客土喷播在废弃矿山边坡复绿的喷播技术

程旭 孟佳池 崔浩

摘    要：近年来，广泛参与生态环境治理及地质灾害环境治理工程施工，积累大量的施工经验与技术。就工程实例探讨边坡复绿和挂网客土喷播施工，期待完善此类施工技术。所谓客土喷播技术，就是将植物生存的基本条件即：土壤、水、木纤维、保湿剂、粘土剂、复合肥、混合种子、稻壳按照一定比例混合，经过机械充分搅拌均匀后，利用客土喷播机提供的动力喷射到坡面上形成适合植物生长的土壤层，种子发芽、生长成坪后，可以对边坡的稳定起到有效的保护，从而达到快速重建植被生态系统和生物护坡的目的。

关键词：废弃矿山;煤矸石;边坡复绿;客土喷播;生态环境修复

1  前言

客土喷播是上世纪90年代末期从日本引进中国的一项新型绿化技术。目前，在我国南方地区广泛应用于公路、矿山、景区等边坡绿化的生态防护和生态环境恢复治理工程。结合实例介绍该项技术在废弃露天矿边坡的应用，对施工工艺、施工方法及注意事项做比较详细的阐述。

客土喷播是指使用专用机械设备（客土喷播机），将客土、植物种子和各种添加物均匀地混合在一起，以压缩空气或高压水流为输送载体，把混合物料喷附于立地条件较差的边坡表面，使之形成稳定的营养土层，在坡面上创造出宜于植物生长的小环境，种植出可粗放管理的植物群落，最大程度地实现水土保持，恢复自然生态。在我国北方地区由于降雨量偏少、气候寒冷等原因，应用尚不十分广泛，本文结合新邱废弃矿坑煤矸石山边坡复绿工程的实施，对该项技术作一介绍。

2  针对新邱煤矸石山概况

2.1  历史遗留生态问题

阜新市新邱区地处辽西北生态脆弱地区，曾是国家建国初期重要的工业基地，也是辽宁省目前重要的工业及矿产资源型城市，新邱区更是辽宁第一锹煤的开采地。阜新市虽因煤而生，但为我国经济及工业发展做出巨大贡献的同时，由于采煤对生态造成了严重破坏，遗留下诸多环境问题，最为典型的即是长宽达几公里的巨大矿坑以及大面积堆积的煤矸石山所带来的一系列生态与地质环境破坏。新邱区的矿区活动对原生的地形地貌景观影响和破坏程度很大。矿山开采为重大的人类工程活动，开采过程对原始地形地貌景观进行巨大改变，青山绿水变成采坑和矸石山，矿山开采破坏地表原生植被，破坏动植物生长环境，破坏土壤结构，致使地表裸露、土地贫瘠、土地功能退化甚至丧失，满目疮痍。

2.2  氣象条件

新邱区属北温带大陆季风气候，城区四季分明，雨热同季，光照充足，雨量分布不均，易出现阶段性干旱。一月最冷，平均气温为-11.6℃，极端最低气温-28.4℃。7月最热，平均气温为24.2℃，极端最高气温40.6℃。新邱区年降雨量分配不均，多集中在5～9月，降水量平均为360mm，占全年降水量的67.7%，而在1月、2月、12月，降水量仅占全年降水量的1.7%，降水量平均值为9mm。春秋两季的雨量较少，其降水量各占全年降水量的12.4%及18.2%。春季多西南风，少雨，地面干燥;秋季多西北风。据气象局提供的相关气象资料，多年平均降水量约400mm，7～8月降水量占全年55%，蒸发量大于降水量，多年平均蒸发量为1700mm，是多年平均降水量的3.3倍，年平均相对湿度59%。水分蒸发量多年平均为1700mm，其蒸发量大于降水量，多年平均蒸发量是多年平均降水量的3.3倍。主要灾害性气候有伏早、寒潮、洪灾、冰雹、大风等。

2.3  地形地质条件

煤矸石边坡多为大量历经不等、形状不同的颗粒以不同的排列方式自然堆积而成，结构疏松，属于散粒体的一种。由于采用倾倒或自然滚落堆起，煤矸石边坡坡度基本都大于40°稳定性极差，边坡坡面裸露、几乎无植被覆盖。

