巖質(zhì)邊坡綠化技術(shù)及其施工方法選擇

田開洋

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江蘇南京 210041）

巖質(zhì)邊坡綠化技術(shù)及其施工方法選擇

田開洋*

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江蘇南京 210041）

邊坡綠化目前仍沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在技術(shù)應(yīng)用中存在著一系列問題。根據(jù)江蘇省礦山環(huán)境治理長期的工作經(jīng)驗(yàn)，在詳細(xì)介紹各類邊坡綠化方法的作用原理、優(yōu)點(diǎn)及局限性的基礎(chǔ)上，就邊坡綠化的方法、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理進(jìn)行討論，并提出若干建議，認(rèn)為邊坡綠化應(yīng)該以“恢復(fù)植被,保護(hù)生態(tài)”為目的，堅(jiān)持“順應(yīng)自然，該綠則綠，該黃則黃”的原則。

巖質(zhì)邊坡綠化;方法選擇;關(guān)鍵技術(shù)

邊坡綠化是近幾年才興起的一個新行業(yè)?！斑吰戮G化”與“園林綠化”不盡相同,邊坡綠化有其特殊性。僅有園林綠化技術(shù)，是做不好邊坡綠化工程的?，F(xiàn)在還沒有邊坡綠化技術(shù)的教科書,沒有邊坡綠化的國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)理沒有監(jiān)理規(guī)范，預(yù)算沒有預(yù)算定額。所以，邊坡綠化工程從設(shè)計(jì)開始，直到業(yè)主、監(jiān)理、施工等工程技術(shù)人員，對邊坡綠化技術(shù)的了解都不夠，概念還比較模糊，發(fā)生了一些非常慘重的失敗的工程實(shí)例。作為研究、設(shè)計(jì)人員有必要認(rèn)真研究，深入探討，以便做好邊坡綠化工程的設(shè)計(jì)、施工等工作?，F(xiàn)就技術(shù)方法、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等進(jìn)行探討。

1 巖質(zhì)邊坡的生態(tài)特點(diǎn)

（1）缺少植物生長所必需的條件缺少植被生長所必需的土壤條件及養(yǎng)分條件的巖質(zhì)邊坡不具備植被生長所必需的土壤環(huán)境，無法直接進(jìn)行種子撒播或植生帶綠化，即使采用目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的水力噴播技術(shù)，其防護(hù)效果也很不理想，其原因是噴漿與巖體坡面的黏結(jié)力很小。另外，巖體保水功能差，含有的活化養(yǎng)分少，植被根系很難從邊坡巖層中吸收足夠的水分及養(yǎng)分供其生長發(fā)育。

（2）邊坡坡度大。公路、鐵路工程及礦山的巖質(zhì)邊坡一般設(shè)計(jì)坡度都在1∶0.75以上，有的可達(dá)1∶0.3，甚至直立。坡面雨水徑流速度大，在高降雨地區(qū)極易形成沖刷侵蝕；坡面自然風(fēng)化的土壤顆粒及風(fēng)運(yùn)帶來的土壤顆粒在坡面很難留存并受水力和重力作用堆積于坡腳，加之降雨又不能滯留在坡面上，致使植被難以生存。

（3）坡面自然生態(tài)條件惡劣。巖質(zhì)邊坡無土壤層覆蓋且水分匱乏，在陽光的直射下裸露巖石表面溫度過高，即使有風(fēng)運(yùn)或動物搬運(yùn)的種子嵌入巖石縫隙中，也會因溫度過高而難以發(fā)芽和生存。

2 目前江蘇省廢棄礦山巖質(zhì)邊坡綠化工程存在的問題

（1）對草種混播品種及比例缺乏研究。僅憑經(jīng)驗(yàn)甚至盲目施工，而不是在科學(xué)選種的基礎(chǔ)上按適宜的混播比例來進(jìn)行實(shí)施，沒有充分考慮不同地域、不同氣候條件的影響。

（2）邊坡綠化中主要采用草。很少考慮花、灌木、喬木種子的加入，致使綠化景觀單一，沒有垂直層次，缺乏景觀多樣性。

（3）本地物種應(yīng)用較少。目前邊坡綠化主要采用外來品種，外來物種對本地物種可能帶來毀滅性的災(zāi)害。另外，本地物種的抗逆性和適應(yīng)性一般比任何外來品種都強(qiáng)，用本地物種進(jìn)行邊坡綠化有著深遠(yuǎn)的意義。本地藤本植物的應(yīng)用亦較少，在邊坡綠化中，草本植物和灌木的抗逆性是有限的，如果增加了本地藤本植物，將有助于提高邊坡的景觀效果及穩(wěn)定性。

