陳 雷 王 鐵 楊家富 歐 哲 鄒 明

(1.宏大國源(蕪湖)資源環(huán)境治理有限公司;2.廣東宏大爆破股份有限公司)

繁昌縣位于安徽省蕪湖市西南部，該地區(qū)自然資源豐富，繁昌縣峨山鎮(zhèn)峨山頭礦山的開采為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)，但是由于施工條件和其他原因的限制，開采時沒有合理規(guī)劃和保護(hù)，多年來的露天開采使自然環(huán)境受到了嚴(yán)重的破壞，給礦區(qū)的環(huán)境帶來了極大的安全隱患及諸多的不利影響，礦山關(guān)閉后急需對該廢棄礦山進(jìn)行治理。為了使該地區(qū)的植被得到恢復(fù)，針對該礦區(qū)的氣候、地質(zhì)和立地條件，采取高次團(tuán)粒噴播和平臺復(fù)綠法，對礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)復(fù)綠，為以后的生態(tài)復(fù)綠工程提供了借鑒。

1 項目概況

安徽省蕪湖市繁昌縣峨山鎮(zhèn)峨山頭廢棄礦山位于繁昌縣城馬仁山路南端東側(cè)，緊臨峨山頭。地處長江南岸，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和濕潤，光照充足，雨量適中。治理區(qū)總占地面積約115684 m2，為南、北兩個獨(dú)立的采石場(見圖1)，包括露采邊坡及廢棄地。項目區(qū)及周邊主要賦存孔隙水和基巖裂隙水兩類地下水，排泄方式主要為地表徑流及裂隙滲透。項目區(qū)邊坡巖體主要為較堅硬～堅硬的層狀碳酸鹽巖組，巖性主要為南陵湖組泥晶灰?guī)r，薄層～中層狀結(jié)構(gòu)，裂隙較稀疏。項目區(qū)土體主要為松散的黏土、砂礫石層和碎渣土。

圖1 治理區(qū)邊坡全景

2 施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1 地質(zhì)災(zāi)害隱患

據(jù)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，治理區(qū)存在兩處崩塌，崩塌1位于邊坡中段(圖2)，崩塌方量約10 m3，崩塌體主要為塊狀巖石，直徑為0.5～1.0 m;崩塌2位于邊坡北段(圖3)，崩塌方量約8 m3，坡腳崩塌體呈片狀。兩處崩塌均為小型規(guī)模。

圖2 邊坡中段狀況(崩塌1)

圖3 邊坡北段狀況(崩塌2)

2.2 惡劣的地質(zhì)條件

本工程山體坡度較大，采石場整體坡度為55°～70°，局部陡立甚至反坡，坡面基巖裸露，植被零星發(fā)育，水土流失嚴(yán)重，立地條件差，原有地形地貌景觀和植被環(huán)境遭到很大破壞。

2.3 復(fù)雜的周邊環(huán)境

治理區(qū)緊鄰鳳峨全景和鑫山家園小區(qū)(常住居民3000人)，施工過程中造成的噪音和大氣污染可能會存在擾民的情況，給施工帶來了一定的難度。

3 生態(tài)復(fù)綠技術(shù)分析

3.1 生態(tài)復(fù)綠技術(shù)選擇

利用礦區(qū)自身資源優(yōu)勢，以改善生態(tài)環(huán)境及視覺景觀為目標(biāo)，提升整個礦山關(guān)閉后自然生態(tài)環(huán)境的價值品位。遵循自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，因地制宜、適地適樹，選擇適合于繁昌地區(qū)生長的鄉(xiāng)土樹種，同時考慮樹種的生態(tài)習(xí)性、立地條件及觀賞價值，進(jìn)行合理布局。

