滑坡綜合治理措施與效果
——以浙江省建德市葉家路滑坡為例

田青懷,林金輝,韋勝利,周菊敏,吳燕

(1.浙江華東建設(shè)工程有限公司,310030,杭州;2.浙江省建德市國(guó)土資源局,311600,浙江建德)

2006年浙江省建德市葉家路發(fā)生的山體滑坡量達(dá)1 500 m3,不僅損失了大量森林、耕地,而且滑坡后土石方積壓下方道路,阻斷交通,給過(guò)往車(chē)輛、出行人員帶來(lái)諸多不便,直接和間接損失達(dá)500萬(wàn)元。為防止邊坡繼續(xù)滑坡、滾石等對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境與下方建筑等造成進(jìn)一步的危害,消除地質(zhì)災(zāi)害隱患,確保邊坡穩(wěn)定的治理工作迫在眉睫。傳統(tǒng)的工程防護(hù)技術(shù)如混凝土塑封等可起到穩(wěn)定邊坡作用,但容易切斷后期生態(tài)恢復(fù)技術(shù)中基材與坡面之間的生態(tài)聯(lián)系而造成生態(tài)隔離、生態(tài)破壞和環(huán)境破壞[1-2],不利于環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡。另外,工程防護(hù)在實(shí)施過(guò)程中常常會(huì)破壞天然植被,實(shí)施后的“傷疤”與周?chē)h(huán)境形成強(qiáng)烈對(duì)比,影響環(huán)境美觀。近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,政府對(duì)社會(huì)環(huán)境問(wèn)題愈加重視,環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng),邊坡生態(tài)恢復(fù)問(wèn)題逐漸凸顯。我國(guó)對(duì)邊坡生態(tài)恢復(fù)方面雖進(jìn)行了一些探索和跟蹤研究,但總體仍處于起步階段[1-2]。植被對(duì)邊坡雖然具備一定的錨固力;但是這種錨固力是有限的,無(wú)法解決深層不穩(wěn)定因素的邊坡和有特殊要求的邊坡,僅靠植被防護(hù)顯然不能達(dá)到預(yù)期目的[1-2]。 為此,急需探索一種新的防護(hù)手段,將工程防護(hù)與植被防護(hù)結(jié)合起來(lái),以最大限度地減少對(duì)自然環(huán)境的破壞,實(shí)現(xiàn)邊坡與人文自然景觀和諧統(tǒng)一,建立全新的融景觀、環(huán)境和生態(tài)防護(hù)為一體的新型綠色途徑;但相關(guān)技術(shù)措施糅合的具體實(shí)例鮮見(jiàn)報(bào)道,可參考依據(jù)較少,在不同的區(qū)域、地質(zhì)和坡度等邊坡上采用的實(shí)際效果還有待于進(jìn)一步跟蹤考究。筆者從工程具體采用的綜合治理措施入手,以浙江省建德市葉家路邊坡為研究對(duì)象,通過(guò)持續(xù)觀察各措施在滑坡治理后的效果,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),旨在為建德范圍內(nèi)及周邊同等條件下滑坡治理工作在綜合治理措施選擇方面提供可借鑒的技術(shù)依據(jù)。

1 工程概況

建德市葉家路滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于浙江省建德市內(nèi)新安江彩虹橋西南側(cè),其前緣葉家路地面高程約36 m,邊坡坡頂高程50～75 m,山地的自然坡度30°～45°,山體原生植被生長(zhǎng)良好,植被覆蓋度[3]高,多為松(Pinus)、杉(Taxodiaceae)和灌木。葉家路建設(shè)期間,形成了坡高為30～40 m、坡角為40°～75°局部陡立的坡體。

2006年4月21日,在大暴雨促發(fā)作用下,葉家路發(fā)生了嚴(yán)重的山體滑坡,滑坡范圍寬40 m,高差20～40 m,滑體厚度約1.5 m,滑坡總量約1 500 m3,大量殘余危巖體依然停留于滑坡面上,隨時(shí)有再次滑坡的可能。葉家路交通完全癱瘓,給過(guò)往車(chē)輛、附近居民的出行與生活帶來(lái)諸多不便,引發(fā)了一系列民生問(wèn)題。

2 目標(biāo)與原則

2.1 目標(biāo)