（4）對邊坡土壤肥力的變化和營養(yǎng)循環(huán)、水分循環(huán)等方面缺乏研究。土壤肥力水平直接影響到邊坡綠化的后期效果。

（5）播種密度大。播種密度大常造成發(fā)芽生長后的植株個體光照不足，致使植株的有機(jī)營養(yǎng)不足，根系和地上部的生長同時(shí)受到阻礙，單株次根數(shù)和根系生物量減少，根系活力下降。同時(shí)使植株之間的生態(tài)位競爭加劇，對植物后期的生長極為不利。

（6）邊坡綠化工程監(jiān)理中存在的問題。除了技術(shù)上沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)算沒有定額之外，也沒有邊坡綠化監(jiān)理規(guī)范，更沒有邊坡綠化專業(yè)監(jiān)理工程師。這就給監(jiān)理出了一道難題，監(jiān)理不知道如何監(jiān)理。第一是不知道如何選擇施工隊(duì)伍。所有工程選擇邊坡綠化施工企業(yè)時(shí)都要求要有“園林綠化資質(zhì)”，其實(shí)有“園林綠化資質(zhì)”并不等于能作邊坡綠化工程。第二是不知如何監(jiān)理質(zhì)量。有些工程的邊坡綠化根本就沒有設(shè)計(jì)，有的有設(shè)計(jì)，但也因設(shè)計(jì)者對邊坡綠化技術(shù)不太了解，而設(shè)計(jì)粗糙，要求模糊。業(yè)主和監(jiān)理認(rèn)為“邊坡綠化就是綠化”，故以“綠化率”為主要標(biāo)準(zhǔn)，沒有考慮到坡面“水土流失”的嚴(yán)重性，土流走之后草就死了，一時(shí)的“綠化率”是一個假象。第三是在設(shè)計(jì)邊坡綠化工程時(shí)應(yīng)該設(shè)計(jì)好噴植基質(zhì)的工程質(zhì)量。噴植基質(zhì)質(zhì)量至少要保證如下幾條要求:①噴植基質(zhì)應(yīng)達(dá)到一定厚度,一般為100mm；②噴植基質(zhì)無龜裂現(xiàn)象；③基質(zhì)的力學(xué)強(qiáng)度能抵抗暴雨沖刷，年流失率小于1%。

3 邊坡綠化技術(shù)方法及適用范圍

十多年來，人們研究開發(fā)了多種既能起到良好的邊坡防護(hù)作用，又能改善工程環(huán)境，體現(xiàn)自然環(huán)境美的石質(zhì)邊坡綠化新技術(shù)，根據(jù)邊坡綠化時(shí)固定植生條件的方法不同，這些技術(shù)可分為客土植生帶綠化法、客土噴附綠化法、框格客土綠化法、噴混植生綠化法。各種方法的主要作用及應(yīng)用條件各不相同[1]。

3.1 客土植生帶綠化法

通過人工在坡面上鋪設(shè)草皮。施工時(shí)先清理邊坡，再按一定的間距鋪設(shè)植生帶，用鐵絲或“U”卡釘將其固定在邊坡上，最后在其表面噴射一定厚度含肥料的肥土，覆蓋無紡布或薄膜，植物繁殖體長出坡面后逐漸除去。此法適用于附近草皮來源容易，邊坡高度低且坡度較緩的嚴(yán)重風(fēng)化巖層和成巖作用差的軟巖邊坡工程，工藝簡單，成本低廉，但由于施工季節(jié)受限制，草皮易滑落，不耐干旱，經(jīng)受不住大雨或長時(shí)間降雨的沖刷，后期養(yǎng)護(hù)管理困難，工程質(zhì)量往往難以保證，近年來使用較少。

3.2 客土噴附綠化法

利用流體力學(xué)原理把種子、土壤穩(wěn)定劑(粘結(jié)劑)、肥料、礱糠灰、保水劑、草炭土、草纖維、木纖維、表土和水按一定比例混合成較稠的噴漿，通過噴播機(jī)直接噴射附著到安裝有金屬網(wǎng)或塑料網(wǎng)的石質(zhì)邊坡上，形成一定厚度的客土層，并使植物在客土層上快速生長的一種強(qiáng)制綠化法。該技術(shù)是日本1976年首先開發(fā)出來的，主要用于坡角50°以下軟弱巖石邊坡的生態(tài)防護(hù)，可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件進(jìn)行基質(zhì)配方，基質(zhì)拌合物由機(jī)械拌和，同時(shí)安裝鍍鋅鐵絲網(wǎng)，可加厚基質(zhì)層，使邊坡穩(wěn)定性進(jìn)一步加固，基質(zhì)更好地附著在坡面上[2]。

