團粒噴播技術在濟南市章丘文霄山體治理項目的應用探討

韓偉，盧茜茜，王秀鳳，李國庭*，李滿利

(1．山東省地質測繪院，山東 濟南 250002；2.山東省地礦工程勘察院，山東 濟南 250014;3.山東省地質科學研究院，山東 濟南 250013；4.山東建勘集團有限公司，山東 濟南 250031)

0 引言

自20世紀70—90年代，濟南地區因山石資源過度無序開采形成了多個破損山體，破壞了原始的地形地貌景觀[1-2]，造成了嚴重的視覺污染，破壞了原有的生態平衡，同時受凍融、風化、根劈、地殼運動等因素影響極易產生崩塌等地質災害，對周邊人民生命財產安全構成嚴重威脅。為消除安全隱患，清除視覺污染需對破損山體進行治理[3-6]。目前，濟南周邊地區對破損山體的治理手段多為傳統的削坡、續坡回填、綠化種植等常規治理手段[7-11]，存在綠化覆蓋率低，施工周期較長，無法對立面進行全面治理、復綠時間長等不足，為探索實現破損面的全部治理、全部綠化，充分融合當地生態地質環境[12-13]，在章丘文霄山體治理中摒棄了傳統的治理手段，采取了團粒噴播技術，有效解決了傳統手段的不足，實現了較好的治理效果。

1 項目概況

文霄石料廠位于濟南市章丘區文祖街道三德范村東北，鵓鴿崖村以西，為歷史遺留石料廠，地貌形態類型為碳酸鹽巖類剝蝕-溶蝕丘陵，主要為奧陶紀馬家溝群五陽山組灰色—淺灰色中—厚層微晶灰巖(圖1)[14]，灰巖的水平層理較發育，含有豐富的生物化石，巖石節理裂隙較發育，巖石具微晶質結構，中—厚層塊狀構造。主要礦物成分為方解石、少量白云石，相對高差200～400m，向北地勢放緩，沖溝較發育，溝谷較寬緩，區內第四系較薄，植被發育一般。

1—沂河組；2—奎山組；3—太原組；4—本溪組；5—八陡組；6—閣莊組；7—五陽山組；8—土峪組；9—東黃山組；10—三山子組；11—炒米店組；12—崮山組；13—張夏組；14—朱砂洞組；15—地質界線；16—壓扭性斷裂；17—張扭性斷裂；18—項目區位置圖1 區域地質簡圖

本次團粒噴播位置為Ⅰ區，位于治理區的北部，靠近Y021鄉道，處于道路可視范圍內，因早期巖石開采造成地形地貌、地表植被及生態環境破壞，形成陡立巖面，整體NE—SW向展布，長約100m，坡頂高程261～282m，坡底高程257～264m，立面高差5～30m，坡度45°～75°，巖性為灰巖，中間部分為土質邊坡，采面局部破損嚴重，節理裂隙發育，存在浮石、松石。為清除視覺污染，消除安全隱患，恢復生態環境，且考慮該區位于路邊，恢復治理效果要求較高，工期較短，綜合考慮采用團粒噴播技術對該項目區進行修復治理。

2 團粒噴播技術特色介紹

2.1 技術方法簡介

團粒噴播技術指采用加壓的方式，將富含有機質、黏合劑、植物種子的復合材料噴播到巖質、土質邊坡上，使其發生團粒反應，有效吸附于坡面上，營養基具有較強的保水性、透氣性，既能起到坡面防護功能，又能較好地恢復生態地質環境，并且通過樹種搭配可以使其與周邊環境協調一致(圖2)。

圖2 團粒噴播示意圖

2.2 對比優劣

通過團粒噴播技術在章丘文霄石料廠的治理應用以及傳統治理手段在多個項目中的應用，綜合比較分析2種治理方法的優劣，具體見表1。

表1 團粒噴播技術與傳統治理手段對比表

3 團粒噴播技術在工程中的應用

3.1 施工流程

團粒噴播施工流程為施工進場準備工作→施工作業面清理(排險)→鋪設網、固網→有機質噴播→植物種子噴播→管理養護[15-18]。

3.2 施工方法

3.2.1 坡面清理(排險)

首先采取千斤頂、人工撬棍等工具將破損面表層松動浮石卸載到陡崖底部，清理完成后表面無浮石、危石等，清理后坡面的凹凸度控制在±10cm，最大不超過±30cm，重點對坡面轉折處的碎石及坡頂的明顯棱角進行了清理整形，清理至較為平緩，使其更有利于客土噴播，同時可以提升作業面的綠化效果。

3.2.2 邊坡鋪網固網

該工程采用的鍍鋅鐵絲網，尺寸規格為14#；鐵絲網的孔距為5cm×5cm；網的寬度200cm。網向坡頂上方外翻>800mm，用網釘固定后，回土壓實。坡頂用網釘將網固定好后，從上向下掛網，鐵絲網的搭接距離>10cm，用火燒絲將其綁扎牢固；鐵絲網和坡面之間保持約4～5cm的間距。

