矿山边坡生态防护——坡面喷播绿化

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简介： 对矿山边坡进行了分类，研究了边坡绿化方法及不同边坡绿化方法的选择，并以厚层基材土喷播绿化法为重点，介绍了南京市江宁区陶吴东坑采石场环境治理边坡绿化工程实践。
关键字：坡面 坡面绿化

1 引言  现代社会“绿色”越来越倍受重视，生态防护也逐渐成为环境绿化的一个主流。其中边坡绿化就是生态防护运用的一个典范。边坡在公路、铁路、水利、矿山等工程中是十分常见的边坡，其中矿山边坡最为典型。这种边坡一般陡峭，无植生条件，靠自然力量很难恢复原有生态平衡。公路、铁路沿线的矿山露岩面边坡还会因为边坡表面颜色灰暗、单调而造成视觉污染，甚至岩石塌方造成道路不能正常运行。采取生态防护措施，不但可以绿化环境，亮丽人们的视觉而且对于涵养水源、保持水土也是一个好的措施。
2 坡面
2.1边坡分类
    我在这所说的边坡是特指矿山边坡。在实践中，我总结了几种矿山边坡的分类：
2.1.1 按结构面与边坡的倾向的关系，可分为：稳定、欠稳定、危险三种类型。
2.1.2 按边坡所处山坡位置可将其分为：坡脚边坡、坡中边坡和坡顶边坡。
2.1.3 按坡面裂隙情况，可将边坡分为：完整边坡，较完整边坡，破裂边坡，破碎边坡。
2.1.4 按坡面岩石的持水性，可将边坡分为：水稳性边坡、水软性边坡、水溶性边坡。
2.1.5 按边坡的高度分为：高边坡、低边坡，划分标准为10m。
2.1.6 按边坡的朝向分为：向阳边坡（朝南），阴阳边坡（朝东或朝西），背阴边坡（朝北）。
2.1.7 按边坡坡度可划分为：小于30°为缓坡，30°－45°为斜坡，大于45°为陡坡。
2.1.8 按坡面的组成成分分为：岩石坡面、土石坡面、土质坡面。上述划分是针对局部坡面而言的，工程实践中，一片边坡往往同时具有几种边坡类型。
2.2 坡面整理
2.2.1 坡面前期整理
坡面整理在喷播绿化上是一个关键工序，其施工方法就是清除坡面杂物、杂草及松动岩块。对坡面转角处及坡顶部的棱角进行修整、凿除，使之呈弧壮，坡面要求达到基本平顺，以利于基材混合物与坡面紧密连接，达到植物生长的最佳状态。
2.2.2坡面后期处理
挂网采用棱形镀锌铁丝网，网应拉紧，网间搭接宽度不应小于5㎝，每隔30㎝用￠2.2铁丝扎结；对于土质破面，可安装锚杆固定网，对于土石混合边坡和岩石坡面，直接打入L型钉固定网。在钉L型钉时需注意：因为冲击转打的孔不一定与L型钉吻合，所以还需插入细竹签加以固定（工程上也有采用一次性筷子）。铺设固定时要求与坡面间隙均匀一致且固定牢靠，需保证2/3喷射厚度的距离，否则必须安装相应的垫块以保证网与坡面的距离。
2.3 小结
    在这一节段中，我主要讲了坡面的分类及处理。这里所说的处理是为了以后的喷播做好准备的。处理后的坡面应是一整体的饱满的坡面，这样对以后喷播草种的生长是很有利的。
3 坡面绿化　
3.1 种子的选择
边坡绿化要求效果达到四季常绿的观赏效果，所以在选择草种时应考虑到暖季型草与冷季型草的结合。此外，一些灌木类也是边坡绿化所选择范围内的，这类灌木要求一定的耐旱抗贫瘠土壤的能力。在工程上常用草种，暖季型草如：百慕大、马唐、狗尾草；冷季型草如：黑麦草、高羊茅等；豆类如：大翼豆、白三叶；灌木如：胡枝子、紫穗槐等。
3.2 边坡绿化的分类
边坡绿化要解决的难题是如何在陡峭的坡面上固定植生条件，即客土，为植物提供水、肥，且能经受风吹雨打。岩石边坡绿化分类：挂网喷播、纤维绿化法、植生带喷播法、普通喷播、框格客土绿化法等多种方法。我在这简单的介绍两种边坡绿化方法：
