受损山体生态修复技术的设计应用

梁延安 郑 雄 刘怀江 陈 林 王 奔

中国建筑第二工程局有限公司 湖南 长沙 410005

在长江沿线受损山体治理中开展以复绿为主的生态修复工作，同时结合景观设计，选择合适的治理手段，为沿江城镇居民创造良好的生活环境，在达到减灾效果的同时创造良好的社会和环境效益。现结合矶山工业园1号矿场段受损山体治理工程中生态修复技术的设计应用对该技术设计工作进行探讨[1-6]。

1 工程概况

江西省九江市彭泽县矶山生态治理为长江大保护彭泽项目的一子项，该项目工程范围涵盖长江彭泽段矶山工业园区至马当湖西渡口段，共计10处，治理面积65万 m2。本次设计为该项目中的1处——矶山工业园区1号矿场段，治理面积约8万 m2（图1）。

图1 受损山体位置示意

2 安全等级确定

根据规范，本项目所处受损山体滑坡防治工程等级为Ⅱ级。

计算工况可选择“自重（天然状态）”和“自重＋暴雨（饱和状态）”2种工况进行设计验算。

3 地质环境影响评估

矶山工业园区1号矿场位于县城以东矶山生态工业园内，北侧坡脚为心连心化工设备有限公司在建厂区，交通方便。北侧坡脚为厂区企业在建厂区备用荒地，坡脚无居住区人口，有零星工地作业人员，属一般评估区；在设计阶段处于停工待治理状态，矿场不再开挖砂岩石料，生产建设规模属小型；无可见地下水渗流现象，岩性为砂岩与泥岩互层，裂隙发育，泥岩为软弱层，矿区所在地块地质环境条件复杂程度属中等。故该受损山体地质环境影响评估等级为三级。

3.1地质环境条件

山体为一近N E E 走向山体，现状开挖边坡高15.0～95.0 m，长约680 m，单侧山体破损，自然坡度以20°～55°为主，开挖坡面以坡度50°～65°顺层开挖为主，局部开挖坡度接近90°，局部开挖坡面高低不平或呈台坎状。开挖坡面多有基岩外露。

本矿区出露地层主要有第四系全新统人工堆积物、第四系全新统残坡积物、全新统滑坡堆积物、上泥盆系五通组。

岩层产状主要为NE80°/NW60°～65°，工程区内未见大的地质构造带，主要发育①组层面及②、③二组裂隙。

地下水主要分为孔隙性潜水和基岩裂隙水2种类型，主要补给形式为大气降水，最终排泄为河流或沟谷。

3.2边坡稳定性分析

根据边坡的岩性特征及破坏方式，将边坡划分为2个区段，并进行稳定分析（图2）。

图2 分区平面布置示意

Ⅰ区边坡长约510 m，坡高30～95 m，顺坡向结构不稳定，结构面组合交线有较不稳定、稳定2种结构形式。山体北部局部为顺坡向不稳定结构边坡。边坡存在顺层面或裂隙面滑动破坏及楔形块体崩落破坏2种破坏形式。

Ⅱ区边坡长约170 m，坡高15～30 m，开挖边坡产状主要为NE70°/NW60°～70°，岩体主要为强风化泥岩，裂隙、层面不明显，岩体破坏主要受岩体自身强度控制，边坡以滑动破坏及陡坎处岩体崩落破坏2种破坏形式为主。

对Ⅰ区土坡进行稳定复核，结果见表1。

表1 Ⅰ区土坡稳定系数计算结果（原状边坡）

通过计算，Ⅰ区地块土坡状态不稳定，采用削坡方法处理，按1∶1.75进行削坡，处理后的边坡稳定安全系数见表2。

表2 Ⅰ区土坡稳定系数计算结果（处理后）

3.3防治措施

Ⅰ区边坡建议清除坡面既有的松动岩块体，然后进行削坡处理，对潜在的顺层滑动破坏岩体或崩落破坏楔形块体进行系统锚固，对破碎岩体坡面进行挂网喷护。基岩边坡采用分级开挖方式，规定坡高≤30 m，开挖选择1∶0.75的坡比。