3.3 框格客土綠化法

此技術(shù)是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格，在網(wǎng)格內(nèi)充填改良植生土，再在磚框內(nèi)植草的一項(xiàng)邊坡防護(hù)措施。該技術(shù)所用框磚可在預(yù)制廠批量生產(chǎn)，受力結(jié)構(gòu)合理，拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流，減緩水流速度，防止坡面沖刷，保護(hù)草種生長，工藝簡單，綠化效果好，多用于填方邊坡的防護(hù)和綠化[3]。

3.4 噴混植生綠化法

噴混植生護(hù)坡是在穩(wěn)定巖石邊坡上打入短錨桿鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后，采用專用噴射機(jī)，將拌和均勻的種植基質(zhì)噴射到坡面上，植物依靠基質(zhì)生長發(fā)育，形成植物護(hù)坡的施工技術(shù)。該技術(shù)使用的基質(zhì)由種植土、水泥(粘結(jié)劑，是區(qū)別于其他技術(shù)的特色之一)、植物種子、有機(jī)質(zhì)、肥料、團(tuán)粒劑、保水劑、pH緩沖劑、水等組成。噴混植生技術(shù)具有防護(hù)邊坡、恢復(fù)植被雙重作用，可以取代傳統(tǒng)的釘錨防護(hù)、片石護(hù)坡等措施。該技術(shù)中種植基質(zhì)的配方是成功的關(guān)鍵，良好的配方能夠達(dá)到在陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上既具備一定的強(qiáng)度保護(hù)坡面和抵抗雨水沖刷，又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長，廣泛用于鐵路、公路、水利、礦山等各類邊坡綠化防護(hù)工程[4]。

4 石質(zhì)邊坡綠化工程中的關(guān)鍵技術(shù)探討

石質(zhì)邊坡綠化是一門新興邊緣學(xué)科，它涉及到巖石工程力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、草業(yè)學(xué)、林學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等知識，需要不同專業(yè)(草坪、土壤、建筑、施工等)背景的人共同參與才能完成。

石質(zhì)邊坡綠化，無論采取那種方法，首先要考慮邊坡綠化的目的和以期達(dá)到的效果，然后創(chuàng)造條件，即如何在石質(zhì)邊坡上固定植物生長條件，為植物生長長期提供水、肥，且能經(jīng)受大自然的風(fēng)吹雨打，具體地說，石質(zhì)邊坡綠化施工技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)解決好以下幾個方面的問題：

（1）基質(zhì)層(也稱基材、基盤)如何較好地附著和固定在石質(zhì)坡面上而不致被雨水沖刷下來土壤是植物賴以生存的條件，對于沒有土的石質(zhì)邊坡，要覆上植壤土或噴上人工配置的“土”(基質(zhì)或客土)。為使這些“土”較好地附著石質(zhì)坡面上，可采用物理的、化學(xué)的、生物的辦法。物理的如在坡面上釘立和鋪設(shè)金屬網(wǎng)、塑料網(wǎng)、土工網(wǎng)、混凝土框磚等以起固定基質(zhì)的作用，同時(shí)在基質(zhì)中摻入草纖維、木纖維起加筋作用，增強(qiáng)其整體性?；瘜W(xué)的是在噴射基質(zhì)中加入高分子粘合劑以起固定土壤膠粒的作用，同時(shí)加入高分子保水劑起保水作用。生物的則是在噴播完成后，盡快促使種子萌發(fā)，借助植物根系及莖葉的“錨固作用”起到固定基質(zhì)并防止其剝落的作用。即使如此，有的邊坡還擔(dān)心不夠穩(wěn)定，須采用工程防護(hù)與生物防護(hù)相結(jié)合，如在混凝土框架結(jié)構(gòu)內(nèi)種植植物。

