摘要：以新鄉(xiāng)市鳳凰山巖質(zhì)邊坡為例，對(duì)普通巖質(zhì)邊坡和峻陡邊坡的穩(wěn)定性治理及生態(tài)恢復(fù)進(jìn)行了探討。提出了以生物措施和工程措施相結(jié)合的綜合治理方法，以達(dá)到物種多樣性和近自然景觀的目的，旨在為今后進(jìn)行同類型巖質(zhì)邊坡景觀重建工作提供參考。

關(guān)鍵詞：鳳凰山；巖質(zhì)邊坡；植被景觀；重建技術(shù)

中圖分類號(hào)：S688 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）13-3371-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.13.025

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，城市的擴(kuò)建，交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，尤其是礦石的開采都會(huì)形成大量巖質(zhì)邊坡及礦渣廢棄地，帶來(lái)了一系列的地質(zhì)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[1]。邊坡的不穩(wěn)定性導(dǎo)致了水土流失、泥石流、滑坡等許多不良地質(zhì)災(zāi)害；礦渣廢棄地不但占用大量的土地，還是嚴(yán)重的污染源[2]。因此，巖質(zhì)邊坡的生態(tài)恢復(fù)已成為國(guó)家一項(xiàng)緊迫且重要的研究課題。20世紀(jì)70年代末，中國(guó)才開始嘗試對(duì)礦山廢棄地進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，在20世紀(jì)90年代之前礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)工作基本上都處于小規(guī)模、低水平的狀態(tài)[3]。近些年來(lái)，廢棄礦山的生態(tài)修復(fù)取得了一定的成績(jī)。但生態(tài)環(huán)境及景觀恢復(fù)往往受條件制約，許多巖質(zhì)采場(chǎng)及邊坡綠化后效果不理想[4]。因此探索適宜巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)的綜合治理技術(shù)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的人工植被，是目前的熱點(diǎn)課題[5]。為此，本研究以生物措施和工程措施相結(jié)合的方法，對(duì)新鄉(xiāng)市鳳凰山巖質(zhì)邊坡進(jìn)行生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)研究，以期為城市廢棄礦山巖體修復(fù)技術(shù)提供一定的參考。

1 研究區(qū)概況

新鄉(xiāng)鳳凰山位于新鄉(xiāng)市北部鳳泉區(qū)境內(nèi)，系太行山余脈丘陵向平原過(guò)渡地帶，呈東西轉(zhuǎn)西南走向，主峰海拔292.7 m，面積20.36 km2。20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著新鄉(xiāng)市規(guī)模的擴(kuò)大，建設(shè)項(xiàng)目的增多，對(duì)石灰等一些建筑材料的需求與日俱增。僅鳳泉區(qū)北部30 km2之內(nèi)采石、碎石、白灰、水泥等企業(yè)有近300家，成為當(dāng)時(shí)河南省三大建材基地之一[6]。但是，在大力發(fā)展建材工業(yè)的同時(shí)，由于無(wú)序、過(guò)度開采，導(dǎo)致水土流失，植被破壞，空氣污染，使鳳凰山的生態(tài)環(huán)境遭到了災(zāi)難性的破壞，這不僅嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)和生活，而且對(duì)周邊地區(qū)和整個(gè)新鄉(xiāng)市區(qū)的環(huán)境和景觀造成了極大的危害，成為阻礙新鄉(xiāng)市經(jīng)濟(jì)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)障礙。因此，為了改變鳳凰山生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)狀，迫切需要對(duì)其進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

2 巖質(zhì)邊坡景觀重建技術(shù)

