高陡岩质边坡生态修复技术研究与应用

朱文景

（湖南省核工业地质局三0三大队，湖南 长沙410119）

早在2005年8月15日，在浙江湖州安吉县余村，习近平同志就提出了“绿水青山就是金山银山”的科学思想，现已成为习近平生态文明思想的核心内容，写入党的十九大报告和新修订的党章。在“两山理论”理论实践的大背景下，政府面临许多历史遗留的废弃矿山急需治理恢复，而传统的地质灾害防治措施已不能满足生态环境保护要求，需要通过栽种灌木、藤本等植物来和环境协调，这就需要解决如何在陡峭的岩质边坡上固定植物的生长土壤。下面通过一个工程实例来探讨高陡岩质边坡厚层基材喷播植生技术。

1 工程概况

龟坡废弃矿山边坡生态恢复工程位于长沙市雨花区跳马村，紧邻洞株公路西侧，地处长株潭生态绿心核心保护区，矿山周围植被覆盖率高，自然植被群落丰富。

该废弃矿山开采始于上世纪80年代末，现已停产关闭多年，边坡垂直高差达70米，边坡面积约29096㎡，矿山边坡地层为砂岩，呈强风化～中风化状，节理裂隙发育，共有3级坡，上部2级坡倾角大，大部分地段大于73°（坡比1：0.3），下部1级坡倾角在65°～70°，部分地段倾角大于73°（坡比1：0.3）。矿山边坡裸露地层为岩石，倾角大，坡面少土或无土，少水，少养份，植物生长环境恶劣，生态恢复难度大，常规的边坡生态恢复技术难以在坡面上建造出可持续的植被系统。2018年9月15日，我公司受当地政府委托，承担了该项目设计和施工一体化工作。

2 设计施工方案

边坡生态恢复采用“清坡+改良型厚层基材喷播植生+藤本植物系统”复合技术。

清坡：清除坡面危岩、松动块石等，消除坡面表层地质灾害。

改良型厚层基材喷播植生：首先在坡面上通过锚杆、刚性结构网、生态棒等来将基质层固定在坡面上。再将本土草本及灌木种子与特制的粘合剂、保水剂、抗蒸腾剂及有机质、种植土等按一定比例混合后，通过特制专用机械喷射到高陡岩质坡面上，使基质层的厚度达到12cm，局部地段由于坡面下凹，基质层厚度可达15cm。

藤本植物系统技术：即“藤立方”体系，将本土藤本植物种植在边坡平台及坡底种植槽中，种植槽内置专用基质肥，本次主要采用常青与开花的藤本植物。

3 施工技术特点及难点

3.1 改良型厚层基材喷播植生技术

改良型厚层基材喷播技术是使用特制喷播机械设备将耕植土、有机质、有机肥、复合肥、植物纤维、保水材料、植物种子组合、固化剂及改良调节材料等混合料喷射到钉网处理后的岩面上，由于植物纤维及固化剂的粘结作用，上述混合物可在岩石表面上形成一层具有连续空隙的硬化固结体，一定程度的硬化体有机基材可免遭降雨冲蚀，空隙内充填了植物种子、土壤、肥料、保水材料等，空隙既是种植基质的填充空间，也是植物根系的生长空间，是实现快速强制绿化的一种高陡岩质边坡绿化新技术。该技术具有以下四个优点：

（1）改良型有机基材抗雨水冲刷能力强，植被根系系统固土护坡效果好；

（2）适应于高陡岩质边坡；

（3）有机基材具备仿生植物生长团粒土壤结构，能建植和谐稳定的植被生态系统；

（4）施工机械化、专业化、规模化程度高。

改良型厚层基材喷播植生施工工艺流程如下：施工准备——坡面清理——安设生态棒（高陡较光滑岩面）——坡面及平台挂菱形铁丝网——厚层有机基材底层喷播（厚10cm）——有机基材面层（种子层，厚2cm）喷播—坡面安装喷灌管线系统——无纺布覆盖——养护管理。

3.2 藤本植物系统技术

为高陡岩质边坡专门开发的一种生态恢复技术，亦称“藤立方”系统技术，主要由以下三部分组成：

（1）本土藤本植物：为2～3年容器苗，本次主要采用常青与开花的藤本品种。

（2）专用基质肥：为“藤立方”系统专门开发生产的基质肥，具有保水，保肥，透气及PH值适中四个特点，容重控制在850～880Kg/m³。

（3）种植槽：本次设计采用生态型种植槽，在坡底及平面平台上用生态袋构筑种植槽，其高为500mm，宽为1000mm,内置专用基质肥，藤本植物种植于基质肥中。

藤本植物系统技术施工工艺流程：施工准备——边坡坡脚、平台坡脚场地平整——生态型种植槽构筑——专用种植基质土的配置、回填——优选藤本植物定植-滴管管线安装——养护管理。

3.3 施工难点及措施

工程实施难点关键是基质层的固定和厚度满足设计要求。构造图见附图

设置在高陡较光滑的岩面材料、规格及布置密度满足设计图纸要求，生态袋填充料应密实且安装于坡面应水平。该工艺施工时操作工人需做好安全绳、安全带、安全帽等全套安全防护措施，施工工艺中的风镐钻孔锚钉稳固生态袋必须确保操作顺序为从上至下，坡面上部有人施工其所在的竖向坡面下部无操作工人，且应确保各操作工人的横向安全距离。

按设计图纸标准测量放线，用白灰做标记或插钎以便准确布孔；钻孔时应垂直坡面或成10°～15°上倾角钻入，一次成孔，孔间距允许偏差正负50mm；成孔后及时插入锚钉，防止孔内积杂物、浮土等；按设计图纸标准将铆钉与菱形铁丝网绑扎；锚钉孔内注浆后必须间隔24小时以上，方可进行下一道工序。

根据设计要求铺设菱形铁丝网，按从上到下顺序铺设并张紧，坡顶与网的搭接长度和网片间的搭接长度按设计标准执行。严禁在绑好的铁丝网上随意踩踏。

注意事项：施工条件要求：雨天不宜喷植施工；施工期间气温低于零度，不宜进行喷植施工；施工操作过程要求：有机基材的配方按设计规定要求，其混合物材料在拌合前其干度、粒径、孔隙度及PH值指标要满足设计要求，有机基材混合物在喷植前要搅拌均匀，搅拌时间不少于1分钟。喷植时喷枪口距坡面1000mm左右，喷枪与坡面的夹角尽量垂直，严禁仰喷，不允许漏喷，喷植次序从上到下，喷植完表面光滑平整。分两层喷植，喷层平均厚度达12cm，偏差不应小于10mm。喷植施工中必须控制好用水量，保证有机基材有足够的含水量而不流淌。在面层喷射完成后，铺盖无纺布进行保温。

4 结束语

对于岩质陡峭岩质边坡生态修复技术应因地制宜，我们通过实验段解决了高陡岩质边坡基质土和边坡融合为一体，为后续植物生长提供了稳定的环境，整个工程施工全部完成，目前，植物长势良好，在两年内逐渐与周围环境融为一体，做到了用自然的方法恢复自然。