用于礦山邊坡生態(tài)修復(fù)的植被混凝土技術(shù)研究

張東東

摘 要 礦產(chǎn)資源的開(kāi)采為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了非常重要的貢獻(xiàn)，但在資源開(kāi)采的同時(shí)產(chǎn)生了很多礦山邊坡，對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境造成了不良影響。以植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)為研究對(duì)象，對(duì)其基本內(nèi)涵、原料及配合比、主要的技術(shù)指標(biāo)等進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)闡述了植被混凝土新技術(shù)的工藝流程，并分析了該技術(shù)在礦山邊坡生態(tài)修復(fù)中產(chǎn)生的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 礦山邊坡;生態(tài)修復(fù);植被混凝土;水土流失

中圖分類號(hào)：TU528.53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.26.100

礦產(chǎn)資源是我國(guó)資源結(jié)構(gòu)體系中非常重要的構(gòu)成部分，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了非常重要的貢獻(xiàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量的不斷提升，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也不斷增加[1]。但是，在礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中會(huì)形成大量的礦山邊坡，對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成不良影響。在我國(guó)大力建設(shè)生態(tài)文明的背景下，有必要采取措施對(duì)礦山邊坡進(jìn)行生態(tài)修復(fù)[1]。目前，針對(duì)礦山邊坡生態(tài)修復(fù)問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)了一種植被混凝土技術(shù)，不僅可以確保邊坡的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，還能對(duì)生態(tài)進(jìn)行有效修復(fù)，應(yīng)用效果顯著[2-3]。

1 植被混凝土新技術(shù)的基本內(nèi)涵

高陡邊坡如何進(jìn)行生態(tài)修復(fù)是非常難的問(wèn)題，植被混凝土生態(tài)修復(fù)新技術(shù)對(duì)此問(wèn)題具有良好的應(yīng)用效果。此項(xiàng)新技術(shù)主要是將水泥作為粘結(jié)劑，同時(shí)添加部分有機(jī)物和綠色添加劑，如肥料、植物種子、砂壤土等，將以上物質(zhì)充分均勻混合后，以噴射的方式對(duì)邊坡進(jìn)行處理。

1.1 植被混凝土原料之間的配合比

1）砂壤土。砂壤土必須具備良好的綜合性能，要具有一定的蓄水性能，滿足良好的熱條件和氣候條件要求。為了更好地促進(jìn)植被生長(zhǎng)，砂壤土中的含沙量需要控制在5%范圍內(nèi)，沙子粒徑不得超過(guò)8 mm，含水量不得超過(guò)20%。砂壤土的厚度需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，通常在8～12 cm范圍，厚度必須確保植被能夠可靠固定。植被混凝土中砂壤土的含量是最高的，通常在5%以內(nèi)。

2）水泥。主要起到粘結(jié)劑的作用，普通的PO 32.5型號(hào)硅酸鹽水泥較為常用，使用時(shí)可以根據(jù)具體條件選擇其他型號(hào)的水泥。水泥使用量應(yīng)該控制在砂壤土重量的8%～10%。

3）有機(jī)物。有機(jī)物的作用是作為肥料促進(jìn)植被生長(zhǎng)，醋渣、酒糟、稻殼、樹(shù)枝、秸稈等都可以作為有機(jī)物使用。如果是新鮮的有機(jī)物，在正式使用前需要進(jìn)行發(fā)酵處理。有機(jī)物的使用量應(yīng)該控制在砂壤土重量的5%～7%。

4）肥料。肥料有短效肥和長(zhǎng)效肥之分，通常需要同時(shí)使用以上兩種肥料，并且根據(jù)所選的植被類型科學(xué)選擇肥料的比例。短效肥可以確保植被在短時(shí)間內(nèi)快速增長(zhǎng)，而長(zhǎng)效肥則可以確保植被在后續(xù)的生長(zhǎng)中擁有足夠的養(yǎng)分，延長(zhǎng)植被的生長(zhǎng)時(shí)間。