（2）基質(zhì)的理化性質(zhì)如何適合坡面植物的生長。多種石質(zhì)邊坡綠化方法，原理相近，基質(zhì)的主要成分一般為：植物繁殖體(如種子、草莖)、防護(hù)網(wǎng)、粘結(jié)劑(或膠結(jié)材料、高分子保水劑、植生土、有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)、肥料、pH緩沖劑，基質(zhì)的理化性質(zhì)是由基質(zhì)成分和配比決定的。防護(hù)網(wǎng)：可用塑料、鐵絲、鋼筋，其網(wǎng)度和選材應(yīng)根據(jù)邊坡的防護(hù)要求和特征而定，防護(hù)網(wǎng)的功能是與錨桿一起護(hù)坡，同時(shí)構(gòu)成基質(zhì)的“骨架”，增強(qiáng)基質(zhì)的整體性，防止其從坡面滑落。粘結(jié)劑：不同方法用的粘結(jié)劑選型不同，有的用高分子有機(jī)物，有的用普通硅酸鹽或325、425水泥，這些膠結(jié)材料能使基質(zhì)拌合物具有粘聚性和一定強(qiáng)度。高分子保水劑：能夠在水分豐裕時(shí)吸收水分，天氣干燥時(shí)為植物根系提供水分。植生土：一般為施工方便，主要用當(dāng)?shù)赝寥溃?dāng)?shù)赝临|(zhì)過差時(shí)，可加入沙壤土，為植物生長提供良好的水、肥、氣、熱條件。植生土可謂構(gòu)成基質(zhì)的“肌肉”。有機(jī)質(zhì)：一般使用稻殼、粉碎的秸桿、鋸末等，這些有機(jī)物作用在于：增加基質(zhì)拌合物的流動性，便于施工；增加基質(zhì)拌合物空隙率，調(diào)節(jié)水、氣狀況；腐爛分解后，為植物提供氮、磷、鉀等養(yǎng)分。腐植質(zhì)：為稻殼、粉碎的秸桿、鋸末、蘑菇渣經(jīng)腐爛制得，它們能改善基質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，向基質(zhì)中引入大量微生物，協(xié)調(diào)水、氣、熱狀況，增強(qiáng)保肥性與緩沖性能，并和植物根系一起，使基質(zhì)混合物逐漸變成適于植物生長的土壤。肥料：一般為長效緩釋復(fù)合肥，如生物肥、化學(xué)復(fù)合肥，基質(zhì)混合物如果分2層施工，為了促進(jìn)種子盡快萌發(fā)，表層還可加入一定量的速效肥如尿素等。pH緩沖劑：在基質(zhì)混合物中加入過磷酸鈣、紅粘土或石灰，利用它們本身的酸硪l生、緩沖性進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，使基質(zhì)拌合物的pH值調(diào)至適宜植物生長的范圍。從基質(zhì)拌合物的成分可以看出，基質(zhì)粘結(jié)劑的選型不可忽視，目前技術(shù)中除水泥外，也有用有機(jī)粘結(jié)材料和高分子材料，另外植生土、有機(jī)質(zhì)、腐植質(zhì)和肥料等有機(jī)物作為基質(zhì)混合物的主體，其組成的優(yōu)化始終是石質(zhì)邊坡綠化生態(tài)防護(hù)的關(guān)鍵。

（3）坡面植被包括灌木、草坪草種的選擇、配置和組合。

①護(hù)坡植物的選擇石質(zhì)邊坡因不具備灌溉條件，立地條件差，植被選擇不當(dāng)造成失敗的教訓(xùn)不少。選擇時(shí)應(yīng)考慮到：當(dāng)?shù)赝辽灵L的栽培草優(yōu)于進(jìn)口的草坪草，本地適宜綠化的野生草優(yōu)于栽培草，即護(hù)坡植物應(yīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?，能抵抗不良環(huán)境；根系發(fā)達(dá)(深根系)，生長迅速，短期內(nèi)能達(dá)到一定的覆蓋度；有多年生的習(xí)性，與土壤固結(jié)能力強(qiáng)；分蘗多，莖葉茂盛；抗逆性強(qiáng)。

②護(hù)坡植物的配置和組合石質(zhì)邊坡綠化的目的主要是護(hù)坡，植物配置應(yīng)遵循：一是灌草結(jié)合，這樣可充分利用自然水、光、熱條件，快速建植立體生態(tài)植被，保持坡面綠化的中長期效果，防止草坪退化，延續(xù)和提高水土保持功能。二是豆科與禾本科植物配置，有利于發(fā)揮種間優(yōu)勢，互惠互利，以草養(yǎng)草(如紅豆草+其他禾草)，同時(shí)加入先鋒或保護(hù)草種(如多年生黑麥草)，利用其萌發(fā)早、生長迅速的習(xí)性，促進(jìn)保護(hù)主體草種的萌發(fā)。