2.1 普通巖質(zhì)邊坡

2.1.1 穩(wěn)定性治理 一般認(rèn)為坡度小于70°的巖質(zhì)邊坡為普通巖質(zhì)邊坡，大于70°的為峻陡巖質(zhì)邊坡。在巖質(zhì)邊坡恢復(fù)前，應(yīng)首先對(duì)潛在、不穩(wěn)定的斷巖進(jìn)行穩(wěn)定性治理。邊坡的穩(wěn)定性治理主要包括上部削坡減載治理、疏排水措施治理和下部綜合支擋治理3個(gè)方面。坡率法是在工程條件許可時(shí)，優(yōu)先予以考慮的一種方法。如果是截排水和坡率法等措施不能提高其有效穩(wěn)定性、放坡工程量又太大、現(xiàn)場(chǎng)條件不允許的斷巖，還需要進(jìn)行人工加固。根據(jù)不同的地段采取不同的治理措施，常用方法有注漿、格構(gòu)錨固、擋墻、綜合支擋結(jié)構(gòu)、錨桿（索）及抗滑樁等人工加固法。

1）坡率法。坡率法相對(duì)來(lái)說(shuō)比較經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，在地下水位不發(fā)育、且放坡開挖時(shí)對(duì)相鄰建筑物或擬建不會(huì)產(chǎn)生不利影響的情況下使用，包括設(shè)置臺(tái)階、削坡降低坡度以及清除表層不穩(wěn)定體。

2）抗滑樁?？够瑯兜膶挾纫话阍?.5～2.5 m，長(zhǎng)度一般在2.0～4.0 m，以矩形為主要截面形狀。當(dāng)難以確定滑坡推力方向時(shí)，應(yīng)采用圓形樁。對(duì)滑坡進(jìn)行抗滑樁分段阻滑時(shí)，每段以單排布置為宜，如果彎矩過(guò)大，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力錨拉樁。

3）錨桿（索）。錨桿（索）的組成結(jié)構(gòu)有外錨頭、鋼拉桿、防腐層、灌漿體、聯(lián)結(jié)器和套管及內(nèi)錨頭等，它是一種適用于巖質(zhì)邊坡的受拉結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)施工期斷巖的穩(wěn)定性差并且對(duì)斷巖其變形控制的要求非常嚴(yán)格的情況下，宜采用預(yù)應(yīng)力錨桿。

4）格構(gòu)錨固。格構(gòu)錨固技術(shù)是一種綜合邊坡防護(hù)措施，其主要利用錨索或錨桿固定，用現(xiàn)澆鋼筋砼、漿砌塊石或預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼進(jìn)行坡面的防護(hù)。這種技術(shù)實(shí)質(zhì)是利用框格護(hù)坡，可以將護(hù)坡和美化環(huán)境進(jìn)行很好的結(jié)合，在護(hù)坡的同時(shí)利用框格種植花草，從而達(dá)到護(hù)坡和美化環(huán)境的雙重目的。

5）重力式擋墻。重力式擋墻宜在斷巖高度不大于10 m時(shí)采用，并以仰斜式為宜。當(dāng)開挖土石方會(huì)危及到相鄰建筑物安全及邊坡穩(wěn)定時(shí)，或者對(duì)變形有嚴(yán)格要求的斷巖都不宜采用重力式擋墻護(hù)坡。

6）注漿加固。該法通過(guò)對(duì)滑帶壓力注漿來(lái)提高其抗剪強(qiáng)度及滑體穩(wěn)定性。注漿前需對(duì)其進(jìn)行注漿試驗(yàn)以及效果評(píng)價(jià)，注漿后必須對(duì)其進(jìn)行開挖或鉆孔取樣檢驗(yàn)。而在滑帶改良之后，滑坡的安全系數(shù)評(píng)價(jià)應(yīng)采用抗剪斷標(biāo)準(zhǔn)。此種方法主要適用于崩塌堆積體、巖溶角礫巖堆積體、以巖石為主的滑坡及松動(dòng)巖體。