5）保水劑。保水劑的作用是吸收水分，確保植被能夠長(zhǎng)時(shí)間被水分滋養(yǎng)。實(shí)踐應(yīng)用中，多使用吸水樹(shù)脂作為保水劑。通過(guò)使用保水劑能顯著提升植被混凝土的抗旱能力，保障植被的存活率。

6）植被種子。在選擇植被種子時(shí)，應(yīng)該充分結(jié)合本地區(qū)的氣候條件及礦山邊坡的地形地勢(shì)，確保植物能夠存活。另外，還要注意植被的季節(jié)搭配，確保在不同的季節(jié)均有植被能夠正常生長(zhǎng)。植被種子只需要設(shè)置在面層中即可，基層中不需要使用植被種子。

7）綠化外加劑。綠化外加劑類型很多，不同類型添加劑具有不同的作用。常見(jiàn)的包括團(tuán)粒劑、消毒劑、著色劑等，添加綠化外加劑的作用是促進(jìn)植被的生長(zhǎng)。在實(shí)踐應(yīng)用中，為了降低施工成本，可以回收化工領(lǐng)域中廢棄的磷石膏，不僅可以對(duì)土壤中的pH值進(jìn)行調(diào)整，還可以當(dāng)作肥料使用。綠化外加劑的使用量需控制在砂壤土重量的4%～5%。

1.2 植被混凝土新技術(shù)的重要指標(biāo)

礦山邊坡生態(tài)修復(fù)中，植被混凝土技術(shù)屬于新興技術(shù)，可分別從物理、化學(xué)和生物學(xué)指標(biāo)3個(gè)方面對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行控制。1）物理指標(biāo)。植被混凝土的密度大小應(yīng)該控制在1.2～1.5 g·cm-3，厚度可以結(jié)合實(shí)際情況合理確定，孔隙率需要控制在34%～45%，抗壓強(qiáng)度應(yīng)該控制在0.39～0.50 MPa。2）化學(xué)指標(biāo)。為了確保植被能夠正常生長(zhǎng)，整體的pH值需要控制在7.2～8.5，有機(jī)物、堿解氮、速效磷、速效鉀等肥料的含量需分別控制在

5～30 g·kg-1、25～70 mg·kg-1、50～300 mg·kg-1和200～500 mg·kg-1范圍內(nèi)，確保植被能夠獲取足夠的養(yǎng)分。3）生物學(xué)指標(biāo)。植被混凝土中主要對(duì)微生物的數(shù)目、基礎(chǔ)土壤呼吸和轉(zhuǎn)化酶有明確要求，合理區(qū)間分別為106～

107 CFU·g-1、2～10 mg·kg-1·d-1、10～20 mg·kg-1·d-1。

另外，植被混凝土還應(yīng)該具有一定的防沖刷能力和植物生長(zhǎng)率指標(biāo)。完成植被混凝土的噴射工作后，應(yīng)該能夠抵抗年平均2 000 mm降雨量的沖刷。植被種子的發(fā)芽率應(yīng)該控制在90%以上，待植被生長(zhǎng)完成后，對(duì)礦山邊坡的覆蓋率需要超過(guò)95%，且整體生長(zhǎng)良好。

2 礦山邊坡應(yīng)用植被混凝土新技術(shù)的工藝流程

2.1 礦山邊坡整理

對(duì)礦山邊坡上存在的各種雜草、浮土、浮石、落葉、枯枝等進(jìn)行徹底清理，對(duì)不是特別牢靠的巖石進(jìn)行擊落處理。另外，如果礦山邊坡上存在明顯的凹坑，需要使用水泥砂漿先進(jìn)行填平處理。

