巖質邊坡綠化技術及其施工方法選擇

田開洋

（江蘇省地質礦產局第一地質大隊，江蘇南京 210041）

巖質邊坡綠化技術及其施工方法選擇

田開洋*

（江蘇省地質礦產局第一地質大隊，江蘇南京 210041）

邊坡綠化目前仍沒有統一的標準和規范，在技術應用中存在著一系列問題。根據江蘇省礦山環境治理長期的工作經驗，在詳細介紹各類邊坡綠化方法的作用原理、優點及局限性的基礎上，就邊坡綠化的方法、設計、施工和監理進行討論，并提出若干建議，認為邊坡綠化應該以“恢復植被,保護生態”為目的，堅持“順應自然，該綠則綠，該黃則黃”的原則。

巖質邊坡綠化;方法選擇;關鍵技術

邊坡綠化是近幾年才興起的一個新行業。“邊坡綠化”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，是做不好邊坡綠化工程的。現在還沒有邊坡綠化技術的教科書,沒有邊坡綠化的國家技術標準，監理沒有監理規范，預算沒有預算定額。所以，邊坡綠化工程從設計開始，直到業主、監理、施工等工程技術人員，對邊坡綠化技術的了解都不夠，概念還比較模糊，發生了一些非常慘重的失敗的工程實例。作為研究、設計人員有必要認真研究，深入探討，以便做好邊坡綠化工程的設計、施工等工作。現就技術方法、設計、監理等進行探討。

1 巖質邊坡的生態特點

（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分條件的巖質邊坡不具備植被生長所必需的土壤環境，無法直接進行種子撒播或植生帶綠化，即使采用目前國內廣泛應用的水力噴播技術，其防護效果也很不理想，其原因是噴漿與巖體坡面的黏結力很小。另外，巖體保水功能差，含有的活化養分少，植被根系很難從邊坡巖層中吸收足夠的水分及養分供其生長發育。

（2）邊坡坡度大。公路、鐵路工程及礦山的巖質邊坡一般設計坡度都在1∶0.75以上，有的可達1∶0.3，甚至直立。坡面雨水徑流速度大，在高降雨地區極易形成沖刷侵蝕；坡面自然風化的土壤顆粒及風運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）坡面自然生態條件惡劣。巖質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，即使有風運或動物搬運的種子嵌入巖石縫隙中，也會因溫度過高而難以發芽和生存。

2 目前江蘇省廢棄礦山巖質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。僅憑經驗甚至盲目施工，而不是在科學選種的基礎上按適宜的混播比例來進行實施，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害。另外，本地物種的抗逆性和適應性一般比任何外來品種都強，用本地物種進行邊坡綠化有著深遠的意義。本地藤本植物的應用亦較少，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定性。

（4）對邊坡土壤肥力的變化和營養循環、水分循環等方面缺乏研究。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芽生長后的植株個體光照不足，致使植株的有機營養不足，根系和地上部的生長同時受到阻礙，單株次根數和根系生物量減少，根系活力下降。同時使植株之間的生態位競爭加劇，對植物后期的生長極為不利。

（6）邊坡綠化工程監理中存在的問題。除了技術上沒有國家標準，預算沒有定額之外，也沒有邊坡綠化監理規范，更沒有邊坡綠化專業監理工程師。這就給監理出了一道難題，監理不知道如何監理。第一是不知道如何選擇施工隊伍。所有工程選擇邊坡綠化施工企業時都要求要有“園林綠化資質”，其實有“園林綠化資質”并不等于能作邊坡綠化工程。第二是不知如何監理質量。有些工程的邊坡綠化根本就沒有設計，有的有設計，但也因設計者對邊坡綠化技術不太了解，而設計粗糙，要求模糊。業主和監理認為“邊坡綠化就是綠化”，故以“綠化率”為主要標準，沒有考慮到坡面“水土流失”的嚴重性，土流走之后草就死了，一時的“綠化率”是一個假象。第三是在設計邊坡綠化工程時應該設計好噴植基質的工程質量。噴植基質質量至少要保證如下幾條要求:①噴植基質應達到一定厚度,一般為100mm；②噴植基質無龜裂現象；③基質的力學強度能抵抗暴雨沖刷，年流失率小于1%。