在邊坡較為陡立的巖面上，在坡頂線位置設置主網釘，將網固定牢固。在巖面上按2m×2m設置，在裂隙較多局部巖面按照1.5m×1.5m間距設置。主網釘采用φ14mm鋼筋，長300～350mm(根據實際邊坡情況相應調整，風化強烈、表層松散的巖質坡面及土質坡面網釘適當增加了長度，或采用了部分木樁，確保掛網穩定)。次網釘采用“L”型φ10mm鋼筋，網釘的長度為150～200mm。“L”型網釘按間距1m×1m設置。在網搭接處布置一行，網釘間距1m，在坡面其他的部位，每平方米至少1個“L”型網釘，采用梅花形布設。施工中“L”型網釘嵌入巖體深度不小于50mm，用電鉆鉆孔后，用“L”型網釘緊固，如有空隙，采用水泥進行了注漿，網面與坡面之間保持一定空隙，并且盡可能的均勻。對于個別不平順的坡面須增設“L”型次網釘，確保鋪網貼附坡面(圖3)。

圖3 掛網噴播平面、斷面示意圖

3.2.3 團粒噴播

固網工作完成后，進行噴播作業，將黏合劑、植物纖維、團粒調節劑、復合肥、中水等按比例攪拌均勻后，用噴播機將基質噴播至鐵絲網和坡面上，用水量根據實際情況調節掌控，基質的稠度以既能黏合在坡面上，又不能流淌為宜。噴射分2次進行，第一次先噴射底層基質(不含種子)，待噴射底層基質黏合且有一定強度后，再噴射種子層基質。將經過特殊處理后的種子加入過篩后的黏合劑、保水劑、攪腐殖土、緩釋復合肥攪拌均勻后，噴射在底層基質上，最終形成噴射基質，平均厚度在±7cm。在巖性較為破碎或者巖石較為堅硬位置，基質厚度可以適當加厚(表2)。

表2 基質配料基本情況表

3.2.4 養護管理

噴播完成后，為了使植物種子成功發芽，較快速過苗期達到復綠效果，管理和養護工作是非常必要的。管理養護期間主要工作是澆水、覆蓋遮陽網或土工布等。

噴播完成后即進入養護期，正確的澆水養護可以有效確保發芽、出苗率，要注意澆水量和澆水方法，既要保證種子發芽所需的水量，又不能水量太多，防止種子被水沖走，形成部分綠化缺失，盡可能使坡面保持濕潤，直到出苗齊全，做好養護工作是有效保證出苗、生長的重要因素。

4 應用效果

團粒噴播技術首次在濟南市石灰巖地區高陡裸露巖質邊坡中應用，團粒噴播面積約1894m2，2019年6月竣工，項目組對實際噴播效果進行了為期2年的跟蹤分析，對噴播位置40°以內，40°～50°、50°～60°、60°～65°，65°以上區域劃分并觀測，通過統計分析，截至竣工驗收2年時間，65°以內位置效果最佳，植被覆蓋率基本達到100%，大于70°位置效果不理想，植被覆蓋率低于60%，目前已經完成36個月。2019年8月“利奇馬”過境山東，項目區位置遭遇強降雨，邊坡沒有出現塌落、掉網等情況，噴播營養基未因強降雨沖刷流失，出苗情況良好，2020年6月樹苗高0.3～0.7m。2020年8月樹苗高度0.6～2m，2022年8月樹苗高度0.8～2.5m，在較短時間內達到快速修復破損山體，提升生態地質環境、保護水土的目的，培育出了穩固的邊坡和與周邊環境和諧一致的植被，基本實現破損面98%覆蓋綠化(圖4)，自然淘汰了雜草和劣勢樹種，保留了適宜當地生態環境的優勢樹種[19](以刺槐、紫穗槐為主)，取得了長期有效的治理效果。

圖4 治理前后對比圖

5 結論

(1)通過團粒噴播技術在章丘文霄破損山體治理項目中的成功應用，系統總結了施工工藝和技術要求，為該區后續開展山體治理工作提供了技術依據。

(2)團粒噴播的基質具有良好的保水性、透水性、透氣性和保肥能力，非常適于植物生長，同時能有效抵抗雨水沖刷，防止水土流失，保證植物生長的營養供應。

(3)為適應當地的生態地質環境，對植物配比進行了優化組合，物種種類豐富且與周邊環境協調一致，營造出了喬灌草結合的群落結構，取得了較好的綠化效果。

(4)團粒噴播施工完成前期需要及時養護，但治理項目的邊坡較高，澆水養護較為困難。

(5)本次治理區域的巖質邊坡坡度多小于65°，如坡度變大、巖性變化需進一步研究試驗。