植生毯與生態(tài)袋復(fù)綠技術(shù)在西南巖溶區(qū)天然氣管道工程中的應(yīng)用探討

廖曉煒，龍 莉

(1.四川省鑫宇石油技術(shù)服務(wù)有限公司，成都，610094；2.中國石油工程建設(shè)有限公司西南分公司，成都，610094；3.四川省水利科學研究院，成都，610072)

0 引言

天然氣管道施工將對管道沿線作業(yè)帶內(nèi)地表植被產(chǎn)生破壞，造成地表裸露，加速水土流失，破壞生態(tài)環(huán)境。西南巖溶區(qū)部分地段坡度大、土層薄、抗沖能力弱，坡面保水、保土、保肥能力不足，該區(qū)域內(nèi)管道施工作業(yè)帶沿線普遍存在植被生長困難、復(fù)綠效果差等問題。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，施工結(jié)束后直接撒播草籽、栽種喬灌木等常規(guī)植物措施復(fù)綠，但效果差，難以達到規(guī)范標準要求的林草植被恢復(fù)率。隨著相關(guān)監(jiān)督部門和建設(shè)單位對天然氣管道工程水土保持以及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工作越來越重視，探索適用于西南巖溶區(qū)天然氣管道工程施工作業(yè)帶的復(fù)綠措施將具有重要意義。

1 立地條件分析

西南巖溶區(qū)，即云貴高原區(qū)，屬于全國水土保持區(qū)劃中的一級分區(qū)，包括四川、貴州、云南和廣西4省(自治區(qū))共273個縣(市、區(qū))的巖溶分布集中而又連片的地區(qū)[1]。是我國土壤侵蝕的主要區(qū)域之一，也是我國基巖裸露度最高、生態(tài)問題最突出的區(qū)域[2]。

天然氣管道工程為線性工程，在西南巖溶區(qū)，天然氣管道沿線地貌高低起伏，多數(shù)區(qū)域坡度在15°～30°，部分地區(qū)坡度甚至超過60°。除平地段外，沿線原始土層淺薄，表土層厚約5cm～10cm，部分區(qū)域直接巖石出露。管溝施工開挖回填后，作業(yè)帶裸露，表層多為松散的巖石碎屑，無表土層覆蓋。根據(jù)都勻至凱里天然氣管道工程現(xiàn)場情況，管道施工結(jié)束后，在原土地上利用類型為林草地的草籽在施工作業(yè)帶范圍內(nèi)撒播，在經(jīng)歷強降雨后，草籽被沖刷至坡腳，坡面基本無植被覆蓋，復(fù)綠效果差，而且造成了嚴重的水土流失。根據(jù)工程經(jīng)驗總結(jié)，在西南巖溶區(qū)實施的天然氣管道工程，施工結(jié)束后，施工作業(yè)帶植被立地條件差，常規(guī)復(fù)綠措施，如撒播草籽，種植喬、灌木效果差，復(fù)綠難度大。

2 復(fù)綠措施

針對西南巖溶區(qū)實施的天然氣管道工程施工作業(yè)帶立地條件差、常規(guī)復(fù)綠措施效果差、復(fù)綠難度大等問題，借鑒植生毯、生態(tài)袋在公路邊坡、河流護岸等復(fù)綠工程中的廣泛應(yīng)用[3-5]，探索將植生毯以及生態(tài)袋復(fù)綠技術(shù)應(yīng)用于西南巖溶區(qū)天然氣管道工程。

2.1 植生毯

2.1.1 技術(shù)簡介

植生毯是目前最受歡迎的一種高陡石質(zhì)、砂質(zhì)邊坡最簡潔、最有效的生態(tài)防護措施[6]。其是采用生產(chǎn)機械將一定規(guī)格的植物纖維或合成纖維毯與種子植生帶復(fù)合在一起的具有一定厚度的水土保持產(chǎn)品。其核心技術(shù)是利用纖度為5D～50D的纖維加工成孔隙率達70%～90%的復(fù)合纖維毯，草種和其生長所需成分(保水劑、肥料、土壤改良劑等)被均勻織入其內(nèi)，而后直接鋪覆在待綠化目的地的一種新型簡捷生態(tài)建植護坡技術(shù)。這種技術(shù)將植物種子與肥料均勻混合，數(shù)量精確，草種、肥料不易移動，草種出苗率高、出苗整齊、采用可自然降解的紙或無紡布等作為底布，與地表吸附作用強，腐爛后可轉(zhuǎn)化為肥料，同時具有運輸方便、操作簡單、抗沖力強等特點，將土壤改良與植物種植一次完成[7-8]。

2.1.2 適用范圍

適用于各種穩(wěn)定的土質(zhì)、土石邊坡，坡度小于或等于30°的管道施工作業(yè)帶。

2.1.3 技術(shù)要求

植生毯自上而下組成為：上網(wǎng)層(加筋網(wǎng))+纖維層(稻草、麥秸或椰絲)+底層(紙、種子、保水劑、肥料、纖維布)。

植物采用草籽+灌木種子混合，植物種子應(yīng)根據(jù)具體情況選用適宜當?shù)厣L且具有良好水土保持效果的灌、草組合以及混合比例。每平米生態(tài)袋植物種子不低于30g。