3 邊坡綠化技術方法及適用范圍

十多年來，人們研究開發了多種既能起到良好的邊坡防護作用，又能改善工程環境，體現自然環境美的石質邊坡綠化新技術，根據邊坡綠化時固定植生條件的方法不同，這些技術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草皮。施工時先清理邊坡，再按一定的間距鋪設植生帶，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重風化巖層和成巖作用差的軟巖邊坡工程，工藝簡單，成本低廉，但由于施工季節受限制，草皮易滑落，不耐干旱，經受不住大雨或長時間降雨的沖刷，后期養護管理困難，工程質量往往難以保證，近年來使用較少。

3.2 客土噴附綠化法

利用流體力學原理把種子、土壤穩定劑(粘結劑)、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，通過噴播機直接噴射附著到安裝有金屬網或塑料網的石質邊坡上，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制綠化法。該技術是日本1976年首先開發出來的，主要用于坡角50°以下軟弱巖石邊坡的生態防護，可根據地質和氣候條件進行基質配方，基質拌合物由機械拌和，同時安裝鍍鋅鐵絲網，可加厚基質層，使邊坡穩定性進一步加固，基質更好地附著在坡面上[2]。

3.3 框格客土綠化法

此技術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格，在網格內充填改良植生土，再在磚框內植草的一項邊坡防護措施。該技術所用框磚可在預制廠批量生產，受力結構合理，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，保護草種生長，工藝簡單，綠化效果好，多用于填方邊坡的防護和綠化[3]。

3.4 噴混植生綠化法

噴混植生護坡是在穩定巖石邊坡上打入短錨桿鋪掛鍍鋅鐵絲網后，采用專用噴射機，將拌和均勻的種植基質噴射到坡面上，植物依靠基質生長發育，形成植物護坡的施工技術。該技術使用的基質由種植土、水泥(粘結劑，是區別于其他技術的特色之一)、植物種子、有機質、肥料、團粒劑、保水劑、pH緩沖劑、水等組成。噴混植生技術具有防護邊坡、恢復植被雙重作用，可以取代傳統的釘錨防護、片石護坡等措施。該技術中種植基質的配方是成功的關鍵，良好的配方能夠達到在陡于1∶0.75的巖質邊坡上既具備一定的強度保護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工程[4]。

4 石質邊坡綠化工程中的關鍵技術探討

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

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

（1）基質層(也稱基材、基盤)如何較好地附著和固定在石質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，對于沒有土的石質邊坡，要覆上植壤土或噴上人工配置的“土”(基質或客土)。為使這些“土”較好地附著石質坡面上，可采用物理的、化學的、生物的辦法。物理的如在坡面上釘立和鋪設金屬網、塑料網、土工網、混凝土框磚等以起固定基質的作用，同時在基質中摻入草纖維、木纖維起加筋作用，增強其整體性。化學的是在噴射基質中加入高分子粘合劑以起固定土壤膠粒的作用，同時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，借助植物根系及莖葉的“錨固作用”起到固定基質并防止其剝落的作用。即使如此，有的邊坡還擔心不夠穩定，須采用工程防護與生物防護相結合，如在混凝土框架結構內種植植物。

（2）基質的理化性質如何適合坡面植物的生長。多種石質邊坡綠化方法，原理相近，基質的主要成分一般為：植物繁殖體(如種子、草莖)、防護網、粘結劑(或膠結材料、高分子保水劑、植生土、有機質、腐殖質、肥料、pH緩沖劑，基質的理化性質是由基質成分和配比決定的。防護網：可用塑料、鐵絲、鋼筋，其網度和選材應根據邊坡的防護要求和特征而定，防護網的功能是與錨桿一起護坡，同時構成基質的“骨架”，增強基質的整體性，防止其從坡面滑落。粘結劑：不同方法用的粘結劑選型不同，有的用高分子有機物，有的用普通硅酸鹽或325、425水泥，這些膠結材料能使基質拌合物具有粘聚性和一定強度。高分子保水劑：能夠在水分豐裕時吸收水分，天氣干燥時為植物根系提供水分。植生土：一般為施工方便，主要用當地土壤，當地土質過差時，可加入沙壤土，為植物生長提供良好的水、肥、氣、熱條件。植生土可謂構成基質的“肌肉”。有機質：一般使用稻殼、粉碎的秸桿、鋸末等，這些有機物作用在于：增加基質拌合物的流動性，便于施工；增加基質拌合物空隙率，調節水、氣狀況；腐爛分解后，為植物提供氮、磷、鉀等養分。腐植質：為稻殼、粉碎的秸桿、鋸末、蘑菇渣經腐爛制得，它們能改善基質的物理性質和化學性質，向基質中引入大量微生物，協調水、氣、熱狀況，增強保肥性與緩沖性能，并和植物根系一起，使基質混合物逐漸變成適于植物生長的土壤。肥料：一般為長效緩釋復合肥，如生物肥、化學復合肥，基質混合物如果分2層施工，為了促進種子盡快萌發，表層還可加入一定量的速效肥如尿素等。pH緩沖劑：在基質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、緩沖性進行pH調節，使基質拌合物的pH值調至適宜植物生長的范圍。從基質拌合物的成分可以看出，基質粘結劑的選型不可忽視，目前技術中除水泥外，也有用有機粘結材料和高分子材料，另外植生土、有機質、腐植質和肥料等有機物作為基質混合物的主體，其組成的優化始終是石質邊坡綠化生態防護的關鍵。