結(jié)合礦區(qū)的氣候、地質(zhì)和立地條件，礦區(qū)邊坡修復(fù)采用國內(nèi)先進(jìn)的高次團(tuán)粒噴播技術(shù)，采取“喬、灌、草結(jié)合”的方法，噴播區(qū)以噴播植物種子為主，植物配置立足于其生理生態(tài)特性，構(gòu)建植物配置的多層次結(jié)構(gòu)，豐富物種多樣性，提高景觀效果。噴播植物選用適應(yīng)繁昌氣候和土壤條件，抗旱性、抗寒性、抗熱性、抗貧瘠性及抗病蟲性強(qiáng)，耐粗放管理并能產(chǎn)生適量的種子;植物選配宜冷暖季草種相結(jié)合，草本與灌木相結(jié)合，一年生與多年生相結(jié)合。高次團(tuán)粒噴播可有效解決礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患、地質(zhì)條件惡劣及周邊環(huán)境復(fù)雜這3個技術(shù)難點(diǎn)。礦區(qū)平臺綠化采取平臺復(fù)綠法，在坡腳廢棄地種植喬木、灌木和藤本植物，建立立體植被體系，豐富整治區(qū)植被生物多樣性，營造良好景觀質(zhì)量，達(dá)到整體綠化效果。

3.2 高次團(tuán)粒噴播

3.2.1 技術(shù)原理

高次團(tuán)粒噴播技術(shù)適用于巖質(zhì)和土質(zhì)邊坡、貧瘠山地酸堿性土壤和裸露巖面。在噴播時會發(fā)生“團(tuán)粒化”反應(yīng)，形成具有“團(tuán)粒結(jié)構(gòu)”的土壤培養(yǎng)基，噴播后發(fā)生疏水反應(yīng)，黏結(jié)力極強(qiáng)的土壤培養(yǎng)基會牢固地吸附于坡面上，能抵抗雨蝕和風(fēng)蝕，防止水土流失。采用“濕式噴播”的方式進(jìn)行施工，混合后的泥狀基材呈流動狀，不使用空氣壓縮機(jī)。

3.2.2 技術(shù)優(yōu)勢

①噴播后土壤培養(yǎng)基的水土保持能力強(qiáng)，噴播后坡面無需任何覆蓋物，可培育幼芽生長緩慢的木本植物，可解決礦山水土流失嚴(yán)重的問題;②飽和吸水時基質(zhì)重量輕，降低了坡地結(jié)構(gòu)的荷載，避免噴播材質(zhì)過重而剝落，能有效解決邊坡坡度過陡而導(dǎo)致基材脫落的情況;③基質(zhì)滲水性強(qiáng)，可有效避免礦山淤積危害;④純有機(jī)栽培基質(zhì)，理化指標(biāo)穩(wěn)定，植物長久栽培無需換土，能降低礦山修復(fù)成本;⑤基質(zhì)的多孔性極大地促進(jìn)了植物根系的生長和發(fā)育，對樹木有著極好的固定作用，同時防止樹木主根對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，能最大程度地恢復(fù)礦山邊坡的植被;⑥潔凈無異味，施工簡單，養(yǎng)護(hù)方便，降低了施工難度。

3.3 平臺綠化法

利用藤本植物、灌木叢、喬木樹群和山體相結(jié)合，形成喬、灌、藤立體結(jié)構(gòu)，樹種選擇應(yīng)注意常綠樹種與落葉樹種搭配，生態(tài)樹種與綠化樹種結(jié)合，鄉(xiāng)土樹種與園林樹種融合，按照形式美的構(gòu)圖思路，既能體現(xiàn)樹木群體美，又能烘托樹木個體美，在平臺營造一個生態(tài)型森林藝術(shù)景觀。

4 施工工藝

高次團(tuán)粒噴播(濕噴)施工工藝流程:坡面處理—鋪網(wǎng)和釘網(wǎng)—噴播—養(yǎng)護(hù)管理;平臺復(fù)綠法:種植土回填—施肥—澆水—苗木種植—養(yǎng)護(hù)管理。

4.1 坡面處理

采用人工風(fēng)鎬和機(jī)械相結(jié)合的方法，清除表面松散塊石及雜物，確保坡面平整。光滑巖面需通過加密錨桿或挖掘橫溝等進(jìn)行加糙處理，防止基材下滑(圖4)。

