以某廢棄礦山為例探討巖質邊坡生態修復方案的選擇

劉文芝

（中色資源環境工程股份有限公司，北京 101304）

隨著社會發展，人們對生態環境越發重視，對生態質量要求也愈高。以往礦山高速開采、急劇擴張時期留下的生態遺留問題也愈發明顯。在習總書記的“綠水青山就是金山銀山”理念提出以后，礦山生態修復逐漸成為解決區域生態問題、形成國土空間開發利用與保護格局的重要措施。隨著技術的發展與實踐，礦山生態修復技術呈現出時間、空間及點、線、面的差異性。

1 生態修復技術

1.1 生態修復技術

在礦山生產中應當采取邊采邊復、留臺處置等措施。分析對生態修復技術的調研結果，結合工程實踐經驗，按照邊坡坡度變化，總結目前常用的巖質邊坡生態修復技術如下：

表1 巖質邊坡主要生態修復技術表

1.2 生態修復技術選擇

以北京市某廢棄灰巖礦山為例，探討巖質邊坡生態修復技術。

1.2.1 坡度、坡向及邊坡穩定性分析

在前期勘查工作的基礎上，采用無人機航飛數據解譯地形數據，利用ArcGIS軟件制作坡度、坡向圖，分析邊坡穩定性。

圖1 坡度圖

圖2 坡向圖

1.2.2 生態修復技術選擇

目前礦山的生態修復治理技術，主要分點、線、面三類，其綠化率、綠化效果、施工難度及工程造價等也各不相同。

在綠化植被的選擇上，優先選擇耐寒、耐旱、耐貧瘠的鄉土優勢樹、草種，引進外來優良物種時，參照周邊或相似氣候條件治理區的經驗；坡腳及外緣種植攀緣植物，上攀下垂，綠化坡面。考慮植被覆蓋性，一般選擇喬、灌、草混種。在考慮植被適應性的同時，也要考慮與周邊環境的適宜性，對范圍較大的礦山區域，還要考慮搭配以便于后期形成植物群落。

（1）25°以下巖質邊坡。對25°以下巖質邊坡（或邊坡上的平臺、馬道）一般采用擋墻+客土+綠化技術。因坡度較緩，主要考慮在坡腳及平臺、馬道外緣砌筑擋墻+客土+綠化。擋墻主要以防止沖刷及擋土作用為主，可選擇漿砌石、干砌石、石籠、生態擋墻（可用生態袋碼砌）等。其中，干砌石擋墻僅可用于坡腳，石籠、生態擋墻砌筑于外緣起擋土作用時，考慮土體側向壓力，須植入鋼筋。客土分直接客土及客土后植筋再上覆椰絲毯。對相對高程不高、風力影響較小的區域，可直接客土后綠化；對相對高程較高、風力影響較大的區域，客土后需覆蓋椰絲毯以防止水土流失，且能起到一定的美觀效果。綠化方案則可根據坡面面積大小選擇，如面積較大，可考慮喬木+灌木+草混合種植模式；如面積較小，考慮灌木+草或直接播撒灌草籽的模式。

（2）40°以下巖質邊坡。對40°以下巖質邊坡，可采用骨架防護、種植孔（穴）、生態袋護坡等技術。骨架防護：目前主要有混凝土骨架及土工格室（也可稱植生格室）等技術，礦山生態修復應用較多的為土工格室。該法一般采用成品土工格室鋪設，輔以錨桿固定，上方鋪鍍鋅鐵絲網，確保土工格室和金屬網隨坡就形，貼緊坡面；坡度如較陡，為防止土體流失，還可上方鋪設椰絲毯。該方法適應坡度可達45°，但坡度增大后，在降水及土體、植被自身重力影響下，可能增加整體滑落的風險。種植孔（穴）：對巖石節理裂隙較發育的、周邊自然恢復坡體上可見植被分布，有天然生長條件的坡面，可選用種植孔工程。在坡面上打豎向鉆孔（或造穴），孔（穴）內填充混合基質營養土、植生棒（塊）或容器苗，種植耐寒耐旱的鄉土優勢小灌木，孔（穴）內填充混合基質營養土時候，可添加麥秸稈、稻草等增加土壤之間的凝聚力，使土壤不易滑出。生態袋護坡：對順層巖面及巖土工程條件較差坡面，可采用生態袋護坡，在防護坡面的同時，還可綠化坡面。生態袋內裝入一定比例配制的種植土、有機質、保水劑、肥料、灌草及攀緣植物種子等，通過袋內預摻的種子生長來綠化邊坡。

