掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)在石材礦巖石高陡邊坡植被恢復(fù)中的應(yīng)用

劉安富 徐冬冬 喬雄彪 朱 柱

(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038)

0 前言

改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)消耗了巨量的建筑材料，這些建筑材料大量來(lái)自于建筑石材礦，巨大的市場(chǎng)需求導(dǎo)致建筑石材礦開采的數(shù)量及規(guī)模均龐大無(wú)比。由于建筑石材礦的開采工藝和管理理念往往比較落后，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的破壞非常嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在無(wú)序開采，對(duì)地形地貌挖損破壞嚴(yán)重，遺留大量的高陡邊坡，不僅存在安全隱患，而且植被難以自然恢復(fù)，需要采取工程措施營(yíng)造植被生長(zhǎng)的立地條件。掛網(wǎng)噴播技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在巖石邊坡植被恢復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文總結(jié)了掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)的適用條件、工藝流程及各環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)，以期為同類型項(xiàng)目提供借鑒。

1 掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)適用條件

掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)是指通過專業(yè)的噴射機(jī)械，將拌和均勻的“基層材料”[1](采用當(dāng)?shù)胤N植土，摻入一定量的種子、緩效性肥料、保水劑、黏結(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、水等)，噴射到經(jīng)過處理后穩(wěn)定的巖質(zhì)坡面上(視巖質(zhì)坡面情況掛網(wǎng))，形成一定厚度的土層和綠化基質(zhì)，為植被生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的立地條件，從而實(shí)現(xiàn)裸露坡面植被恢復(fù)的目的。

土質(zhì)邊坡植被生長(zhǎng)的立地條件較好，一般可以通過自然恢復(fù)或者直接植被技術(shù)進(jìn)行植被恢復(fù)。而巖質(zhì)邊坡一般殘留的土壤較少，甚至沒有土壤附著，且殘留的土壤也比較貧瘠，不適合植被自然生長(zhǎng)，因此要采取必要的工程措施進(jìn)行植被恢復(fù)。巖質(zhì)邊坡坡度緩于25°時(shí)，一般不需要采取固土措施[2]，可直接覆土綠化；巖質(zhì)邊坡坡度為25°～35°時(shí)，一般采用格室固土綠化[2]；巖質(zhì)邊坡坡度為35°～65°時(shí)，土壤無(wú)法自持，一般采用掛網(wǎng)客土噴播工藝進(jìn)行綠化，這也是本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容；巖質(zhì)邊坡坡度大于65°時(shí)，俗稱“掌子面”，當(dāng)景觀要求不高時(shí)，可通過“底部種植高大喬木+坡腳種植爬藤類植物+坡頂種植垂吊類植物”聯(lián)合進(jìn)行生態(tài)遮擋，但生態(tài)遮擋的時(shí)效性較慢；當(dāng)景觀要求較高且時(shí)效性緊迫時(shí)，可考慮采用高次團(tuán)粒噴播、燕巢復(fù)綠法、植生槽、“掛網(wǎng)噴播+柔性防護(hù)網(wǎng)+生態(tài)棒”聯(lián)合工藝等措施，但一次投入的建設(shè)成本較高，后期維護(hù)成本也較大。

2 掛網(wǎng)客土噴播的工藝流程及技術(shù)要點(diǎn)

掛網(wǎng)噴播技術(shù)工藝流程為：坡面處理→鋪網(wǎng)→錨固→噴射混合基材→養(yǎng)護(hù)管理。

2.1 坡面處理

為了保障掛網(wǎng)噴播的質(zhì)量，巖石邊坡坡度應(yīng)總體控制在35°～65°，處理后的坡面應(yīng)整體平整穩(wěn)定，其要點(diǎn)為：1)清除坡面松散塊石及雜物；2)對(duì)坡頂轉(zhuǎn)角和坡面突出的巖體棱角進(jìn)行弧形修整；3)對(duì)于光滑的巖面需要通過挖掘橫溝等措施進(jìn)行加糙處理，以免客土下滑；4)對(duì)于個(gè)別反坡，嵌補(bǔ)坡面的凹槽、洼坑，可用草包土回填。

2.2 鋪網(wǎng)、錨固

1)鋪網(wǎng)。網(wǎng)片采用包塑鍍鋅鐵絲網(wǎng)，其具有耐腐蝕、抗老化、壽命長(zhǎng)、防龜裂等優(yōu)點(diǎn)；規(guī)格直徑Φ2 mm，網(wǎng)孔5 cm×5 cm，單幅寬度2 m；強(qiáng)度30～50 kg/mm2。鐵絲網(wǎng)往坡頂延伸60 cm以上，開挖的溝槽用樁釘固定后回填或埋入頂部截水溝中；坡頂固定好后自上而下鋪設(shè)，鋪設(shè)時(shí)將網(wǎng)拉緊，網(wǎng)片間搭接長(zhǎng)度不小于10 cm，并每間隔30 cm用鐵絲綁扎；網(wǎng)面和坡面間保持3～4 mm間隙。