2.2 安裝固定復(fù)合網(wǎng)、錨釘

按照規(guī)劃設(shè)計(jì)的圖紙對(duì)邊坡上的錨釘進(jìn)行固定安裝，在安裝網(wǎng)片時(shí)按照從上到下的方向進(jìn)行施工，在鋪設(shè)加筋網(wǎng)時(shí)必須確保處于張緊狀態(tài)。如果網(wǎng)片需要搭接，則搭接寬度需要超過(guò)5 cm，并且通過(guò)18#鐵絲進(jìn)行牢固綁扎。地面和復(fù)合網(wǎng)片之間的距離需控制在7～8 cm，特殊情況下可以使用支撐物進(jìn)行支撐，以保障兩者之間的間距[4]。

2.3 植被混凝土的噴射

按照設(shè)計(jì)的混合比例，利用攪拌機(jī)對(duì)各種原材料進(jìn)行充分混合后，對(duì)植被混凝土進(jìn)行噴射施工。植被混凝土整體上可以分為基層和表層，厚度分別為7～8 cm和1～2 cm。基層噴射施工時(shí)，混合料中無(wú)需加入植物種子，表層噴射施工時(shí)，需要按照一定比例添加植被種子。噴射方向要求與邊坡面保持垂直，避免出現(xiàn)仰射的現(xiàn)象，對(duì)于不容易噴射到的地方需要重點(diǎn)進(jìn)行噴射，禁止發(fā)生漏噴的現(xiàn)象，并且要確保整體噴射的均勻性。

2.4 無(wú)紡布覆蓋及后期養(yǎng)護(hù)

完成植被混凝土的噴射工作以后，需要馬上在表層覆蓋無(wú)紡布，要求無(wú)紡布的單位重量為28 g·m-2，這樣做可以加速植被種子的發(fā)芽生長(zhǎng)，提升種子的發(fā)芽率。此外還需要噴水養(yǎng)護(hù)，確保植被種子始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，整個(gè)周期大約為50 d。在噴水時(shí)必須控制噴水的力度，不得使用高壓水直接進(jìn)行噴射，不然會(huì)對(duì)植被混凝土表面造成沖刷，影響其強(qiáng)度。通常情況下，植被混凝土在完成噴射6 d以后，就能夠抵抗正常雨水的沖刷。

3 礦山邊坡生態(tài)修復(fù)新技術(shù)的應(yīng)用效益

3.1 生態(tài)效益

隨著我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采力度的不斷增加，形成了大量的礦山邊坡，對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。通過(guò)應(yīng)用植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)對(duì)礦山邊坡進(jìn)行修復(fù)，能夠很好地防止邊坡出現(xiàn)山體滑坡問(wèn)題。同時(shí)，在邊坡上種植大量的植被，達(dá)到了美觀的效果，還可以對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境起到一定的調(diào)節(jié)作用。在進(jìn)行植被混凝土技術(shù)施工時(shí)，還會(huì)修建配套的排水溝、蓄水池等項(xiàng)目，結(jié)合植被本身的蓄水能力，能夠有效地改善礦山邊坡區(qū)域的水土保持能力[5]。綜上，礦山邊坡生態(tài)修復(fù)中使用植被混凝土新技術(shù)可以起到很好的生態(tài)效益。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

植被混凝土生態(tài)修復(fù)新技術(shù)與其他的傳統(tǒng)礦山邊坡修復(fù)技術(shù)相比較而言，整體的技術(shù)難度不高，投資相對(duì)更少，并且此項(xiàng)技術(shù)后續(xù)的維護(hù)、維修成本也相對(duì)較低，所以可以節(jié)省一定的生態(tài)環(huán)境治理成本。更重要的是，可以充分結(jié)合礦山附近區(qū)域的氣候條件、地形地貌特征種植經(jīng)濟(jì)作物，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

自黨的十八大提出要建設(shè)生態(tài)文明社會(huì)以來(lái)，我國(guó)不斷加大生態(tài)文明建設(shè)力度，對(duì)礦山邊坡的治理力度也在不斷強(qiáng)化。植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)不僅可以對(duì)礦山邊坡起到加固的作用，還可以對(duì)附近的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有顯著的生態(tài)效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）