客土噴播基質(zhì)團粒化改良及其在石英砂巖型礦山治理中應(yīng)用

劉玉華

【摘 要】通過試驗對客土噴播類基質(zhì)進行團?；牧技夹g(shù)研究，確定適合于石英質(zhì)砂巖型邊坡治理的基質(zhì)配比，并通過實際工程來驗證后的基質(zhì)配比的可靠性及可行性。

【關(guān)鍵詞】客土噴播；團粒化；礦山治理

[文章編號]1619-2737（2016）05-05-658

【Abstract】Spraying class by testing for matrix pellets of improved technology for studies to determine the suitable type Slope quartz sandstone matrix ratio， and through practical projects to verify the reliability of post-matrix ratio and feasibility.

【Key words】Spraying；Pellets of；Mine governance

1. 前言

（1）邊坡綠化行業(yè)出現(xiàn)的時間不長，技術(shù)方法卻比較多，如：客土噴播技術(shù)、TBS技術(shù)、厚層基材技術(shù)、植被混凝土技術(shù)、噴混植生技術(shù)等等。但是其基本原理都利用噴射機將有機基質(zhì)噴射到坡面上，有機基質(zhì)在壓力的作用下與坡面緊密結(jié)合，形成一層可供植物生長發(fā)育的基質(zhì)層。該技術(shù)各自命名的基準是根據(jù)其基質(zhì)配方而定?？屯羾姴?、TBS及厚層噴射基質(zhì)附著性一般，在石英砂巖型礦山巖面上噴射的基質(zhì)受雨水沖刷易脫落，南方多雨水，此工藝在石英砂巖礦山治理中很難達到預期效果。植被混凝土技術(shù)及噴混植生技術(shù)都是指在基質(zhì)里加入一定比例的水泥及特制添加劑，在一定程度上加大了基質(zhì)與坡面的附著力，但是由于加入水泥，導致基質(zhì)堿性偏高，喬、灌木無法生存，草本成活后卻需要細致的養(yǎng)護，且易退化，后期養(yǎng)護成本過高，在礦山治理中不經(jīng)濟。

（2）針對此問題，筆者結(jié)合多年礦山地質(zhì)環(huán)境治理的施工經(jīng)驗及實驗室分析，探討適用于石英砂巖質(zhì)坡面的噴播基質(zhì)結(jié)構(gòu)團?；牧技夹g(shù)。

2. 基質(zhì)分析

對比常規(guī)下普通客土類基質(zhì)及含水泥類基質(zhì)客土配方，并通過室內(nèi)實驗分析出其化學結(jié)構(gòu)（見表1、表2）。

3. 實驗添加劑對基質(zhì)的影響分析

普通客土基質(zhì)中粘合劑又分為乳化瀝青及合成樹脂兩種，筆者通過大量實驗將采用聚丙烯酸鉀作為粘結(jié)劑及吸水樹脂作為吸水劑，并通過實驗來調(diào)整其用量。最終使得噴播基質(zhì)結(jié)構(gòu)團粒化，使其抗侵蝕能力增強，增加孔隙度，維持良好的滲透性及透氣性，并通過調(diào)整成分測試其最佳配比量（見表3）。

3.1 聚丙烯酸鉀對基質(zhì)功能影響測試。

（1）本次實驗?zāi)M自然降水通過增加聚丙烯酸鉀用量來測定降水對基質(zhì)侵蝕量的影響（見圖1）。

從實驗數(shù)據(jù)可以看出，聚丙烯酸鉀用量增加到一定程度后，基質(zhì)抗侵蝕能力并未能隨之增強，理論最佳聚丙烯酸鉀用量為110g/m3。

（2）本次實驗?zāi)M通過增加聚丙烯酸鉀用量來測定基質(zhì)中穩(wěn)定團粒含量的影響（見圖2）。

從實驗數(shù)據(jù)可以看出，聚丙烯酸鉀用量增加到一定程度后，基質(zhì)中穩(wěn)定團粒含量并未能隨之增強，理論最佳聚丙烯酸鉀用量為120g/m3。