2.1.2 景觀重建 景觀重建的方法主要是采用掛網(wǎng)客土噴播法。其原理是利用固網(wǎng)和客土摻混粘結(jié)劑結(jié)合的技術(shù)，使客土及物料粘貼到石坡表面，再調(diào)配有機(jī)物料，以平衡土壤的固相、液相以及氣相狀態(tài)，從而創(chuàng)造灌木類和草本類賴以生存的良好環(huán)境，逐漸讓石質(zhì)坡面的生態(tài)功能得以恢復(fù)。該技術(shù)以工程力學(xué)和生物學(xué)為理論依據(jù)，客土摻混粘合劑技術(shù)和錨桿加固鐵絲網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，先充分混合肥料、土壤、保水材料、有機(jī)物質(zhì)、植物種子、粘結(jié)材料等干料，然后將混合后的干料加水調(diào)勻，再借助專用噴射機(jī)將其噴射于巖面上，從而在坡面形成連續(xù)有規(guī)律空隙、厚10 cm左右的硬化體。掛網(wǎng)客土噴播的種子能夠在此硬化體的空隙中生根發(fā)育，且硬化體10 cm的厚度可以有效防止雨水的沖刷，進(jìn)而逐步達(dá)到恢復(fù)植被、提高生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)景觀效應(yīng)的生態(tài)修復(fù)目的。掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)緊密結(jié)合了邊坡防護(hù)技術(shù)和景觀綠化，使生態(tài)修復(fù)工程和綠化工程均取得了重大突破。對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的斷巖或已作拱架的斷巖可不掛網(wǎng)，而向巖面直接噴射混合好的材料。巖質(zhì)邊坡立地條件差，因此，對(duì)于植物品種的選擇要求非常嚴(yán)格，其植物的生物學(xué)特性不僅要適應(yīng)坑口立地條件，而且應(yīng)具備自我繁殖更新能力強(qiáng)、耐干旱、耐瘠薄、根系發(fā)達(dá)以及抗性強(qiáng)的特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際情況選擇的植物配置方式有草種混播式、灌草混播式、藤草混播式。

1）草種混播式。按一定比例混合2～3種暖季型與冷季型兼有的草種，并適當(dāng)加入一、二年生草花地被植物的種子作為播種種源，可以形成富有自然田園野趣的綴花草坪景觀。草本植物配置模式：諸葛菜、狗牙根、黑麥草、白三葉，比例為2∶3∶1∶4，高羊茅、虞美人、馬尼拉、白三葉，比例為1∶1∶1∶2，狗牙根、紫花苜蓿、黑麥草、金雞菊，比例為3∶4∶1∶2。

在混播時(shí)，草種的生長(zhǎng)速度、擴(kuò)繁方式、分生能力以及在顏色、質(zhì)地等方面應(yīng)該基本相近，同時(shí)在發(fā)病率、潛在發(fā)生病害上應(yīng)有較大差異。如以2∶3∶1∶4的比例將諸葛菜、狗牙根、黑麥草及地被植物白三葉4類植物混合后，按照9～11 g/m2的密度噴播或撒播，其中多年生黑麥草屬冷季型植物，狗牙根屬暖季型植物。競(jìng)爭(zhēng)能力非常強(qiáng)的多年生黑麥草所占比重應(yīng)控制在10%左右為宜，而作為輔助材料的地被植物及草花，所占面積應(yīng)控制在草坪總面積的1/4～1/3為宜。

2）灌草混播式。植物配置類型可用夾竹桃+黃櫨+野菊+白三葉、花椒+火棘+紫花苜蓿+狗牙根。

3）藤草混播式。迅速成坪是藤草結(jié)合種植方式的最大特點(diǎn)。種植時(shí)同時(shí)在斷崖頂部種植如扶芳藤、迎春、連翹等垂枝型藤本；在底部種植如美國(guó)凌霄、絡(luò)石、爬山虎、葡萄等攀援型藤本；再在兩類藤本中間進(jìn)行噴播復(fù)綠。此種綠化方式非常適用于生態(tài)防護(hù)和工程防護(hù)相結(jié)合的斷巖修復(fù)，通過(guò)此方法其構(gòu)造物的粗糙感和壓迫感可大大減少，且能更好地結(jié)合斷巖景觀和自然景觀，形成良好的整體景觀效果。植物配置類型可用葛藤+葡萄+馬尼拉+波斯菊、絡(luò)石+爬山虎+黑麥草+虞美人。