植生带喷播绿化法是指人工制作一定宽度和厚度的带状物，其剖面结构一般为防护网+防水纤维层+（种子、肥料、土壤、改良剂、保水剂）+无纺布（从上而下）。施工时先清理边坡，再按一定间距铺设植生带，用铁丝等将其固定在边坡上，最后喷射一定厚度含肥料的泥土。覆盖无纺布或薄膜，植物种子长出覆盖坡面后除去。
纤维绿化法是指用植物秸杆等粉碎后制成的纤维与肥料、种子等用有机胶胶结，喷射到边坡坡面的一种绿化方法。
框格客土绿化法是指先在边坡上用预制框格或用石料、混凝土砌筑框格，再在框格内置土种植绿化植物。由于岩石边坡迎水面积小，浆砌框格是一般不设排水沟。为防止雨水冲刷土壤，可在其上覆盖稻草帘。
3.3 边坡绿化方法比较
挂网喷播绿化法这其中包含了厚层基材土喷播和客土喷播法。该方法工艺简单，成本低廉，坡面覆挂铁丝网能够很好的控制水土流失，绿化效果较好，但是该方法早期，草种未成坪前防护能力较弱。总之，挂网喷播法在景观和防护上都能达到很好的效果。
纤维绿化法虽然在工艺方面较简单，而且防护成效很块，早期有一定的护坡功能，能经受暴雨袭击，但是后期防护较差，不耐干旱，养护成本较高。
框格客土绿化法成本低，工艺简单，绿化效果好，但对边坡的防护作用小，只适用于坡度小于30°的边坡。
3.4 小结
    在这一节段中，我主要讲述了坡面绿化，其中包括草种的选择及喷播绿化方法的选择。喷播绿化是一个特殊的绿化方式，在不同的坡面应采取不同的喷播方法，这样才能达到最佳绿化效果。
4  边坡绿化的实践研究
4.1 实践区域概况
陶吴宕口位于南京南面，这里群山环抱，万亩竹海，空气清新、风景宜人，但是几年前，一采石场的开工经营，后又被明令禁止，遗留的废矿让这块绿景景上添疤。如何尽快使这块破碎的坡面披上绿装，是改善此处生态环境，保持水土的要求。
陶吴宕口地处长江下游，属亚热带向北亚热带的过渡地带，受季风环流影响较大，四季分明，冬夏温差显著，春季天气多变，初夏梅雨多水，光照充足，无霜期长，年平均气温15.4 ℃，年平均降雨量1036.9mm，主要集中于6-9月，年平均无霜期237天，年均日照时2000—2200小时，而且此处地貌特征以低山丘陵为主，基岩主要有砾岩、泥岩、粉砂岩、粘土岩等，且分化程度各异。自然植被为北亚热带落叶阔叶常绿混交林和中亚热带常绿混交林，因此植物常绿成分较多，植被季相丰富，其中东坑地区处于群山环抱中，易形成小气候环境。其周围山上植被生长茂盛。尽管此处矿山关闭时间不长，坡面有土处已有较多的草本植物生长。但是坡面无任何植被。宕口下土质坡面有水土流失现象，但依坡面岩土质地、坡长、植被生长状况等而异，最严重处冲刷沟密度为4个/米，平均深度30 cm，平均宽20 cm。轻微处坡面只有微小的冲刷沟，平均深度和宽度分别为2cm和3 cm。水土流失情况较为普遍，应因地制宜，尽快采用切实可行的措施，特别是生态防护措施。
4.2 实践工程喷播绿化分析
4.2.1喷播方法的选择
按前面的边坡分类方法，考察边坡地质状况，岩石高边坡属于稳定、干燥、破裂边坡，围岩呈弱酸性。边坡虽然不会发生大面积滑坡，但因风化，局部会形成滚石。考虑安全因素，边坡必须防护处理。同时，陶吴宕口因其环境幽雅，具备旅游价值。因此，边坡需绿化。综合以上因素，选用挂网喷播绿化法与普通喷播法相结合进行边坡绿化。
4.2.2  草种选择
陶吴宕口地处长江下游，属亚热带向北亚热带的过渡地带，受季风环流影响较大，四季分明，冬夏温差显著。在草种的选择上，既要考到此处的实际情况，又要顾及到景观防护效果，所以选择了暖季型草：狗牙根，冷季型草：黑麦草、高羊茅；豆类：白三叶；灌木：胡枝子、紫穗槐、刺槐、木兰。以达到最佳观赏效果。
4.2.3 施工工序分析
A. 施工工艺流程：