3  施工方案

露天矿山开采对生态环境的影响非常严重，退役后的矿山治理不善容易诱发泥石流等自然灾害并 加速周边土壤的退化，导致土地资源的巨大浪费。客土喷播技术已经在废弃矿山地质环境整治护坡工程中广泛使用。客土喷播的施工技术方案根据具体的项目有所差异，普遍采用的挂网客土喷播技术包括了施工前准备（）即结合当地气候条件和已有的成熟经验进行调配基材客土和植物种子的选择混合等）、对边坡的处理、固定锚杆和挂网、喷播、工程养护等五个步骤。挂网客土喷播技术对工程施工过程有着严格的要求，为了确保喷播质量和效果，需要特别注意以下几个方面问题：

（1）基材的配制和植被的选择。基材配比是实施喷播最基础又最关键的一步，基材配制不合理往往会导致客土基质板结、植物生长困难，最终导致基质剥离、脱落。针对施工作业面土壤或岩面性质以及当地气候条件、施工时间选择种子，应选择抗旱、耐贫瘠、根系发达、生长快的多年生品种。

（2）清理作业面。裸露的断崖和边坡，必须要达到设计的坡率和平整度才能进行边坡绿化防护。

（3）工程排水处理。绿化防护工程设置合理的排水沟至关重要，要采取有效措施对边沟和截水沟做好防渗处理，确保不出现积水、渗漏等现象。

（4）固定锚杆与挂网。锚杆是挂网的基础，按照设计与规范要求严格控制挂网锚杆的规格、间距、锚固长度和数量，挂网连接应牢固。

（5）养护管理。喷播完工后及时覆盖无纺布，以免雨水冲刷，造成喷播材料流失，30d～40d 后揭无纺布炼苗。喷播区域喷播2天后开始适量浇水，浇水前要严格检查喷播区域土壤的干湿情况后再进行浇水。保证喷播后草籽位置的潮湿度。在草逐渐生长出来的过程中，适时观察是否需要施肥及防治病虫害。

4  客土喷播核心功能

客土喷播技术是一种强制绿化手段，根据草种生长的特点，利用喷灌技术原理，采用机械化作业的一门新技术，是水土保持、护坡绿化、生态环境修复的一种有效措施和方法。利用当今的最新科技成果和先进的边坡植被绿化理念，人工制造出一个最适于植物生长的土壤培养基。这种“人工土壤”具有稳定的类似于“蜂巢”的团粒结构，既有保水性、保肥性，又有透水性、透气性，还能有效抵抗雨蚀和风蚀，防止水土流失。所以，本技术制造出的“土壤培养基”具有无与伦比的水土保持能力，为植物生长提供了最好的保障。

4.1  特点

（1）客土喷播技术不受地带和地域限制，适用范围广。（2）绿化效果好。（3）缩短植被建植工艺流程。（4）解决了高陡边坡建植难的问题。该技术采用高压设备，可以把配备好的喷播材料喷到几十米甚至上百米高的边坡上，是人工播种或常规播种机播种都无法比拟的。（5）客土喷播速度快，可以进行大面积喷播，成活时间短，2个月左右基本上覆盖。（6）护坡防治水土流失。（7）重建植被生态系统。

5  结束语

客土边坡复绿生态防护目标：生态防护主要通过营造一层和周围环境相容的表土，人工种植乡土草木，并为自然草木提供合适的生长 环境，最终达到与自然环境相协调。它对边坡的防护作用主要是利用植物根系固定边坡浅层表土，利用植物的茎和叶对边坡的覆盖，防止水流对坡面的冲刷所造成的水土流失，可以对边坡的稳定起到有效的保护，从而达到快速重建植被生态系统和生物护坡的目的。从而对生态环境进行治理与修复。

参考文献：

[1] 李永强.边坡复绿与客土喷播施工技术[J].西部探矿工程，2017.

[2] 王来永.客土喷播技术在生态防护工程的应用进展[J].山西建筑，2015.

[3] 胡国长.废弃矿山客土喷播恢复初期基材养分动态变化[J].北方园艺，2013.