針對(duì)該滑坡山體,采取一定的措施消除地質(zhì)災(zāi)害確保邊坡穩(wěn)定,并使植被得到恢復(fù),形成喬、灌、草結(jié)構(gòu)[4],逐漸與周?chē)襟w自然景觀相融合,最終達(dá)到集防災(zāi)、綠化、美觀于一體的綜合效果。

2.2 原則

1)安全穩(wěn)定。對(duì)各類(lèi)邊坡進(jìn)行生態(tài)修復(fù)必須確保邊坡的穩(wěn)定和安全[4]。

2)因地制宜。不同邊坡條件有所不同,根據(jù)實(shí)際情況采取相對(duì)應(yīng)的處理措施和生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

3)永久性[4]。邊坡上形成植物群落后盡量減少或者勿需日后人工維護(hù)和管理。

4)經(jīng)濟(jì)適用。充分發(fā)揮人工植被護(hù)坡、防災(zāi)、保持水土和美化的多重生態(tài)功能[4],努力做到造價(jià)低廉、經(jīng)濟(jì)合理。

5)與周邊野生植被相融合。邊坡植被群落形成后,逐漸與周邊野生自然植被相融合。

3 綜合治理措施

本工程治理措施由機(jī)械削坡、錨桿加固、截水溝砌筑等工程措施和噴混植生、苗木種植等生態(tài)修復(fù)措施2部分組成。

3.1 削坡與錨桿、截水溝措施相結(jié)合

山體發(fā)生滑坡后,邊坡后緣有數(shù)條拉裂縫,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。坡體上存留著大量的不穩(wěn)定巖土體,隨時(shí)有下滑、滾落隱患,滑坡形態(tài)呈上陡下緩狀,凹凸不平,坡度不等。采用掛網(wǎng)噴射混凝土技術(shù)措施固然可解決邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題,但治理后的邊坡仍存在如下問(wèn)題:1)滑坡陡坡區(qū)域無(wú)法為植物提供理想的物質(zhì)基礎(chǔ),水、肥、氣、熱等因素不易協(xié)調(diào),不能保證植物正常生長(zhǎng);2)混凝土隔離層阻斷了植物與所需物質(zhì)的交換通道,植物根系的縱向延展受到限制;3)基質(zhì)與坡面附著力減小,抗雨水沖刷能力下降。根據(jù)邊坡生態(tài)治理思想,考慮到削坡措施不僅可以消除地質(zhì)災(zāi)害隱患,保證邊坡整體穩(wěn)定性,還可以為后續(xù)生態(tài)恢復(fù)措施創(chuàng)造良好的種植基礎(chǔ)條件,具備著混凝土封閉坡面無(wú)法達(dá)到的優(yōu)勢(shì)。兼顧控制削坡量、減小工程投資額等因素,經(jīng)計(jì)算,將54～69 m高程間坡面削坡坡度設(shè)定為1∶1.25,69 m高程至坡頂削坡坡度設(shè)定為1∶1。為進(jìn)一步增強(qiáng)坡面穩(wěn)定性,提高抗雨水沖刷能力,在54、69 m高程處各布置一條馬道,寬度2.0 m。

削坡后局部區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,節(jié)理發(fā)育,結(jié)構(gòu)組合面對(duì)穩(wěn)定性不利,依然存在小規(guī)?；瑒?dòng)、崩塌隱患,為增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性,采用隨機(jī)錨桿對(duì)三級(jí)坡面、西側(cè)原始坡面交界處進(jìn)行錨固,坡面鉆孔直徑90 mm,錨桿直徑25 mm,長(zhǎng)12 m。施工中做到鉆孔尺寸合格,孔內(nèi)干凈,砂漿均勻、飽滿、密實(shí)。

坡頂線內(nèi)側(cè)5 m處隨地形布置了一條截水溝,漿砌片石砌筑,底寬50 cm,頂寬100 cm,施工完成后砂漿抹面3 cm。通過(guò)截水溝將上部山體部分匯水集中引入兩側(cè)排泄,一方面可減小裂隙水壓力對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,另一方面可減少地表徑流對(duì)生態(tài)基質(zhì)造成的沖蝕和破壞。

為了保證邊坡的安全性和美觀性,對(duì)坡面再次系統(tǒng)地人工檢查,進(jìn)一步消除安全隱患。經(jīng)過(guò)2年暴曬雨淋的觀測(cè)期,邊坡周?chē)窗l(fā)現(xiàn)拉裂縫,未呈現(xiàn)出不穩(wěn)定跡象,采用如上組合措施為后期生態(tài)恢復(fù)治理措施的實(shí)施奠定了良好的基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了防護(hù)與生態(tài)在時(shí)空上的并進(jìn)。