圖4 邊坡坡面處理

4.2 鋪網(wǎng)和釘網(wǎng)

(1)采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)，選14#鐵絲，網(wǎng)孔4 cm×4 cm，網(wǎng)寬200 cm。將鍍鋅鐵絲網(wǎng)向坡頂上方延伸60 cm以上，用錨釘固定，回土壓實，自上而下掛網(wǎng)，用火燒絲將其綁扎牢固，網(wǎng)面和坡面間保持3～4 cm的空隙。

(2)較陡坡面上坡頂線每米設(shè)置1根主錨桿，主錨桿采用φ16 mm鋼筋，與鐵絲牢固連接。巖面上按2 m×2 m設(shè)置，局部裂隙較多巖面按1.5 m×1.5 m設(shè)置。

(3)其他錨釘采用“L”型 φ6～φ8 mm 鋼筋，按間距50 cm×50 cm設(shè)置。在鋪面網(wǎng)搭接處布置一行間距1 m的“L”型錨釘，在坡面其他位置，每平方米不少于5個“L”型錨釘，呈梅花形布置?！癓”型錨釘嵌入巖體深度不小于5 cm，空隙處用水泥注漿。

(4)對于覆蓋層較厚的非巖質(zhì)邊坡，采用長250～300 mm或更長的T型竹釘緊固，每平方米設(shè)置不少于8個竹釘(可根據(jù)邊坡覆蓋層厚度等實際情況作相應(yīng)調(diào)整)。具體施工見圖5。

圖5 邊坡鋪網(wǎng)和釘網(wǎng)

4.3 噴 播

使用專門的設(shè)備進(jìn)行噴播，該設(shè)備有兩個攪拌倉(基材倉和團(tuán)粒劑倉)和能夠發(fā)生“團(tuán)粒反應(yīng)”的特制噴槍，通過特定的施工工藝制備適合于本地區(qū)氣候特點(diǎn)的土壤培養(yǎng)基，并將這種土壤培養(yǎng)基噴薄到坡面上。該培養(yǎng)基具有高次團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，非常適合植物生長，其材料配比見表1，高次團(tuán)粒噴播施工見圖6和圖7。

表1 高次團(tuán)粒配比材料

圖6 高次團(tuán)粒噴播

圖7 基質(zhì)噴播

4.4 平臺綠化法

4.4.1 種植土回填、施肥及澆水

對坡腳廢棄地進(jìn)行挖高填低，利用挖掘殘丘等產(chǎn)生的土石方回填至廢棄地低洼處，并對場地進(jìn)行平整。種植土宜選取鄉(xiāng)土(耕植土或山土)，土壤pH值一般為5.5～8.5、含鹽量不大于0.3%、富含有機(jī)腐殖質(zhì)，并在土中加入適量的有機(jī)肥、緩釋復(fù)合肥，種植土回填厚度約0.6 m，回填的種植土需澆一定量水，土層自然沉降，結(jié)合人工干擾加固。土壤自然沉實后土面基本平整，排水坡度基本恰當(dāng)，無明顯的低洼和積水處。土壤中無明顯的石礫、瓦礫等雜物。

4.4.2 苗木種植

爬山虎、常春藤、迎春及黃馨相間種植，種植間距0.1 m;距離坡腳0.5 m向外種植2排山竹，株行距均為0.2 m;距離坡腳1.0 m向外紫葉李和香樟相間種植，株行距均為1.0 m。紫葉李，胸徑4.0～5.0 cm;香樟，胸徑4.0～5.0 cm;山竹，胸徑2.0 cm;藤本:包括爬山虎、常春藤、迎春及黃馨，長度1.0 m。

4.5 植被養(yǎng)護(hù)管理

4.5.1 高次團(tuán)粒噴播區(qū)的養(yǎng)護(hù)

