做成直立式、階梯式，并可設(shè)置分級平臺。

圖5

加筋格賓與傳統(tǒng)重力式結(jié)構(gòu)相比，主要優(yōu)點(diǎn)：具有較好的整體性、柔韌性和抗震性，透水能力較強(qiáng)，施工成本較低。

2.3 掛網(wǎng)客土噴播

2.3.1 高次團(tuán)粒噴播

采用的施工方法為高次團(tuán)粒噴播，是將土壤、草種、木纖維、保水劑、粘合劑、肥料等與水的混合物通過專業(yè)噴播機(jī)按設(shè)計(jì)厚度均勻噴射到預(yù)定區(qū)域建植草坪的高效復(fù)綠技術(shù)。

2.3.2 高性能生態(tài)基材噴播

專有的分散顆粒確保化學(xué)成分完全混合并均勻的分布；有效提升平穩(wěn)和均勻的噴射情況，從而加快噴射效率。先進(jìn)的微孔粒子，優(yōu)化水和營養(yǎng)的保留量。

2.3.3 土壤增活基質(zhì)噴播

土壤增活有機(jī)基質(zhì)：增加有機(jī)質(zhì)和土壤的生物活性，隨著植被的建立以及以后的營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)從而改良土壤結(jié)構(gòu)建立土壤的O 層和A 層，營造植被重新生長的條件，促進(jìn)植被的快速恢復(fù)。在土壤化學(xué)成分改善的同時(shí)，提供理想的植被生長環(huán)境。促進(jìn)植被快速生長，維持長期有效的植被成坪效果。

圖6

2.3.4 掛網(wǎng)客土噴播巖質(zhì)條件

楊梅(Myrica rubra Sieb. et Zucc)原產(chǎn)于我國南方，主要分布在浙江、江蘇、江西、福建等省，其中以浙江省所產(chǎn)楊梅品質(zhì)最佳。楊梅果實(shí)色澤艷麗、酸甜多汁、營養(yǎng)豐富，深受消費(fèi)者的歡迎。楊梅果實(shí)除含有多種人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)(如糖類、維生素和礦質(zhì)元素)之外，還含有大量的花色苷和多酚類物質(zhì)，因此具有較好的自由基清除能力。此外楊梅還具有生津消渴、解酒解暑、行氣止痛等保健功效，被人們贊譽(yù)為“初夏江南珍果”。

修復(fù)邊坡為硬巖邊坡，如花崗巖、閃長巖、中生代砂巖，表面堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、龜裂少且穩(wěn)定性好時(shí)，除特殊要求外，一般不考慮挖溝掛網(wǎng)噴播植草方法。

修復(fù)邊坡為軟巖邊坡，如凝灰?guī)r、頁巖、泥巖、粉砂巖等，根據(jù)其是否易風(fēng)化、是否會砂土化及龜裂的多少可采用挖溝掛網(wǎng)噴播植草技術(shù)。

基質(zhì)選擇：種植基材主要有土壤、有機(jī)質(zhì)泥炭土、化肥、保水劑、結(jié)合劑、pH緩沖劑、水、草籽等。

2.3.5 施工工藝

（1）坡面修整

對于陡急、凹凸不平的塹坡面，在進(jìn)行綠化前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，對邊坡不平整處進(jìn)行人工修坡，清坡平整度宜控制好，并把坡頂和可視斷面一并修整，保持坡體線條明暢。

（2）在巖石坡面上人工開挖楔形溝，楔形溝豎向保持直立，橫向設(shè)置5%的倒坡以保證填土的穩(wěn)定，溝間距離為300～400mm。

（3）回填基質(zhì)材料

溝內(nèi)回填富含有機(jī)肥料的基質(zhì)材料，土壤和基材必須事先混合均勻，并保持一定的濕度。適當(dāng)灑水以確保坡面潮濕，再掛三維網(wǎng)并用直徑6mm 左右U形、J形釘固定，網(wǎng)上撒細(xì)粒土經(jīng)多次噴水沉降以覆蓋三維網(wǎng)網(wǎng)包。三維植被網(wǎng)采用約15mm 的三維三層植被網(wǎng)，底網(wǎng)為兩層，網(wǎng)包一層或約18mm 的三維四層植被網(wǎng)，其底網(wǎng)為兩層，網(wǎng)包兩層，原材料為聚乙烯，質(zhì)控抗拉強(qiáng)度分別為≥1.6±0.2KN/M，≥2.4±0.4KN/M，單位重量分別為300g/m2和350g/m2，幅度可選定。

（4）噴種

采用液壓噴播機(jī)，將種子、保水劑、肥料、纖維混合料均勻噴播在坡面上，噴播完成后，視情況可撒少許細(xì)土覆蓋表面。

（5）覆蓋

雨水較多地區(qū)，可在噴種后覆蓋無紡布以防止雨水沖刷。并可在干熱季節(jié)適度遮陰，利于種子萌發(fā)。

（6）灌溉系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)

對于雨水較少地區(qū)，可以加裝噴淋灌溉系統(tǒng)，噴播后定期澆水使土壤保持濕潤狀態(tài)，坡面成坪后進(jìn)入正常養(yǎng)護(hù)。