3.2 生態(tài)修復(fù)措施

3.2.1 噴混植生技術(shù) 傳統(tǒng)的石質(zhì)邊坡植被恢復(fù)方法通常是在坡腳栽種攀爬植物(如爬山虎(Parthenocissus tricuspidata (Siebold et Zucc.)Planch.))、坡頂栽種垂吊植物(如葛藤(Argyreia seguinii(H.Lév.)Vaniot ex H.Lév.))、常春藤(Hedera nepalensis K.Koch var.sinensis(Tobler)Rehder))等,但這種上攀下懸方式綠化工程植被覆蓋的速度較慢,水土保持效果較差,植物達(dá)到完全覆蓋往往需2～3年[6],甚至更長(zhǎng),而且受外界條件限制因素多。

噴混植生[5]技術(shù)能夠恢復(fù)邊坡裸露面的生態(tài)環(huán)境,保持生態(tài)平衡,持久保護(hù)坡面穩(wěn)定,雖然植被護(hù)坡初期作用較弱;但隨著植物冠層和根系的生長(zhǎng)發(fā)育,其對(duì)坡面的水文和機(jī)械保護(hù)作用會(huì)越來(lái)越強(qiáng),還可以起到截留降雨,抑制地表徑流造成的沖刷侵蝕,控制水土流失,增加土體強(qiáng)度,控制滑移抵抗力的作用[6],而且機(jī)械化程度高,施工簡(jiǎn)便,工期短,效率高,還可為附近居民正常生活的恢復(fù)爭(zhēng)取時(shí)間。主要施工技術(shù)及關(guān)鍵步驟如下。

1)人工修整坡面。對(duì)機(jī)械削坡及錨桿加固完成的坡面再次按照噴混植生技術(shù)的要求進(jìn)行修整,保證坡面無(wú)浮石、落石、滾石隱患,清撿遺留雜物,適度平整坡面,保證基質(zhì)和巖面的緊密結(jié)合。

2)鋪網(wǎng)[5]。采用高強(qiáng)度包塑鐵絲網(wǎng)從上到下鋪設(shè)于整個(gè)坡面。技術(shù)指標(biāo)為網(wǎng)孔50 mm×50 mm,網(wǎng)間橫向搭接距離不少于100 mm,網(wǎng)與坡面間隙控制在4～6 cm之間。

3)錨釘錨固。采用Φ6鋼筋制作成“L”型錨釘,長(zhǎng)度12～18 cm;釘網(wǎng)時(shí)成梅花型[5]布置,橫向間距50 cm,縱向間距50 cm,遇坡面凹凸系數(shù)大的局部區(qū)域可根據(jù)實(shí)際情況增設(shè)數(shù)量;坡面風(fēng)化嚴(yán)重、含土量高的區(qū)域采用木樁進(jìn)行固定,確保網(wǎng)材與坡面的連接。

4)基質(zhì)配合與噴射。采用當(dāng)?shù)仞ば酝痢⒉堇w維、土壤穩(wěn)定劑、保水劑、泥炭土、微生物肥、速效復(fù)合肥、種子(根據(jù)技術(shù)原則和目標(biāo)選擇并搭配)等不同材料,根據(jù)治理坡面的實(shí)際情況和季節(jié)科學(xué)配比,形成類(lèi)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)組織。通過(guò)高壓縮空氣均勻地噴射于坡面上,噴射厚度不低于10 cm,力求外表平整、美觀。

5)前期養(yǎng)護(hù)。由于巖質(zhì)坡面的保肥、保墑能力差,出苗前至苗期的養(yǎng)護(hù)難度較大,必須控制好澆灌設(shè)備的方向和移動(dòng)速度,保證出水均勻,澆灌全面并始終保持基質(zhì)濕潤(rùn),待植物完全出苗并健康成長(zhǎng)后方可減少用水量,適時(shí)防治病蟲(chóng)害。當(dāng)基質(zhì)內(nèi)耐干旱植物成熟且野生植物侵入后可進(jìn)入低養(yǎng)護(hù)或免養(yǎng)護(hù)階段。