2)錨桿。錨桿一般采用Φ12～18 mm的螺紋鋼筋，長(zhǎng)度0.8～1.5 m，梅花形布置，間距2 m。錨桿與坡面成70°～90°，采用風(fēng)鉆打孔，孔偏差不大于5 cm，灌注M30水泥砂漿固定。

3)釘網(wǎng)。網(wǎng)面用“L”型錨釘固定；錨釘釘入硬質(zhì)基巖內(nèi)不小于100 mm；網(wǎng)搭接處布置一行，其余位置間隔100 cm×100 cm；對(duì)于覆蓋層較厚的非巖質(zhì)邊坡，采用長(zhǎng)250～300 mm或者更長(zhǎng)的“T”型木質(zhì)樁，密度不小于8個(gè)/m2。

4)其他要求。為了增強(qiáng)坡面固土能力，可以在坡面加裝木質(zhì)擋板；對(duì)存在滲透水點(diǎn)的坡面，應(yīng)考慮設(shè)置排水設(shè)施。在掛網(wǎng)時(shí)應(yīng)注意保護(hù)邊坡現(xiàn)存的原生植物，留出植物生長(zhǎng)的空間。

2.3 客土噴播

巖石邊坡生長(zhǎng)環(huán)境往往非常脆弱，缺乏植物正常生長(zhǎng)的土壤基礎(chǔ)。因此，在巖石坡面上營(yíng)造適宜植物生長(zhǎng)所需的土壤基材和篩選出能夠適應(yīng)巖石邊坡惡劣生長(zhǎng)環(huán)境的植物，是巖石邊坡植被生態(tài)恢復(fù)的核心內(nèi)容。

2.3.1 混合基材配置

土壤層的厚度決定植物根系的長(zhǎng)度、密度，土壤肥力決定植物地上部分的體量、高度，在巖石邊坡上有限的土壤厚度內(nèi)，需要通過提高客土基質(zhì)的質(zhì)量來(lái)保障植物生產(chǎn)的效果。植物對(duì)土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)有一定的要求，土壤過酸或者過堿都不利于植物生長(zhǎng)；土壤過疏、過密或團(tuán)粒結(jié)構(gòu)差，也會(huì)影響植物生長(zhǎng)。因此，合理配置客土基質(zhì)十分重要?？屯粱|(zhì)一般由種植土、泥炭土、植物纖維、保水劑、黏合劑、緩釋復(fù)合肥等構(gòu)成，常規(guī)配置[3]見表1，配比后的基材理化性能見表2。需要說(shuō)明的是，不同的地區(qū)因降水、氣候、溫差等因素差別較大，客土基材配置需因地制宜，建議通過試驗(yàn)選配驗(yàn)證。

表1 客土基質(zhì)配方用量表

表2 配比后混合基材理化性能指標(biāo)要求

2.3.2 噴播厚度分析

土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，不同植物生長(zhǎng)所需的土壤基礎(chǔ)厚度存在差異?？偨Y(jié)前人的研究成果[4-6]，決定巖石邊坡噴播厚度的因素主要有三個(gè)：山體狀態(tài)、年降雨量和坡度。通常隨著邊坡巖體硬度增大(硬度指數(shù)14～180 kg/cm2)，噴播厚度逐漸增厚；隨著年降雨量增加(年降雨量1 200～2 000 mm)，噴播厚度逐漸減?。浑S著邊坡坡度變陡(1∶2～1∶0.5)，噴播厚度逐漸增厚。噴播厚度一般為4～12 cm。

2.3.3 植物種子配置

草灌混播有利于形成穩(wěn)定立體的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，可以解決單一草本群落易退化的問題。以草本植物為先鋒植被，早期生長(zhǎng)迅速覆蓋邊坡，避免雨水沖刷，并且為灌木的生長(zhǎng)提供良好的溫度和濕度環(huán)境；灌木根系發(fā)達(dá)，與草本植物的根系交織形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，有利于保持水土和邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。為了營(yíng)造一定的景觀效果，還可以點(diǎn)綴野花，而引入豆科植物可以為植被生長(zhǎng)提供穩(wěn)定的生物氮源。植物配置的種類及用量見表3。植物配置的基本原則如下：

表3 植被配比用量表

1)以鄉(xiāng)土植被為主，適當(dāng)引入適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的外來(lái)物種，與周圍景觀相融合。

2)適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件。

3)喬、灌、草有機(jī)搭配，分布合理。

4)自我繁殖能力強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)快，抗逆性強(qiáng)(耐貧瘠、抗旱、抗寒、抗病蟲害等)。