2.1.4 施工技術(shù)要求

(1)植生毯鋪設(shè)前，清除管道作業(yè)帶內(nèi)已死的雜草、草根、施工垃圾、較大的巖石等不利種子生長的東西，清除后采用鐵耙將邊坡?lián)?。若管道作業(yè)帶內(nèi)無表土回覆，為保證植物生根，植生毯鋪設(shè)前需在地表覆一層表土，覆蓋厚度不應(yīng)低于3cm。

(2)植生毯自上而下鋪設(shè)，鋪設(shè)時應(yīng)與土質(zhì)、土石坡面充分接觸，每塊植生毯鋪設(shè)完成后，采用15cm～20cm木樁或U型鐵釘固定，按1m～1.5m間距交錯固定；相鄰兩塊植生毯進行搭接，搭接寬度不應(yīng)小于20cm，搭接處采用15cm～20cm木樁或U型鐵釘固定，按1m～1.5m間距固定；植生毯四周采用挖溝固定，溝的規(guī)格是寬30cm，深50cm。

(3)植生毯鋪設(shè)完成后，采用人工或機械在其表面均勻覆土不低于5cm，覆土后平整碾壓，讓植生毯與土壤充分結(jié)合，起到保證草種發(fā)芽率和更好地固定植生毯的作用。

圖1 植生毯綠化通用設(shè)計

2.1.5 養(yǎng)護[9]

(1)植生毯鋪設(shè)后應(yīng)立刻噴水，保持地表2cm～3cm濕潤，直至種子發(fā)芽。

(2)夏季應(yīng)適時噴水。

(3)植被覆蓋保護層形成后的2a～3a內(nèi)，注意對灌草植被組成實施人工調(diào)控，以利于目標群落的形成。

2.2 生態(tài)袋

2.2.1 技術(shù)簡介

生態(tài)袋復(fù)綠技術(shù)能在改善土壤面貌的基礎(chǔ)上，加快修復(fù)區(qū)地表植被的恢復(fù)與穩(wěn)定，有效促進生態(tài)的綠色、可持續(xù)發(fā)展[10]。生態(tài)袋是一種以聚丙烯或者聚酯纖維為原材料制成的高分子復(fù)合材料生態(tài)編織[11]。利用透水性能及通過滿足植物生長的等效孔徑設(shè)計，實現(xiàn)只透水、不透土，既能防止填充物(土壤和營養(yǎng)成分混合物)流失，又能實現(xiàn)水分在土壤中正常交流[12]，植物生長所需的水分及養(yǎng)分得到了有效地保持和及時地補充，植物可以通過生態(tài)袋自由生長[13]。三維排水連接扣使單個生態(tài)袋體聯(lián)結(jié)成為一個整體的受力系統(tǒng)，有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和抵抗破壞。生態(tài)袋及其組件具備在土壤中不降解、抗老化、抗紫外線、無毒、抗酸堿鹽及微生物侵蝕的特點，并且可以回收利用[9]。

2.2.2 適用范圍

適用于各種穩(wěn)定的土質(zhì)、土石邊坡，坡度大于30°的管道施工作業(yè)帶。

2.2.3 施工技術(shù)要求

2.2.3.1 施工準備

(1)施工工具：鏟、水準儀、卷尺、夯實機、掃帚、手推車、標線等。

(2)種子處理[14]：考慮灌木種子種皮較厚，根據(jù)需要，需對種子溫水浸泡處理和催芽處理，具體措施依據(jù)種子的特性，以保證灌木的正常出苗。但應(yīng)注意嫩芽不宜過長，否則在土壤攪拌時，出現(xiàn)幼芽受損，影響灌木出苗率。

(3)生態(tài)袋填充：若管道作業(yè)帶有剝離的表土，優(yōu)先采用表土填充。若作業(yè)帶內(nèi)主要為巖石碎屑，無土層覆蓋，不具備就地取土裝填條件，需外購耕植土，外購耕植土應(yīng)為透水性良好的沙土，避免采用透水性差的粘土，外購的耕植土堆放于需砌筑生態(tài)袋的坡腳下，與復(fù)合肥、植物種子等混合，每立方米耕植土中復(fù)合肥、植物種子拌入量分別為140g、200g，植物種子應(yīng)根據(jù)具體情況選用適宜當?shù)厣L且具有良好水土保持效果的灌、草組合以及混合比例。

生態(tài)袋選用規(guī)格為810mm×430mm，種子、肥料與耕植土混合均勻后，裝入生態(tài)袋內(nèi)，每個袋子填充量不低于80%，填充后尺寸約為650mm×350mm×15mm。裝好一個標準袋子后，用磅秤稱量并記錄重量做為其后裝袋的樣板，保證每個袋子裝填量偏差不超過±5%，裝填完成后采用工業(yè)用手提縫紉機或者扎口帶封口。裝好的生態(tài)袋應(yīng)在幾天內(nèi)施工完畢，避免過長時間暴露或淋雨。搬運時，要離地搬運，禁止在地面拖行或滾動搬運[15]。