（4）如何進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理(特別是灌溉)。石質(zhì)邊坡綠化防止干旱的措施有：增加基質(zhì)層厚度、在基質(zhì)中添加成孔材料和保水劑、選擇耐干旱植物等。但是，由于石質(zhì)邊坡的坡度較大，水土流失嚴(yán)重，這樣，基質(zhì)建植層的保水供水功能就受到限制，從而影響到水分的有效調(diào)節(jié)與養(yǎng)分的良性供給，在持續(xù)干熱的天氣或噴水難以保證時(shí)，常常出現(xiàn)植被枯黃或死亡現(xiàn)象。基質(zhì)中使用了大量的有機(jī)物作為長效肥，在坡面形成穩(wěn)定的植物群落之前不會出現(xiàn)養(yǎng)分耗盡現(xiàn)象，但是，基質(zhì)建植層厚度有限，水肥循環(huán)的空間非常有限，隨著時(shí)間的增長，很容易引起因水分和養(yǎng)分供應(yīng)不足的邊坡植被退化等生態(tài)失調(diào)現(xiàn)象。

5 結(jié)語

石質(zhì)邊坡綠化設(shè)計(jì)工程應(yīng)著眼于環(huán)保生態(tài)功能，注重生態(tài)防護(hù)的設(shè)計(jì)與資金投入，樹立“尊重自然，恢復(fù)自然”的理念，根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)植物結(jié)構(gòu)，喬、灌、草有機(jī)結(jié)合，合理配置，盡快恢復(fù)邊坡原來的自然植被，使防護(hù)工程的植被與周圍環(huán)境融為一體，恢復(fù)其生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)人工強(qiáng)制綠化向自然植被的自我繁衍[5]。

石質(zhì)邊坡礦山生態(tài)系統(tǒng)綜合治理工程要講究科學(xué)，尊重自然規(guī)律，宜綠則綠，宜露則露，不可盲目地追求較高的、統(tǒng)一的綠化覆蓋率。因?yàn)楦鞯V山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、巖石性質(zhì)和硬度、節(jié)理和層理發(fā)育情況、宕面的傾角、周圍植被環(huán)境等基礎(chǔ)條件不同，綠化的施工難度和最終效果也會不同，對于高陡宕面的綠化治理，要做好其周圍的坡面綠化，對其主要進(jìn)行上爬下掛的綠化處理,綠色中透露出高大的祼露巖體，也能顯示自然之美。 不坍塌，不流失，而又草灌茂盛，是我們邊坡綠化最基本的要求。有的業(yè)主要求“四季常綠，三季有花”。聽起來很美，園林小區(qū)綠化能做到，但上萬平米的邊坡做不到，也沒必要去做。維護(hù)費(fèi)用巨大，得不償失。對于廢棄礦山邊坡我們的目的是“恢復(fù)植被，保護(hù)生態(tài)”。所以我認(rèn)為邊坡綠化應(yīng)該順應(yīng)自然，該綠則綠，該黃則黃，本地植物一經(jīng)侵入，與周圍環(huán)境溶為一體，沒有人工痕跡，工程邊坡即可回歸自然狀態(tài)。

[1]楊喜田,趙寧,董惠英.論厚層客土噴播技術(shù)的植物群落目標(biāo)設(shè)定和植物種選配[J].中國水土保持科學(xué),2006,4(1):74-78.

[2]王玲,陳永安,康用權(quán),等.客土噴播在潭邵高速公路石質(zhì)邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].草業(yè)科學(xué),2005,22(7):109-112.

[3] 郭聲波,石新勇,葉建軍.巖石邊坡防護(hù)與綠化的植被混凝土標(biāo)準(zhǔn)化工作[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化,2005(9):27-30.

[4] 魏濤,張?zhí)m軍,張華君.植被混凝土坡面防護(hù)技術(shù)應(yīng)用及防護(hù)效果生態(tài)調(diào)查[J].公路交通技術(shù),2005(5):126-132.

[5]許文年,葉建軍,周明濤,等.植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)若干問題探討[J].水利水電技術(shù),2004,35(10):51-53.

The Greening Technology of Rocky Slope and the Selection for Construction Methods

TIAN Kai-yang
（The First Geological Brigade of Jiangsu Geology&Mineral Exploitation Bureau,Nanjing Jiangsu 210041,China）

There are still no uniform standards and norms for slope greening,so a series of problems exist in the technical applications.According to the long-term work experience in mine environmental governance of Jiangsu province,based on the detailed introduce on the principles,advantages and limitations of all kinds of slope greening methods,the methods,designs,construction and supervision of slope greening are discussed and proposes are given. It is considered that the slope greening should aim to"restore the vegetation and ecological protection",adhere to the principle of "harmony with nature,the green is green,the yellow is yellow".

rocky slope greening；methods selection；key technology

U481.9

A

1004-5716(2015)02-0011-04

2014-08-04

2014-08-06

田開洋（1967-），男（漢族），安徽貴池人，高級工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)等方面的研究與生產(chǎn)工作。