2.3.4 混合基材噴播施工

混合基材噴播采用專用客土濕噴機(jī)，自上而下對(duì)坡面進(jìn)行噴射。噴射過程中，要盡可能保持噴出口與坡面垂直，距離保持在0.8～1.0 m，一次噴射寬度4～5 m。為了提高噴播后的出苗率，縮短見綠與覆蓋時(shí)間，一般分兩次噴播。第一次噴播不含種子的混合基材，厚度8～10 cm；第二次噴播含植物種子的混合基材，厚度2～4 cm，噴射完成后的總厚度約12 cm。事先準(zhǔn)備好檢測(cè)尺，施工過程中經(jīng)常對(duì)噴射厚度進(jìn)行控制檢查補(bǔ)救，巖石坡面的混合基材不得有剝離、流失、龜裂現(xiàn)象。

2.3.5 養(yǎng)護(hù)管理

巖石邊坡客土噴播后的養(yǎng)護(hù)管理一般分為成活期養(yǎng)護(hù)和常規(guī)養(yǎng)護(hù)期養(yǎng)護(hù)。

2.3.5.1 成活期養(yǎng)護(hù)

噴播完成后，應(yīng)及時(shí)采用無(wú)紡布或者稻草覆蓋，完善邊坡截排水系統(tǒng)，以防止降雨沖刷。定期進(jìn)行澆水，養(yǎng)護(hù)澆水的時(shí)間以早晚為佳，盡量不在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，以免灼傷幼苗葉片。在高溫干旱季節(jié)，由于地面溫度比較高，種子幼苗容易被高溫燙傷，每天應(yīng)增加2～3次噴水，密切觀察植物生長(zhǎng)狀況，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

2.3.5.2 常規(guī)養(yǎng)護(hù)期養(yǎng)護(hù)

1)澆水。澆水應(yīng)該選擇在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)期進(jìn)行。植物的幼苗期根淺，不能缺水。隨著植物的生長(zhǎng)，應(yīng)開始有計(jì)劃地減少澆水量，利用植物的向水性本能刺激根系向深處生長(zhǎng)，以培育植物強(qiáng)大的根系，提高植物的抗旱和抗病能力。澆水的原則是：澆水量應(yīng)大于地表蒸發(fā)量和植物蒸騰量總和；不干不澆，澆則澆透；不同季節(jié)應(yīng)適時(shí)調(diào)整澆水時(shí)間。

2)施肥。施肥分為施底肥和追肥。底肥一般在噴播基質(zhì)時(shí)一起加入。追肥一般施加速效氮肥，或緩釋復(fù)合肥。施肥可采用撒施或者葉面噴施，噴肥時(shí)應(yīng)注意濃度，撒肥時(shí)應(yīng)撒布均勻，同時(shí)施肥后立即澆水，以防止燒苗。

3)病蟲害防治。常用的病蟲害防治方法有藥劑防治、生物防治、誘殺成蟲、滅殺幼蟲。發(fā)現(xiàn)病蟲害跡象，應(yīng)及時(shí)查明病蟲害原因，掌握病蟲害規(guī)律，采取針對(duì)性的防治手段。

4)補(bǔ)種。補(bǔ)種分為噴播后補(bǔ)種和養(yǎng)護(hù)期補(bǔ)種。噴播后補(bǔ)種是指噴播結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)缺苗現(xiàn)象，及時(shí)補(bǔ)種。養(yǎng)護(hù)期補(bǔ)種是指養(yǎng)護(hù)期發(fā)現(xiàn)出苗不佳或缺苗，采取補(bǔ)種措施，一般建議在春季補(bǔ)種。

2.3.6 常用機(jī)械設(shè)備

客土噴播施工中常用的機(jī)械設(shè)備有：液壓泵送式客土濕噴機(jī)、空壓機(jī)、水車、液力噴播機(jī)、挖掘機(jī)、開山鉆、電焊機(jī)、鋼筋切割機(jī)、小型升降機(jī)等，具體配置應(yīng)根據(jù)進(jìn)度安排和工作強(qiáng)度分階段投入。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于挖損形成的坡度較陡的巖石邊坡，土壤覆蓋層較薄，植物生長(zhǎng)的立地條件較差，難以短時(shí)間內(nèi)自然恢復(fù)。掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)為巖石邊坡生態(tài)復(fù)綠提供了有效的技術(shù)手段，通過坡面掛網(wǎng)增強(qiáng)土壤的附著能力，人工調(diào)配噴播基材的土壤肥力，為植被生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的立地條件，加上合理搭配喬灌草植被，可營(yíng)造穩(wěn)定立體生態(tài)系統(tǒng)，有助于保持巖石邊坡的長(zhǎng)久穩(wěn)定和綠化。