（3）本次實驗?zāi)M通過增加聚丙烯酸鉀用量來測定基質(zhì)中孔隙度的影響（見圖3）。

從實驗數(shù)據(jù)可以看出，聚丙烯酸鉀用量增加到一定程度后，基質(zhì)中孔隙度并未能隨之增強，理論最佳聚丙烯酸鉀用量為110g/m3。

3.2 吸水樹脂對基質(zhì)功能影響測試。

（1）本次實驗?zāi)M通過增加吸水樹脂用量來測定基質(zhì)中飽和水含量的影響（見圖4）。

從實驗數(shù)據(jù)可以，看出吸水樹脂用量增加到一定程度后，基質(zhì)中飽和含水量并未能隨之增強，理論最佳吸水樹脂用量為1000g/m3。

（2）本次實驗?zāi)M通過增加吸水樹脂用量來測定基質(zhì)中最大有效含水量的影響（見圖5）。

從實驗數(shù)據(jù)可以看出，吸水樹脂用量增加到一定程度后，基質(zhì)中最大有效含水量含量并未能隨之增強，理論最佳吸水樹脂用量為1000g/m3。

3.3 實驗后的配比：

根據(jù)實驗確定噴播基質(zhì)團粒化后的配比為砂壤土0.40m3，纖維40Kg，有機肥3Kg，水50L，聚丙烯酸鉀110g，吸水樹脂1000g。

3.4 改良后基質(zhì)指標（見表4）。

噴播基質(zhì)團粒化改良后能有效解決一般類基質(zhì)附著性差、團粒性差的缺點，又不改變基質(zhì)的PH值。

4. 工程應(yīng)用

仁莊廢棄露采礦山原為建筑用石英砂巖礦山，自2004關(guān)閉后，一直未進行相應(yīng)的治理工程，開采高差達93m，開采坡度近70°，地層主要為志留系茅山砂巖（Sm1-2），為典型的蘇南太湖地區(qū)的巖質(zhì)邊坡。該工程自2009年開工建設(shè)，至2010年9月已完成削坡工程，共設(shè)4個平臺，每級邊坡高度約20m，坡度50°，坡面綠化采用掛網(wǎng)客土噴播。噴播基質(zhì)采用了實驗后的配比值，草種有狗牙根、黑麥草、火棘、刺槐、胡枝子。本次施工初次噴射基質(zhì)厚度為15cm，第二次噴射基質(zhì)（含草種）厚度為4cm，并采用人工扦插小葉女貞苗（為了保證冬季綠化效果和檢驗基質(zhì)的PH值對灌木的影響情況），密度為3株/m2。隨后進入初期養(yǎng)護階段。初期養(yǎng)護是很重要的環(huán)節(jié)，需檢查基質(zhì)保持和草種發(fā)芽情況，并需即使補噴。在施工結(jié)束3個月后，基質(zhì)均無流失現(xiàn)象，坡面綠化覆蓋率為100%，均為前期草本，刺槐出芽率超過95%，小葉女貞成活率也達95%以上。施工結(jié)束6個月后，基質(zhì)均無流失現(xiàn)象，草本經(jīng)過冬天退化，覆蓋率為90%左右，成活的小葉女貞無枯死現(xiàn)象，刺槐已達40～60cm，但密度過大，此階段需減少刺槐的密度，為了給小葉女貞的成長空間，本工程養(yǎng)護期刺槐密度僅保留了2株/m2。后期未進行人工澆溉，施工結(jié)束2年后，坡面基質(zhì)保持率仍在90%以上，此時草本已退化至50%左右，小葉女貞（株高達50cm左右）及刺槐（株高達2m左右）的覆蓋率已達85%以上，坡面實現(xiàn)了四季常綠的效果，而且完全可進入自然生態(tài)系統(tǒng)。

5. 結(jié)語

（1）近年來的實踐經(jīng)驗來看，噴播基質(zhì)團?；牧己竽苡行岣呋|(zhì)附著性和含水性，能有效解決蘇南太湖地區(qū)石英砂巖型巖質(zhì)邊坡養(yǎng)分貧瘠的特性，為噴播初期的草本及后期的喬灌木的生長提供足夠養(yǎng)分，并縮短了人工養(yǎng)護的時間，大大節(jié)約了成本。

（2）噴播基質(zhì)團?；牧疾⒉桓淖兓|(zhì)的PH值，能為喬灌木提供良好的生長環(huán)境，由于基質(zhì)附著性得到大幅提高，喬灌木根系有足夠的時間長入砂巖的裂隙中，也保證一定時期后當植物群落演替能取代噴播植被，使得邊坡覆綠效果更穩(wěn)定，更自然。