襄阳市废弃矿山边坡复绿成功经验探讨

姚志龙,陈刚华,何秀红,何东文,唐传雄,李华兵,曾泽源,林 杞

(湖北省地质局第八地质大队，湖北 襄阳 441000)

1 引言

在湖北省人民政府的领导下，襄阳市自然资源局对襄阳市汉江沿岸周边10 km废弃矿山现状进行了前期调查，确定了修复矿山目标及工作方案。

修复工作主要解决矿山地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流地面塌陷等)、土地资源占用与破坏、地形地貌景观破坏、地下含水层破坏、水土环境污染五类问题。经过修复，矿山生态系统要与周边环境及自然条件达到和谐统一，因此适宜的生态修复手段对治理效果会产生较大影响。修复工作中，对矿山边坡植被复绿采用多种复绿方法，复绿效果差异性较大。其中，真武山南部山体边坡复绿施工复绿效果较好。

2 项目边坡地质环境

2.1 交通地理位置

真武山裸露山体位于襄阳市襄城区城市主干道环山路的南侧，西侧紧邻真武山道观，行政上隶属襄阳市襄城区管辖，地理位置为东经112°07′43.1″，北纬32°00′24.5″。项目区地处襄城区主城区，区域内交通条件十分便利。

2.2 地形地貌

真武山位于襄阳市襄城区环山路南侧，地处构造剥蚀低山区与汉江河谷平原区过渡地带。不稳定高边坡南部为丘陵区，属荆山及大洪山余脉，山脉脊线近东西向延伸，与岩层走向、构造线展布方向基本一致，坡角一般为30°，区域内最高点为扁山，海拔459.3 m。不稳定高边坡北部为汉江三级阶地后缘，紧邻汉江一级阶地，阶地总体较为平坦，阶面高程65～70 m左右，最低点为汉江河床，海拔61.12 m，区域内地势相对高差398.18 m。真武山裸露山体主要由地表人工采石形成，山体平面近于直线型，垂向坡度较陡，近乎直立，局部坡度大于90°。坡顶为真武山道观，海拔159 m，坡脚北部紧邻居民区和南渠，坡脚东侧为新建道观，海拔约70 m，临空面相对高差达69 m。

2.3 地层岩性及构造

真武山采石场项目区出露地层主要为寒武系中统覃家庙组(∈2q)含泥砂质白云岩、白云质灰岩、泥灰岩和寒武系下统天河板组(∈1t)泥质条带灰质白云岩，以及第四系人工填土(Qml)和含碎石粉质粘土(Q2)。

区域上地处扬子地台北缘与南秦岭—淮阳褶皱带结合部位。以扬子地台北缘断裂为界，北部属于襄枣断陷部分，南部属于大洪山台褶束部分。襄广断裂呈隐伏状态通过矿区北部，弧型延伸，近东西展布。其次以龙滩—尹集复式倒转向斜褶皱为代表，轴向近东西，向南倒转，轴面倾向北或北东，倾角53～75°；核部为志留系地层。与上述区域构造配套的次级构造中以断层较发育为主要特征，并造成多段地层缺失，但规模不大。次级褶皱不太发育，且大部分被第四系覆盖。

真武山采石场地处襄樊—广济断裂南侧，北与南襄盆地相接，山体由构造级别很低的向斜和背斜构成，向斜构造位于山顶，背斜构造横贯北坡上部，属于歪斜不协调褶曲，褶皱轴近东西向延伸，向西倾伏。背斜枢纽走向299°，倾角24°，轴面倾向NNE，倾角70～80°，背斜的南翼较短，地层产状变化大，东端倾角20°，西端倾角80～88°。而北翼地层产状较缓，岩层总体倾向350°，倾角30～40°。

2.4 水文地质条件

根据矿区内出露地层、岩性组合特征，及地下水在岩石中的赋存状态。将区内地下水划分为以下二类。

(1)松散岩类孔隙水：主要赋存于第四系冲砂和砂砾(卵)石层中，透水性强，其渗透系数通常为1～20 m/d。

(2)碳酸盐岩裂隙岩溶水：主要赋存于寒武系中统覃家庙群(∈2q)和下统天河板组(∈1t)碳酸盐岩地层中，岩性为中—厚层状白云岩，灰岩，其透水性、富水性受构造、岩性和地貌控制，其节理裂隙发育，充填物为石英、方解石脉，宽约1～5 mm，见溶沟溶槽溶蚀现象等。