3.2.2 人工種植喬灌木 為了體現(xiàn)立體景觀效應(yīng),結(jié)合生態(tài)恢復(fù)工程,本著因地制宜的原則,在坡面上布置了不同的植物。2級(jí)馬道采用四季桂(Osmanthus fragrans var.semperflorens)和小葉女貞球(Ligustrum quihoui Carr)間種,形成體現(xiàn)高矮錯(cuò)落有致的景觀;四季桂東西兩側(cè)分別布置3株紫薇(Lagerstroemia indica L.),以觀花調(diào)色為主;將坡面中央小土堆人工造型成橢圓型,以菱形式樣擺布小葉女貞球,中間穿插3棵紅楓(Acer palmatum Thunb.),以三角形狀布置,西南側(cè)直線布置13株夾竹桃(Nerium indicum Mill.);擋墻后直線布置四季桂40株,擋墻外緣一側(cè)布置黃馨(Jasminum mesnyi Hance)一排,株距30 cm。

4 治理效果

該工程具體通過(guò)了建德市國(guó)土資源局、環(huán)保局、水利局、農(nóng)林局以及財(cái)政局等相關(guān)部門(mén)和專家的驗(yàn)收,景觀效果良好。經(jīng)過(guò)對(duì)各施工措施、生態(tài)恢復(fù)效果進(jìn)行了近7年的持續(xù)觀測(cè)[7]發(fā)現(xiàn):邊坡周邊未出現(xiàn)拉裂縫,邊坡未發(fā)生變形,也未發(fā)生一起脫網(wǎng)、塊石出露或崩塌事件,證明該邊坡所采用的工程治理措施有效可行;生態(tài)恢復(fù)技術(shù)實(shí)施10 d后先鋒植物開(kāi)始發(fā)芽[7],1個(gè)月后綠色覆蓋了坡面,3個(gè)月后坡面植被覆蓋率超過(guò)90%,植被中間間生大量不同品種的小灌木,密度8～10株,基質(zhì)中夾雜的當(dāng)?shù)匾吧参锱家?jiàn)出苗,人工種植喬灌木新葉發(fā)出,2年后高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev)、狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.)、百喜草(Paspalum notatum Alain ex Flüggé)等夾雜著大量入侵的野生草本類(lèi)植物構(gòu)成了濃密的地被層,大葉胡枝子(Lespedeza davidii Franch.)、紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)、多花木蘭(Magnolia multiflora M.C.Wang et C.L.Min)等與入侵的臭椿(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle)、鹽膚木(Rhus chinensis Mill)、烏桕(Sapium sebiferum(L.)Roxb)等共存于坡面,構(gòu)成植被系統(tǒng)中間層與頂層,長(zhǎng)勢(shì)良好,形成了穩(wěn)定植被群落的雛形,7年后形成以灌木與鄉(xiāng)土植物為主[8],喬、草、花、藤等為伴生種群的多樣性植物群落結(jié)構(gòu),人工痕跡完全消失,與周?chē)匀灰吧脖蝗跒橐惑w(圖1～4)。

圖1 2006年滑坡后原貌Fig.1 Slope after a landslide in 2006

圖2 2006年削坡后面貌Fig.2 Slope after slope-cutting in 2006

圖3 生態(tài)修復(fù)近2年效果(遠(yuǎn))Fig.3 Effect of ecological restoration after two years(far)

圖4 生態(tài)修復(fù)7年后效果(遠(yuǎn))Fig.4 Effect of ecological restoration after seven years(far)

5 結(jié)束語(yǔ)

7年的跟蹤研究表明,工程措施可完全解決邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題,生態(tài)修復(fù)措施可解決社會(huì)性生態(tài)問(wèn)題,組合措施形成的“軟系統(tǒng)”可增加大量綠色元素,減少白色元素,效果是傳統(tǒng)“硬系統(tǒng)”無(wú)法替代的。其成本低,施工快,管理粗放,維護(hù)方便,具有著廣闊的發(fā)展前景[9]。

對(duì)于今后的滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理施工,建議:選擇以生態(tài)修復(fù)為主、工程措施為輔的綜合治理措施;邊坡的治理盡可能結(jié)合社會(huì)性生態(tài)需求,創(chuàng)造生態(tài)修復(fù)條件,使邊坡滿足生態(tài)恢復(fù)工藝要求;治理實(shí)施中宜本著“實(shí)事求是、因地制宜”的原則,集喬、灌、草、花、爬、露為一體,努力提高邊坡觀賞效應(yīng)。

受邊坡的立地條件限制,保肥、保墑性差,更為合理的基質(zhì)配方和物種配方有待于進(jìn)一步深入研究。