在草籽萌發(fā)前期，應(yīng)根據(jù)土壤濕度的變化多澆水，保證種子萌發(fā)所需水分，在種子發(fā)芽后，根據(jù)發(fā)芽情況適當(dāng)澆水至其自然生長，形成穩(wěn)定的生物群落。至此，養(yǎng)護(hù)工作基本完成，定期清除雜草，同時注意防治病蟲害，養(yǎng)護(hù)施工見圖8。

圖8 邊坡植被養(yǎng)護(hù)

4.5.2 平臺種植區(qū)的養(yǎng)護(hù)

根據(jù)繁昌氣候特點(diǎn)，3—6月和9—11月是對樹木澆水的關(guān)鍵時期。新植樹木在連續(xù)3 a內(nèi)都應(yīng)充足澆水，同時做好修剪、施肥和除草工作。

5 項目治理成果

5.1 治理效果

本工程生態(tài)復(fù)綠施工已1 a，坡面上已形成與當(dāng)?shù)刂脖换旖坏闹参锶郝?圖9)，達(dá)到坡面上的植被與周圍山體混為一體，坡面穩(wěn)定，綠化效果良好。目前，該項目邊坡復(fù)綠工作已進(jìn)入后期養(yǎng)護(hù)階段，平臺復(fù)綠施工正在進(jìn)行，結(jié)束后即可進(jìn)行項目整體竣工驗收，整個廢棄礦山將恢復(fù)原始生態(tài)，營造出適宜植物生長的生態(tài)環(huán)境。

圖9 礦山邊坡修復(fù)后景觀

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

該項目消除了該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害，實現(xiàn)治理區(qū)生態(tài)復(fù)綠，坑底礦山廢棄地經(jīng)修復(fù)后，可恢復(fù)7.13 hm2建設(shè)用地，預(yù)期可獲得8000萬元土地收益，既彌補(bǔ)了廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理所需的資金，也使閑置的土地資源得到了充分利用。項目采用了新技術(shù)，直接在高陡邊坡上完成坡面復(fù)綠工程，避免在對高陡邊坡采用普通噴播前所進(jìn)行的削坡降坡工程，在不影響治理效果的前提下，節(jié)約了約1000萬元的工程費(fèi)用。

5.3 社會效益

該項目取得了顯著的社會效益，安徽省委宣傳部將其定位為“又一個小崗村”，同時受到中央組織部領(lǐng)導(dǎo)、國家林業(yè)局領(lǐng)導(dǎo)、部分外省市領(lǐng)導(dǎo)、周邊縣市相關(guān)部門的高度評價，是廢棄礦山環(huán)境治理工程項目的示范工程。

6 結(jié)論

(1)該項目消除了礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患，克服了地質(zhì)條件惡劣的困難，礦區(qū)水土流失問題得到了解決，在不影響周邊居民生活的情況下，完成了整個項目的施工。

(2)采取國內(nèi)較為先進(jìn)的高次團(tuán)粒噴播對礦山邊坡進(jìn)行生態(tài)復(fù)綠，使具有“團(tuán)粒結(jié)構(gòu)”的土壤培養(yǎng)基牢固吸附于坡面上，能抵抗風(fēng)雨的侵蝕，防止水土流失;平臺復(fù)綠法以“喬、灌、藤”和山體相結(jié)合為原則，意在礦區(qū)坡腳廢棄地營造一個生態(tài)型森林景觀。

(3)高次團(tuán)粒的噴播工藝流程為:坡面處理—鋪網(wǎng)和釘網(wǎng)—噴播—養(yǎng)護(hù)管理;平臺復(fù)綠法工藝流程為:種植土回填—施肥—澆水—苗木種植—養(yǎng)護(hù)管理。

(4)該項目治理效果良好，坡面上形成了與當(dāng)?shù)刂脖换旖坏闹参锶郝洌踩〉昧孙@著的經(jīng)濟(jì)效益，土地復(fù)墾可使閑置土地得到充分利用，社會效益也很明顯，被媒體譽(yù)為環(huán)境治理的示范工程。