1）准备工作 ——→ 2）坡面整理 ——→ 3）放线 ——→ 4）锚杆钻孔 ——→ 5）安装锚杆 ——→ 6）安装铁丝网 ——→ 7）客土配置 ——→ 8）潮湿坡面 ——→9）喷播绿化基材混合物 ——→ 10）前期养护
B.  施工方法：
a. 坡面整理：清除坡面杂物、杂草及松动岩块。对坡面转角处及坡顶部的棱角进行修整、凿除，使之呈弧壮，坡面要求达到基本平顺，以利于基材混合物与坡面紧密连接。
b. 根据施工图进行放样。c. 钻孔安装锚杆：钻孔埋设紧固件，根据岩面情况的不同，分别钻孔埋设￠6—￠12的桩钉长150㎜—400㎜，不少于6只/㎡。对于土石混合边坡和土质边坡，可不钻孔，用L型钉直接固定。局部采用锚杆注浆（纯水泥浆应填满并捣实）。
d. 挂网（采用棱形镀锌铁丝网）：网应拉紧，网间搭接宽度不应小于5㎝，每隔30㎝用￠2.2铁丝扎结；安装锚杆拖板固定网，对于土石混合边坡和土质边坡，直接打入L型钉固定网：铺设时与坡面间隙均匀一致且固定牢靠，需保证2/3喷射厚度的距离，否则必须安装相应的垫块以保证网与坡面的距离。
e. 客土配制、机械吹附：将保水剂、粘合剂、抗蒸腾剂、黏结剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥，少量当地优质土混合制成客土；按比例配置好的客土依次倒入搅拌机搅拌，搅拌时间不应小于1分钟；机械搅拌后均匀的吹附到挂在坡面被固定的铁丝网上，厚度为3~10㎝；喷射应尽可能的从正面进行，避免仰喷，凹凸不平及死角部分要更注意；尽可能保持喷射面厚薄均匀；厚度必须达到2㎝以上，严防漏喷；喷射施工后几个小时内如果降雨，必须采取防护措施，避免基材混合物流失。
f. 种子的选择：暖季型草：狗牙根；冷季型草：黑麦草；豆类：白三叶；灌木：胡枝子、紫穗槐、刺槐、木兰。以达到保持四季常青和良好的观赏效果。
g. 种子喷播和营养体：对于选好的种子应进行浸种发芽，然后同谷壳、草纤维、粘胶、保水剂、复合肥、缓释营养液等养生材料，经过喷播机搅拌均匀后再喷播到客土上。
h. 前期养护：用高压喷雾器使养护水成雾状均匀地湿润坡面基材混合物，注意控制好喷头与坡面地距离和移动速度，保证无高压水流冲击坡面，冲走基材混合物及种子；发芽期湿润深度控制在3—5㎝；出芽期每天维护两次，早晚各一次持续养护时间应不少于45天；每隔15天采用广谱消毒剂喷洒杀菌防治植物病虫害的侵入，以达到绿化、美观的效果。
4.3 结果与分析
一般地，当周围环境为森林生态时，以建立中低林型为目标；当周围环境为草原生态时，以建立草本型或草灌型为目标；当工程地接近城区、风景区等人群流动多地地区，该工程应以建立观赏型为目标。
对于高陡的岩石边坡，即使周围为森林群落时，也不宜建立中低林型植物群落，因为林木根系不能扎入坚硬的岩石中，其根系只能在厚层基质中畸形生长，由此建立起来的中低林型植物群落对自然灾害的抵御力弱，不易形成稳定的植物群落。一般，高陡的岩石边坡首先以建立草本型或草灌型植物为宜，然后在自然营力的作用下，随着植物群落的逐渐演替，早期的草本型或草灌型植物群落被中低林型甚至森林型植物所代替。
所以在我们的喷播工程中，选择播种冷暖季草与一些花灌木。这些种子一般在播下去后一个星期就能够发芽。这次我们这个工程共采用了三种边坡绿化方法：（1）厚层基质材料喷播法（2）客土喷播法（3）普通喷播法。比较这三种喷播法，以狗牙根+黑麦草群落为例。（表1）狗牙根与黑麦草群落属于暖季型与冷季型草搭配的群落，其中黑麦草出芽较早，能够很快成坪，较早的达到景观防护效果。

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