2.2 峻陡巖質(zhì)邊坡

2.2.1 立模澆筑技術(shù)（坡面高度差低于20 m）

1）邊坡巖面清理排險(xiǎn)。清除邊坡上少量松動(dòng)巖塊和危巖，清掉坡頂裂縫和棱角等。

2）陡坡頂部砌筑擋墻、坡頂設(shè)置安全網(wǎng)。設(shè)計(jì)墻高1.0 m、頂寬0.2 m、底寬0.3 m，內(nèi)坡垂直，擋墻每段長(zhǎng)20 m，段間縫寬2 cm，作伸縮縫用；在坡頂5 m以外設(shè)置鐵絲安全網(wǎng)，網(wǎng)高2 m，間距4 m，中間用水泥柱連接。

3）巖質(zhì)陡坡立模澆筑混凝土種植槽。在巖壁上呈45°角豎向每間距25 cm設(shè)置一根直徑14 mm螺紋鋼錨桿作為豎筋，下端錨入基巖20 cm，用水泥砂漿灌注，橫向排列用直徑6.5 mm圓鋼作為橫拉筋，豎向螺紋鋼和橫向圓鋼交接處用鐵絲綁結(jié)固定。然后采用硅酸鹽水泥、中砂和粒徑10 mm級(jí)配碎石，以水泥、砂、石子和水按一定比例混合C20級(jí)配的砼澆筑種植槽；模板采用厚度大于2 mm的鋼板，采用鐵線綁接固定，澆筑時(shí)在底部（離基巖5 cm）設(shè)置滲水孔。

4）坡腳砌筑塊石擋土墻。擋土墻設(shè)置在坡腳線外側(cè)7 m，墻頂寬0.5 m，高1.2 m，底邊寬0.6 m，基礎(chǔ)埋深0.5 m，墻內(nèi)埋泄水管，并設(shè)反濾層，擋墻每段長(zhǎng)20 m，段間縫寬2 cm，作伸縮縫用，墻頂C20砼壓頂，厚100 mm。

5）坡頂和坡腳修建排水溝。排水溝設(shè)置于坡頂線內(nèi)側(cè)6 m，于坡腳外8～10 m，排水溝底寬0.3 m，面寬0.5 m，深0.3 m。

6）進(jìn)行植物的選擇和配置。以抗逆性鄉(xiāng)土植物為主，配置上爬下掛中間擋植物，喬、灌、藤相結(jié)合，視覺效果好，物種多樣的近自然景觀。還要注意盡可能選擇投資小、覆蓋快、效果好的樹種，種植時(shí)遵循山地植被的演替規(guī)律，進(jìn)行合理搭配，增加植物群落的多樣性。可供選擇的喬木有側(cè)柏、紫穗槐、元寶槭、油松；藤本植物有凌霄花、爬山虎、常春藤；灌木有紫葉李、紫薇、木槿、石楠等。

7）植物后期管護(hù)和養(yǎng)護(hù)。按照喬、灌、藤規(guī)定的挖穴規(guī)格挖好種植穴，穴內(nèi)置6～8個(gè)裝有植物生長(zhǎng)基質(zhì)和種子的植生袋。澆入適當(dāng)?shù)亩ǜ?，滲透基質(zhì)，然后進(jìn)行栽種，植后澆足定根水。避開每天中午的高溫時(shí)間，早晚分組澆水，保持充足水分，保證和提高苗木的成活率，定期施肥、防蟲害等。

