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，湖南 長沙410119）

早在2005年8月15日，在浙江湖州安吉縣余村，習近平同志就提出了“綠水青山就是金山銀山”的科學思想，現(xiàn)已成為習近平生態(tài)文明思想的核心內(nèi)容，寫入黨的十九大報告和新修訂的黨章。在“兩山理論”理論實踐的大背景下，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)境保護要求，需要通過栽種灌木、藤本等植物來和環(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土壤。下面通過一個工程實例來探討高陡巖質(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)工程位于長沙市雨花區(qū)跳馬村，緊鄰洞株公路西側(cè)，地處長株潭生態(tài)綠心核心保護區(qū)，礦山周圍植被覆蓋率高，自然植被群落豐富。

該廢棄礦山開采始于上世紀80年代末，現(xiàn)已停產(chǎn)關(guān)閉多年，邊坡垂直高差達70米，邊坡面積約29096㎡，礦山邊坡地層為砂巖，呈強風化～中風化狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，共有3級坡，上部2級坡傾角大，大部分地段大于73°（坡比1：0.3），下部1級坡傾角在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，坡面少土或無土，少水，少養(yǎng)份，植物生長環(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?shù)卣?，承擔了該項目設(shè)計和施工一體化工作。

2 設(shè)計施工方案

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：首先在坡面上通過錨桿、剛性結(jié)構(gòu)網(wǎng)、生態(tài)棒等來將基質(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、抗蒸騰劑及有機質(zhì)、種植土等按一定比例混合后，通過特制專用機械噴射到高陡巖質(zhì)坡面上，使基質(zhì)層的厚度達到12cm，局部地段由于坡面下凹，基質(zhì)層厚度可達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及坡底種植槽中，種植槽內(nèi)置專用基質(zhì)肥，本次主要采用常青與開花的藤本植物。

3 施工技術(shù)特點及難點

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)是使用特制噴播機械設(shè)備將耕植土、有機質(zhì)、有機肥、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空間，是實現(xiàn)快速強制綠化的一種高陡巖質(zhì)邊坡綠化新技術(shù)。該技術(shù)具有以下四個優(yōu)點：

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

（2）適應(yīng)于高陡巖質(zhì)邊坡；

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

（4）施工機械化、專業(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：施工準備——坡面清理——安設(shè)生態(tài)棒（高陡較光滑巖面）——坡面及平臺掛菱形鐵絲網(wǎng)——厚層有機基材底層噴播（厚10cm）——有機基材面層（種子層，厚2cm）噴播—坡面安裝噴灌管線系統(tǒng)——無紡布覆蓋——養(yǎng)護管理。

3.2 藤本植物系統(tǒng)技術(shù)

為高陡巖質(zhì)邊坡專門開發(fā)的一種生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，亦稱“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花的藤本品種。

（2）專用基質(zhì)肥：為“藤立方”系統(tǒng)專門開發(fā)生產(chǎn)的基質(zhì)肥，具有保水，保肥，透氣及PH值適中四個特點，容重控制在850～880Kg/m3。

（3）種植槽：本次設(shè)計采用生態(tài)型種植槽，在坡底及平面平臺上用生態(tài)袋構(gòu)筑種植槽，其高為500mm，寬為1000mm,內(nèi)置專用基質(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：施工準備——邊坡坡腳、平臺坡腳場地平整——生態(tài)型種植槽構(gòu)筑——專用種植基質(zhì)土的配置、回填——優(yōu)選藤本植物定植-滴管管線安裝——養(yǎng)護管理。

3.3 施工難點及措施

工程實施難點關(guān)鍵是基質(zhì)層的固定和厚度滿足設(shè)計要求。構(gòu)造圖見附圖

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)計圖紙要求，生態(tài)袋填充料應(yīng)密實且安裝于坡面應(yīng)水平。該工藝施工時操作工人需做好安全繩、安全帶、安全帽等全套安全防護措施，施工工藝中的風鎬鉆孔錨釘穩(wěn)固生態(tài)袋必須確保操作順序為從上至下，坡面上部有人施工其所在的豎向坡面下部無操作工人，且應(yīng)確保各操作工人的橫向安全距離。

按設(shè)計圖紙標準測量放線，用白灰做標記或插釬以便準確布孔；鉆孔時應(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50mm；成孔后及時插入錨釘，防止孔內(nèi)積雜物、浮土等；按設(shè)計圖紙標準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小時以上，方可進行下一道工序。

根據(jù)設(shè)計要求鋪設(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)的搭接長度和網(wǎng)片間的搭接長度按設(shè)計標準執(zhí)行。嚴禁在綁好的鐵絲網(wǎng)上隨意踩踏。

注意事項：施工條件要求：雨天不宜噴植施工；施工期間氣溫低于零度，不宜進行噴植施工；施工操作過程要求：有機基材的配方按設(shè)計規(guī)定要求，其混合物材料在拌合前其干度、粒徑、孔隙度及PH值指標要滿足設(shè)計要求，有機基材混合物在噴植前要攪拌均勻，攪拌時間不少于1分鐘。噴植時噴槍口距坡面1000mm左右，噴槍與坡面的夾角盡量垂直，嚴禁仰噴，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，保證有機基材有足夠的含水量而不流淌。在面層噴射完成后，鋪蓋無紡布進行保溫。

4 結(jié)束語

對于巖質(zhì)陡峭巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)因地制宜，我們通過實驗段解決了高陡巖質(zhì)邊坡基質(zhì)土和邊坡融合為一體，為后續(xù)植物生長提供了穩(wěn)定的環(huán)境，整個工程施工全部完成，目前，植物長勢良好，在兩年內(nèi)逐漸與周圍環(huán)境融為一體，做到了用自然的方法恢復(fù)自然。