2.5 土壤植被条件

项目区西南侧为岘山国家森林公园，园区植被良好，覆盖率高。

真武山裸露山体为一岩质山体，地表覆盖层厚度较薄，山体上部第四系覆盖层和强风化岩层，表面已有少量灌木植株在夹缝中生长，坡脚为人工填土和含碎石粉质粘土，土壤瘠薄，植物的自然生长条件较差，项目区内植被覆盖率较低。

3 边坡基本特征

真武山裸露山体位于真武山道观东侧，山体坡向120～150°，宽约410 m，高15～63 m，总体走向40°。坡体南西地势稍高，北东地势渐低，坡面剖面形态呈直线形，呈陡崖状，坡度大于70°，局部地段坡体外鼓，坡度达100°左右，山体中部地段坡体形成空腔，空腔高度约20 m，内凹深度约6 m，宽约10 m，空腔体积1200 m3。见图1的边坡形态。

图1 边坡形态

山体平面形态较平直，坡体北侧、东侧、南侧三面临空，临空面近乎直立。山体岩体裸露面积约19500 m2，其中山体0～200 m段直面城区和游人，岩体裸露面积约6500 m2。

4 治理工程方案

4.1 总体方案

治理工程总体布置如图2所示。

本项目生态修复设计采用藤蔓植物攀爬的方式，通过对山体进行挂网+坡顶种植悬垂植物+坡脚种植攀缘植物进行坡面覆绿。

(1)山体挂网坡面打设锚杆(锚钉)，纵向和斜拉镀锌钢丝绳，在山体表面形成爬藤植物攀爬网，便于藤蔓类植物缠绕攀附生长。

(2)坡顶绿化坡顶布设种植池，种植观赏性强，花期较长的悬垂类植物对坡顶中上部进行点缀美化。

(3)坡脚绿化坡脚设置种植池，种植池内换客土种植攀援植物和灌木，对坡体中下部进行绿化。

(4)绿化养护设施建设建立一套完整的滴灌养护系统，该系统可在工程完工后对坡面植物进行定期滴灌养护。

(5)排水工程为防止坡面汇流对坡脚种植池的冲刷，在坡脚设置排水沟，排除坡面汇水。

图2 工程布置平面示意

4.2 分项绿化工程方案

4.2.1 坡面攀爬绳(索)工程

真武山岩体裸露，坡高15～40 m，坡体近乎直立，为保证坡体中部绿化，便于藤蔓植物向坡面攀爬，设计在坡体中部(主动网防护区下缘)和坡脚各布设一排锚杆，拉设镀锌钢丝绳，形成植物攀爬网。攀爬索的间距直接影响攀援植物的生长，根据攀援植物的攀爬方式及生长习性，设计攀爬索锚杆布设间距为1.0 m×1.0 m。坡面攀爬网布设于真武山裸露山体0～200 m段，坡面宽度200 m，面积约5200 m2。坡面攀爬网共布置锚杆402根，固定膨胀螺栓1800个，镀锌钢绳14800 m。

4.2.2 坡顶绿化工程

坡顶绿化采用在坡顶边缘砌筑种植池种植景观植物和悬垂植物的方式进行绿化。

种植池位置及结构：主要布置于坡顶景区游路与山体边缘之间宽度较大、坡度较缓处，采用风镐开凿基槽和砖砌边墙相结合的方式，种植池基槽开凿深度一般30 cm，空间较大处可适当加深，坡顶种植池平面呈半圆形和条形结构，间隔布设，半圆形种植池间距4.0 m，施工时可根据现场条件适当调整，局部不能施工种植池的部位可采用风镐挖鱼鳞坑回填客土进行绿化。

种植土回填：回填符合植物生长要求的耕作土壤和人造土壤，种植前根据土层有效厚度、土壤质地、酸碱度和含盐量，采取相应的加土、施肥和改换土壤等措施。

坡顶绿植选择及布设有以下两种：①景观植物：矮生紫薇、云南黄素馨等。②悬垂植物：藤本月季、珍珠梅、凌霄等下垂攀援植物等。

4.2.3 坡脚绿化工程

坡脚种植池设计：沿高边坡坡脚布置绿化种植池，种植池外侧总体保持顺直，种植池采用开槽换土的方式，种植池开槽深度1.0 m，宽2.0 m，种植池内回填客土。

绿化植物选择以下两种：①景观植物：中华石楠、栾树、红叶石楠球等；②攀援植物：常春油麻藤、紫藤、凌霄等攀援植物。

4.2.4 绿化养护工程

坡面施工完成后的绿化养护非常重要，植物生长的前提条件为土壤和水分，为保证对坡面绿化进行长期有效的养护，本次工程设计建立两套完整的滴灌养护系统，该系统可在工程完工后对坡顶和坡脚植物进行定期滴灌养护。