2.2.2 速藤屏生態(tài)修復(fù)技術(shù)（坡面高度差高于20 m）

1）該技術(shù)是一種生態(tài)快速修復(fù)的新技術(shù)，主要針對(duì)峻陡巖質(zhì)邊坡的特點(diǎn)而開發(fā)。以兼有工程防護(hù)和快速綠化的功能效果而應(yīng)用于峻陡巖質(zhì)邊坡修復(fù)工程中。該技術(shù)種植植物的方式是采用分級(jí)平臺(tái)種植法。此種方法成功解決了綠化恢復(fù)周期長(zhǎng)的傳統(tǒng)方法的工程難題。傳統(tǒng)的罩面網(wǎng)攀援植物綠化方法植物成活率低、養(yǎng)護(hù)難度大、工作量大以及覆蓋慢，并且坡面的生態(tài)恢復(fù)時(shí)間需要2.5～3年。速藤屏生態(tài)修復(fù)技術(shù)坡面生態(tài)恢復(fù)周期比傳統(tǒng)方法提前了1～2年，其生態(tài)恢復(fù)周期僅為1～1.5年。

將工廠化預(yù)植1年、規(guī)格長(zhǎng)度為1.0、1.5、2.0、3.0、5.0 m等多種長(zhǎng)度的可牽引藤本植物容器苗移植到已安裝有罩面網(wǎng)的坡面上，使藤本植物與罩面網(wǎng)相互聯(lián)接，從而在短期內(nèi)形成坡面屏風(fēng)狀植物板塊。此種方法具有近期效果和遠(yuǎn)期效果相結(jié)合的綜合景觀優(yōu)勢(shì)，其因安裝完成就會(huì)有一定的綠化效果，從而可一步到位實(shí)現(xiàn)巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)工程，并且后期養(yǎng)護(hù)管理可以是粗放型管理。

2）速藤屏生態(tài)修復(fù)技術(shù)施工工藝。①坡面清理：將坡面雜物以及松散碎石等清理干凈。②修建種植槽、填充營(yíng)養(yǎng)土、改良土壤。修建坡腳與坡面中間部位種植槽：采用M7.5漿砌紅磚或水泥預(yù)制空心磚砌筑，M10砂漿抹面。種植槽底的寬度和高度都應(yīng)不小于50 cm，耕植土應(yīng)有不少于50 cm的厚度。如若種植槽底的寬度小于50 cm，為確?；靥罘N植土的保濕性，應(yīng)將種植槽高度加高處理。種植槽的底部外側(cè)應(yīng)設(shè)置直徑30 mm的排水孔，此排水孔應(yīng)在每3 m處設(shè)一個(gè)，外側(cè)以M7.5水泥砂漿抹面。其他面除花池內(nèi)側(cè)以外均以0.2 cm厚、1∶1水泥砂漿抹面。另外，如坡腳有平臺(tái)要修建單個(gè)種植槽的話，應(yīng)以10 m以內(nèi)的長(zhǎng)度為宜，如果超過(guò)10 m的長(zhǎng)度，應(yīng)修建多個(gè)種植槽。

如坡腳無(wú)平臺(tái)而為排水溝：設(shè)置種植槽的部位是在邊坡中間部位，采用3根螺紋鋼錨固支撐每個(gè)種植槽，螺紋鋼的規(guī)格為直徑32 mm，螺紋鋼之間的間距為50 cm。上面再放置預(yù)制板，并在規(guī)格長(zhǎng)200 cm、寬50 cm、厚10 cm的預(yù)制板上設(shè)置高為50 cm的種植槽。

采用懸掛式工作平臺(tái)來(lái)完成螺紋鋼的錨固安裝，打入坡面的錨桿還要進(jìn)行注漿處理，抹漿處理外露部位錨桿。采用高空垂直運(yùn)輸將種植土運(yùn)送至邊坡中間種植槽，從而完成種植土的回填工作。種植槽利用填土表面的木屑處理、所填種植土加拌保水劑等方法進(jìn)行保水和防水，填土表面的木屑處理可以有效防止水分的蒸發(fā)和雨水的沖刷，加上保濕劑的使用可以保證植物在連續(xù)15 d以上干旱所需的水分。