（3）40°以上巖質邊坡。對40°以上巖質邊坡，可采用種植孔等點狀、種植槽（V型槽）等線狀、掛網噴播（高次團粒噴播、生態注漿灌漿、植被混凝土等)等面狀生態修復技術。但據調研及工程實踐經驗，坡度＞70°時，綠化工程一般造價較高，工程實施的生態環境、經濟、社會效益投資轉換率不高，特別是對于陰面邊坡。種植孔：技術見上述，適于0°～60°坡面，沿巖層層面及節理裂隙布孔，孔俯角45°～65°；坡面上需刻槽收集雨水，坡度越大，越不利于自然灌溉。種植槽（V型槽）[1]：適于＞70°基本穩定的巖石邊坡，鋼筋錨固后澆注種植槽混凝土在槽底部，設一排泄水孔，槽內回填種植土（添加復合肥、生物肥、保水劑、泥炭土等）后種植灌草及攀緣植物，通過上攀下垂達到坡面綠化效果。高次團粒噴播：一般適于＞40°巖質邊坡，鋼筋錨桿固定后，掛鍍鋅鐵絲網及生態棒（生態棒中填充營養基質及種子），配制培養基，培養基以種植土、草炭、鋸末、稻草纖維、鈣鎂磷、復合肥、團粒劑（底基層）等為主。用噴播機分3～5次進行噴播，順序為營養基質→中層基盤→含種子的培養基，噴播后上覆椰絲毯。生態注漿、噴漿(濕）：一般適于＞40°巖質邊坡，在坡面裂隙注漿后，在坡面鋪設鍍鋅鐵絲網，錨桿固定后，將種植土、草炭土、保水劑、生物酶固化劑、復合肥、有機肥、種子和水攪拌均勻，經過液壓噴漿機噴到坡面上。面層噴射完后，覆蓋一層無紡布保濕，以利于種子快速發芽。植被混凝土：一般適于＞60°巖質邊坡，以水泥為粘結劑，錨桿固定鍍鋅鐵絲網，用空氣壓縮機先噴射不含種子的混合料，再二次噴射加入粘合劑、腐殖土、泥炭土、經催芽處理植物種子、有機物、肥料、保水劑等的混合質，形成基質層，噴播后上覆椰絲毯。

2 生態修復方案的選擇

在對礦山地形地貌、氣象水文、地層巖性、構造、地震、巖體物理力學性質、植被土壤及施工條件等綜合分析基礎上，選擇適宜的生態修復技術，形成修復方案。

（1）生態修復技術選擇影響因素簡述。①地形地貌：在勘查工作基礎上，針對生態環境現狀，劃分治理范圍；結合地形地貌資料，比照3D模型、坡度圖、坡向圖等，對治理區根據微地形地貌特征進行針對性治理。②氣象水文：生態修復技術選擇過程中，首先需要考慮坡面的截排水措施。在做好坡面截排水基礎上，根據氣象與水文資料，選擇適宜的工程措施及植被。③邊坡穩定性：不僅關系到生態修復技術的選擇，還影響后續的施工安全問題。對欠穩定邊坡，需首先消災除險。④巖體物理力學性質：巖體作為擋墻及掛網噴播錨桿的持力層，必須滿足承載力要求才能選擇相應工程措施。⑤植被土壤：植被調查及土體性質，關系植被選型、生物群落構建。

（2）生態修復技術綜合分析。①客土綠化：面狀分布，為目前生態修復技術最適宜、效果最佳的一種技術，其工程造價低，綠化率及綠化效果均很好，施工難度低，與周邊環境適宜，易于形成植物群落。②土工格室：面狀分布，工程造價適中，綠化率及綠化效果均較好，施工難度較低，工程措施痕跡較重。③種植孔（穴）：點狀布置，綠化率及綠化效果均較差，坡面較陡時，需搭設腳手架，施工難度及工程造價隨坡度而增加，與周邊環境適宜性較好。④生態護坡：面狀分布，綠化率及綠化效果均較好，造價適中，與周邊環境適宜性較好。⑤種植槽（V型槽）：線狀分布，需搭設腳手架，施工難度較大，工程措施痕跡重，坡面整體綠化率適中，綠化效果中等。⑥高次團粒噴播：對40°～60°左右坡面治理后整體綠化率較高，綠化效果好，但對局部大于75°的陡立邊坡及凹腔噴播效果不理想，造價高。施工工藝單一，施工設備、設施投入量較小，施工難度較大。⑦生態注漿、噴漿：對40°～60°左右坡面效果較好，綠化率較高，綠化效果一般，施工難度較大，造價高。⑧植被混凝土：特別適于高陡邊坡，綠化率較高，綠化效果一般，施工難度較大，機械化程度高，生產能力大，造價最高。

（3）生態修復方案綜合比選與確定。對礦區生態環境現狀及存在問題、恢復植被的各項特征參數及當前巖質邊坡治理的各種生態修復技術進行調研。從工程造價、綠化率、綠化效果、施工難度及與周邊環境適配度等幾個方面，按各因素影響性，綜合比選，選定適宜的生態修復方案，實現巖質邊坡生態修復目標，同時實現對巖質邊坡治理思路的多元化考慮和治理工程安全耐久、經濟高效、生態環境融合的目標。

3 分析與建議

①礦山環境生態修復治理過程中，首先考慮的是對崩、滑、流等地質災害的勘查與治理方案，在消災減災的基礎上再進行礦山的生態修復；②筆者按邊坡角度對生態修復技術的選擇劃分，受限于自身實際經驗、項目區個體差異性，不具有普適性。③當前礦山生態修復項目，養護期一般為2～3年，選擇生態修復方案時，不僅要考慮短時效應，還需考慮長期效應。本次方案比選未納入養護期以后的指標。④對于巖質邊坡，在地質環境條件允許下，可優先選擇攀緣植物綠化，上攀下垂，其坡面綠化面積大，綠化效果好，且造價低，養護易，植被生存能力強。⑤對于40°以上邊坡，考慮養護工作的實施，還應配套相應的蓄水、滴灌、噴灌工程，以保證修復效果。⑥在綜合比選的同時，要結合周邊原生環境及其他邊坡采用修復措施，考慮景觀的一致性與觀賞性，選擇適宜的生態修復方案。