喷灌养护系统包括水源和养护供水管道。养护用水源可从景区用水或市政自来水管引水。从水源采用φ50PE管布设供水管道至养护区域，主水管安装施肥装置和过滤器压力表等净化和施肥设施，从主水管接支水管分别至坡顶种植池和坡脚种植池，沿种植池布设滴灌管或滴管带。

5 施工效果

2019年3月该工程完成设计并进行了施工招投标，确定了施工、监理单位。最终于2019年8月完成复绿工程施工。该工程复绿效果好(图3)，达到了破面全部绿化的要求，绿化覆盖率100%。该工程成为襄阳市矿山修复亮点工程，包括湖北省地质局、地方主管部门等多家单位组织人员前往考察学习，交流经验。

6 成功经验探讨

6.1 绿化方法选择合适

本工程采用攀爬网+覆土绿化、爬藤植物上垂下爬等多种组合方法进性山体绿化。植被上垂下爬综合修复技术在70 m以内边坡复绿效果较明显。通过对项目现场调查发现，葎草非本项目实施植被，但攀附能力较强，绿化效果明显，建议绿化高度在7 m内的边坡可搭配使用。

图3 修复后边坡全貌

6.2 绿化植被选择合适

现有的植物修复措施需要考虑众多因素，如植物抗逆性、生态适应性、植物多样性、先锋植物持续稳定性、乡土植物与外来植物相结合、场地的分区以及功能合理性的原则等[2]。

首先，植物需要有足够的抗逆性，在后期无人养护的条件下才能够实现自我维持。其次，植物需要能够形成稳定的目标植物群落，达到植被恢复、生态修复的目的，其对于整个目标生态系统需要具有生态适应性，它不能是孤立于整个目标生态系统的植物类型。同时，挑选植被需要考虑多样性。

本工程在绿化植被选择上，采用了常春油麻藤、紫藤、凌霄、藤本月季等混种，灌木选择矮生紫薇、珍珠梅、云南黄素馨、红叶石楠球等，所选品种均适宜在襄阳地区生长。

常春油麻藤、紫藤攀爬效果好，设计时可作为主要攀爬植被，植被2～3年苗木攀爬能力强，生长速度快，能在1个水文年内达到复绿效果，复绿植被覆盖绿能达到100%。凌霄及五叶地锦在用做攀爬植被的同时，也有一定的观赏性，可做搭配植被类使用。

攀爬植物适宜以攀爬网为依托，可避免夏季高温岩壁烫伤植被，影响修复效果。

通过现场实施效果发现，施工后，正南方向日照时间长，岩壁温度较高，虽有攀爬措施，但同一生长年限植被在正南方向生长较慢，修复后不能立即达到修复效果，植被生长需要一定的年限。

6.3 施工季节较佳

本工程绿化工作施工时间为春末夏初，实施时间较符合植被生长季节，植被种植后，经过精心养护，植被全部成活，植被绿化的成活率100%。

6.4 养护得当

工程设计养护期2年，施工单位严格按设计要求施工，坡顶及坡底下布置了喷灌及滴灌系统，系统运行良好，养护方法得当，绿化养护工作是该工程复绿成功的必要因素。

7 结论

真武山裸露山体位于襄阳市襄城区城市主干道环山路的南侧。主要矿山环境地质问题为矿山开采破坏了原有的地形地貌景观，治理工程的主要目的是实施生态恢复，美化矿区环境，达到矿区环境与真武山景区生态相适应的目的。工程设计方案经过行业专家把关论证，最终确定采用危岩石清理+水沟+植被绿化方案进行修复，最终实施效果好，达到了工程实施的目的。

本项目主要绿化植被及搭配绿化植被选用合适，生长效果良好。绿化实施季节适合植被种植，通过滴管自动化养护系统的作用，大幅度提高了项目绿化成功率。

通过矿山生态修复，因矿山开采活动而受损的生态系统恢复到了开采前的自然生态状态，与周围环境景观相协调[3]。本项目的成功实施可作为矿山高陡边坡复绿工作的典型案例，在本地区同类型矿山修复工程中可借鉴使用。