3）速藤屏的預(yù)植培育?？蔂恳俦局参锶萜髅缗嘤涸诿缙詾榕嘤试参锏揭?guī)定的長(zhǎng)度，并且沿著規(guī)定的方向生長(zhǎng)，可通過(guò)牽引桿、牽引繩或搭網(wǎng)等牽引約束手段引導(dǎo)其生長(zhǎng)，這樣培育的苗也便于移栽和安裝。因?yàn)樘俦局参锞哂杏酌缙冢ㄍǔｉL(zhǎng)度在1 m以內(nèi)）生長(zhǎng)比較緩慢的特點(diǎn)，提前在苗圃將生長(zhǎng)緩慢的幼苗培育完成，使容器苗移栽后生長(zhǎng)速度快，達(dá)到快速綠化效果。同時(shí)因?yàn)槭∪チ藗鹘y(tǒng)苗3～5個(gè)月的生長(zhǎng)適應(yīng)期和過(guò)度期而大大提高了成活率，所以其有高達(dá)100%的成活率，從而達(dá)到成活率高、綠化成效好以及覆蓋率高的目的。

4）速藤屏的安裝。為了達(dá)到牢固、貼伏和美觀的效果，要將速藤屏移植到坡面進(jìn)行安裝。坡面安裝的支架材料要選用網(wǎng)孔大小為38 mm×38 mm的綠色CE131罩面網(wǎng)，其每卷規(guī)格為30 m× 2.5 m。采用螺紋鋼短錨（直徑12 mm×500 cm）或膨脹螺栓（直徑8 mm×100 cm）固定，螺紋鋼短錨外露10～15 cm，固定間距1.0～1.5 m。

3）綠化植物的選擇。選擇植物時(shí)應(yīng)考慮實(shí)際工程條件和當(dāng)?shù)貧夂罴巴寥罈l件，以抗逆性鄉(xiāng)土植物為主，充分考慮植物本身的生物學(xué)特性。另外除了考慮植物的環(huán)境綠化效果外，還要兼顧所選植物的景觀效果和整體觀賞價(jià)值。因此，選用適應(yīng)性和觀賞性高的如凌霄、爬山虎、葛藤、牽?；ā⒂吐樘俚戎参?，運(yùn)用柔性容器苗技術(shù)培育油麻藤等植物，并在分級(jí)平臺(tái)上種植一些比如迎春等的懸掛植物，以增強(qiáng)坡面的立體景觀效果。

3 小結(jié)

新鄉(xiāng)市鳳凰山是新鄉(xiāng)市城區(qū)范圍內(nèi)惟一的一座山體，在構(gòu)建生態(tài)新鄉(xiāng)、和諧新鄉(xiāng)戰(zhàn)略中具有重要的地位。因此恢復(fù)和重建礦山廢棄地來(lái)塑造景觀、改善環(huán)境是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。巖質(zhì)邊坡生態(tài)條件惡劣，缺乏植物生長(zhǎng)必備的基本條件，自然恢復(fù)難度大，一般在礦區(qū)廢棄地上自然恢復(fù)時(shí)間需要50～100年，坡面恢復(fù)時(shí)間則更長(zhǎng)[7-10]。為了盡快使巖質(zhì)邊坡植被生態(tài)修復(fù)進(jìn)入可自我演替發(fā)展的階段，必須采用有效的綜合治理方法才能達(dá)到理想的生態(tài)修復(fù)效果。前期首先根據(jù)坡度類型對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定性治理，進(jìn)而選擇適宜的喬木、灌木、草本、藤本植物進(jìn)行合理搭配種植，結(jié)合立模澆筑混凝土種植槽等工程措施以達(dá)到植物群落多樣性和近自然景觀的目的。通過(guò)對(duì)新鄉(xiāng)市鳳凰山巖質(zhì)邊坡植被景觀重建技術(shù)的深入探討，希望為同類型巖質(zhì)邊的生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

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