（3）坡面植被包括灌木、草坪草種的選擇、配置和組合。

①護坡植物的選擇石質邊坡因不具備灌溉條件，立地條件差，植被選擇不當造成失敗的教訓不少。選擇時應考慮到：當地土生土長的栽培草優于進口的草坪草，本地適宜綠化的野生草優于栽培草，即護坡植物應適應當地的氣候，能抵抗不良環境；根系發達(深根系)，生長迅速，短期內能達到一定的覆蓋度；有多年生的習性，與土壤固結能力強；分蘗多，莖葉茂盛；抗逆性強。

②護坡植物的配置和組合石質邊坡綠化的目的主要是護坡，植物配置應遵循：一是灌草結合，這樣可充分利用自然水、光、熱條件，快速建植立體生態植被，保持坡面綠化的中長期效果，防止草坪退化，延續和提高水土保持功能。二是豆科與禾本科植物配置，有利于發揮種間優勢，互惠互利，以草養草(如紅豆草+其他禾草)，同時加入先鋒或保護草種(如多年生黑麥草)，利用其萌發早、生長迅速的習性，促進保護主體草種的萌發。

（4）如何進行養護管理(特別是灌溉)。石質邊坡綠化防止干旱的措施有：增加基質層厚度、在基質中添加成孔材料和保水劑、選擇耐干旱植物等。但是，由于石質邊坡的坡度較大，水土流失嚴重，這樣，基質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節與養分的良性供給，在持續干熱的天氣或噴水難以保證時，常常出現植被枯黃或死亡現象。基質中使用了大量的有機物作為長效肥，在坡面形成穩定的植物群落之前不會出現養分耗盡現象，但是，基質建植層厚度有限，水肥循環的空間非常有限，隨著時間的增長，很容易引起因水分和養分供應不足的邊坡植被退化等生態失調現象。

5 結語

石質邊坡綠化設計工程應著眼于環保生態功能，注重生態防護的設計與資金投入，樹立“尊重自然，恢復自然”的理念，根據當地生態植物結構，喬、灌、草有機結合，合理配置，盡快恢復邊坡原來的自然植被，使防護工程的植被與周圍環境融為一體，恢復其生態平衡，實現人工強制綠化向自然植被的自我繁衍[5]。

石質邊坡礦山生態系統綜合治理工程要講究科學，尊重自然規律，宜綠則綠，宜露則露，不可盲目地追求較高的、統一的綠化覆蓋率。因為各礦山的地質結構和構造、巖石性質和硬度、節理和層理發育情況、宕面的傾角、周圍植被環境等基礎條件不同，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。有的業主要求“四季常綠，三季有花”。聽起來很美，園林小區綠化能做到，但上萬平米的邊坡做不到，也沒必要去做。維護費用巨大，得不償失。對于廢棄礦山邊坡我們的目的是“恢復植被，保護生態”。所以我認為邊坡綠化應該順應自然，該綠則綠，該黃則黃，本地植物一經侵入，與周圍環境溶為一體，沒有人工痕跡，工程邊坡即可回歸自然狀態。

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

[2]王玲,陳永安,康用權,等.客土噴播在潭邵高速公路石質邊坡防護中的應用[J].草業科學,2005,22(7):109-112.

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

[4] 魏濤,張蘭軍,張華君.植被混凝土坡面防護技術應用及防護效果生態調查[J].公路交通技術,2005(5):126-132.

[5]許文年,葉建軍,周明濤,等.植被混凝土護坡綠化技術若干問題探討[J].水利水電技術,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，現從事水文地質與工程地質等方面的研究與生產工作。