2.2.3.2 坡面處理

采用人工或機械清理管道作業(yè)帶坡面的松散碎石、不穩(wěn)定土體等，避免存在不穩(wěn)定坡面。清除尖銳物體，避免將生態(tài)袋劃破。小的坑洼采用碎石填平并夯實，經(jīng)整理后的坡面應(yīng)大致平順。

施工作業(yè)帶坡面長度超過10m時，每10m坡長清理一個水平臺階，臺階兩側(cè)各超出施工作業(yè)帶1m，寬度2m～3m，臺階需夯實，避免出現(xiàn)沉降、塌陷。

2.2.3.3 基礎(chǔ)施工

每個水平臺階處開挖基坑，基坑寬度不小于生態(tài)袋長度，深度不小于0.5m，開挖后夯實，底部覆10cm砂礫墊層，生態(tài)袋丁字形-10°反坡擺放不少于2層。

2.2.3.4 生態(tài)袋砌筑

自下而上，“品”字形層層錯縫碼放，最底層采用-10°反坡穩(wěn)固坡腳。將三維排水聯(lián)結(jié)扣水平放置在兩個袋子之間靠近袋子邊緣的地方，以便每一個三維排水聯(lián)結(jié)扣騎跨兩個袋子，搖晃扎實袋子，以便每一個三維排水聯(lián)結(jié)扣刺穿袋子的中腹正下面。每層袋子鋪設(shè)完成后用木槌夯實(或在上面放置木板并由人踩踏壓實)，這一操作用來確保三維排水聯(lián)結(jié)扣和袋子之間良好的聯(lián)結(jié)。鋪設(shè)袋子時，注意把袋子的縫線結(jié)合一側(cè)向內(nèi)擺放[15]。

重復(fù)上述操作，直至將生態(tài)袋鋪設(shè)至坡頂，頂部生態(tài)袋長邊垂直坡面放置，以提供一個可靠頂部，然后用粘土將頂部完全覆蓋。

圖2 生態(tài)袋堆砌施工示意

生態(tài)袋砌筑完成后，在相鄰袋子縫隙點播植物種子，具體方法為把植物種子(灌、草混合)和土壤按照3∶7配比拌均勻，然后在空隙內(nèi)點播。

2.2.3.5 排水設(shè)施

坡長較長、坡面匯水面積較大的區(qū)域需在上坡側(cè)設(shè)置截水溝，攔截坡面匯集的雨水，避免對下坡沖刷，影響生態(tài)袋堆體穩(wěn)定。

截水溝將坡面徑流引至自然水系，若周邊無自然水系，將地表徑流引至耐沖刷區(qū)域。排水溝采用生態(tài)袋砌筑，斷面選用矩形或梯形，斷面尺寸根據(jù)坡面來水量計算確定。

2.2.3.6 養(yǎng)護管理

養(yǎng)護管理分為連續(xù)性養(yǎng)護和自然養(yǎng)護兩個階段，養(yǎng)護具體包括澆水、施肥、整苗、病蟲防治等。

(1)澆水：在連續(xù)性養(yǎng)護階段，平均2d～3d噴水一次(若遇降雨可不澆水)。澆水時，注意保護坡面，不可大水高壓猛沖猛澆。養(yǎng)護90d過后，待植被生長成團后適當控水，促使其根系向深土層伸展，提高抗旱、抗寒性。

(2)施肥：生態(tài)袋鋪設(shè)完成2個月左右，進行一次施肥，要求營養(yǎng)全面。尿素用量為5g/m2～10g/m2，復(fù)合肥用量約20g/m2。每年春季4-5月和秋季9-10月各實施一次施肥，建議施肥量：春季尿素15g/m2，復(fù)合肥35g/m2，秋季可適當加大P、K肥用量，復(fù)合肥施用量40g/m2。實際施肥量需根據(jù)植被生長情況和生長季節(jié)靈活掌控[14，16]。

(3)病蟲害防治：結(jié)合植被生長狀況，做好病蟲害防治工作。如：青蟲、蚜蟲、立枯病、腐爛病等病蟲害。

3 結(jié)語

植生毯與生態(tài)袋已在公路邊坡、河流護岸等復(fù)綠工程中廣泛應(yīng)用，能在解決工程區(qū)水土流失的同時實現(xiàn)景觀綠化，具有良好的社會、生態(tài)及經(jīng)濟效益。其施工方便快捷，創(chuàng)造了植物生長基層，可針對性地解決西南土石山區(qū)天然氣管道工程施工作業(yè)帶復(fù)綠過程中的擾動面積大、土層薄、植物立地條件差、常規(guī)復(fù)綠措施難度大等問題，具有廣泛的應(yīng)用前景。