Ⅱ区边坡建议直接进行削坡处理。坡高不大于30 m，建议开挖坡比1∶1。

清除堆积于坡角或坡面的开矿弃渣。坡顶或侧坡设置截水措施，并在坡脚修建隔离挡墙，隔离将来可能产生的坡面掉块。

4 边坡加固治理

拟对治理区域内各段岩质边坡中的危岩、松动的岩块进行清理，清理后，边坡表面以及坡顶不能有大块的孤石、浮石和危岩体。

对潜在的顺层滑动破坏岩体及崩落破坏楔形体进行锚杆锚固，锚杆直径25 mm、长6 m、间排距3 m。对较为破碎的坡面进行挂网喷混凝土支护，混凝土强度C20、厚度150 mm。坡面内裂隙较发育或渗水处设置泄水孔，间距3 m、孔径75 mm、长1.0 m。

坡脚修建浆砌块石拦挡墙，梯形截面，墙顶采用高1.5 m高速防护网进行防护。

截、排水沟选用C25混凝土，截面为梯形结构，底面宽800 mm、顶面宽1 200 mm、高800 mm。

5 生态景观修复

在本工程设计中，充分考虑受损山体地质及山体坡度等客观条件，最终确定根据山体坡度条件运用不同的修复技术相组合，确保工程效果达到最优化。

5.1山脚及平缓地带（坡度＜300°）

山脚平缓地带岩石裸露，通过在岩石表面开挖深槽，再覆盖种植土为植物创造地表生长条件，在该地带种植适宜当地生长气候的乔、灌木，同时地表种植草种固土保湿，改善地表环境。

5.2山腰地带（坡度30°～70°）

该段破损山体采用挂铁丝网高次团粒喷播工法进行复绿，通过调整高次团粒材料占比，确保植物生长养分及与山体的黏结强度。

在该区段采用冷暖季草籽＋地被＋灌木＋小乔木的种子组合，根据对当地植物以及草种的试验确定，在该地带使用百喜鸟＋金鸡菊＋油麻藤为主的种子组合，是确保植被生长的最佳组合（表3）。

表3 破损山体植被恢复工程量统计

5.3陡峭岩石地带（坡度＞70°）

在该地带利用植生槽复绿技术，通过将钢筋与坡面形成夹角，用混凝土将锚固定到受损岩体中，使所成坡面与山体呈“V”字形，然后在所形成的槽内放入种植土，创造植物生长环境，达到山体复绿的效果。

6 工程监测

6.1监测目的与任务

该工程监测包括3个阶段工作：

1）施工安全监测。对工程区内边坡进行实时监测，了解工程扰动等各因素对于边坡体的影响，同时将监测信息及时反馈给设计、施工单位，确保施工过程中的边坡安全。

2）防治效果监测。主要包括工程实施措施和坡体变化的监测，该监测资料同时作为后续工程完工后验收的依据，在本次设计中，暂定该监测时间为2年。

3）边坡长期监测。对进行工程治理后的边坡进行动态跟踪监测，了解其变化特征，以便后期对于地质灾害的稳定性以及工程技术效果进行评价。

监测工作的任务是通过各种测量，对坡体进行系统、可靠的变形监测。其主要内容包括零星危岩体崩塌监测、滑坡隐患体变形监测、地表变形监测、人工土堤、挡土墙及拦挡墙变形监测、治理工程结构位移监测以及巡视检查等。

6.2监测原则

在布设监测设备时应充分考虑耐久性、稳定性、可靠性和不易破坏等因素；所有的基准点均应选埋在边坡影响范围外稳定的基岩上。

在监测方法和监测仪器的选择上应该充分考虑其经济性、先进性以及可实施性等多重因素，同时应该保证设备的测量精度和灵敏度，以便其及时准确地反映边坡的动态变形过程。

主要技术要求：观测点位高程误差不大于1.0 mm，观测点位坐标误差不大于3.0 mm，裂缝宽度测量精度控制在0.5 mm内。

6.3监测方案

边坡监测主要工作为变形监测，包含拦挡墙、挡土墙、土堤加固变形以及边坡体变形和危岩监测，同时要进行相对应的水文、气象观测，对现场要进行日常巡查。

6.4监测频率

工程效果监测频率原则上要求：现场施工完毕后最初2个月为3次/月，每年4—6月雨季期间为2次/月，其他月份为1次/月，如遇暴雨或当发现有大的位移可能或其他异常情况时，及时增加观测次数。监测总次数暂定为36次。

长期监测周期暂定为20年，一般每年监测2次，汛期前后各测1次，共监测40次。

7 结语

在受损山体治理中，要综合考虑隐患治理和生态治理的多重结合，促进生态与工程的双向融合，尤其在当前国家环境整治大背景下，更要将绿色、环保理念切实贯彻在工程设计、实施、运营等各环节中。