受損山體生態修復技術的設計應用

梁延安 鄭 雄 劉懷江 陳 林 王 奔

中國建筑第二工程局有限公司 湖南 長沙 410005

在長江沿線受損山體治理中開展以復綠為主的生態修復工作，同時結合景觀設計，選擇合適的治理手段，為沿江城鎮居民創造良好的生活環境，在達到減災效果的同時創造良好的社會和環境效益。現結合磯山工業園1號礦場段受損山體治理工程中生態修復技術的設計應用對該技術設計工作進行探討[1-6]。

1 工程概況

江西省九江市彭澤縣磯山生態治理為長江大保護彭澤項目的一子項，該項目工程范圍涵蓋長江彭澤段磯山工業園區至馬當湖西渡口段，共計10處，治理面積65萬 m2。本次設計為該項目中的1處——磯山工業園區1號礦場段，治理面積約8萬 m2（圖1）。

圖1 受損山體位置示意

2 安全等級確定

根據規范，本項目所處受損山體滑坡防治工程等級為Ⅱ級。

計算工況可選擇“自重（天然狀態）”和“自重＋暴雨（飽和狀態）”2種工況進行設計驗算。

3 地質環境影響評估

磯山工業園區1號礦場位于縣城以東磯山生態工業園內，北側坡腳為心連心化工設備有限公司在建廠區，交通方便。北側坡腳為廠區企業在建廠區備用荒地，坡腳無居住區人口，有零星工地作業人員，屬一般評估區；在設計階段處于停工待治理狀態，礦場不再開挖砂巖石料，生產建設規模屬小型；無可見地下水滲流現象，巖性為砂巖與泥巖互層，裂隙發育，泥巖為軟弱層，礦區所在地塊地質環境條件復雜程度屬中等。故該受損山體地質環境影響評估等級為三級。

3.1地質環境條件

山體為一近N E E 走向山體，現狀開挖邊坡高15.0～95.0 m，長約680 m，單側山體破損，自然坡度以20°～55°為主，開挖坡面以坡度50°～65°順層開挖為主，局部開挖坡度接近90°，局部開挖坡面高低不平或呈臺坎狀。開挖坡面多有基巖外露。

本礦區出露地層主要有第四系全新統人工堆積物、第四系全新統殘坡積物、全新統滑坡堆積物、上泥盆系五通組。

巖層產狀主要為NE80°/NW60°～65°，工程區內未見大的地質構造帶，主要發育①組層面及②、③二組裂隙。

地下水主要分為孔隙性潛水和基巖裂隙水2種類型，主要補給形式為大氣降水，最終排泄為河流或溝谷。

3.2邊坡穩定性分析

根據邊坡的巖性特征及破壞方式，將邊坡劃分為2個區段，并進行穩定分析（圖2）。

圖2 分區平面布置示意

Ⅰ區邊坡長約510 m，坡高30～95 m，順坡向結構不穩定，結構面組合交線有較不穩定、穩定2種結構形式。山體北部局部為順坡向不穩定結構邊坡。邊坡存在順層面或裂隙面滑動破壞及楔形塊體崩落破壞2種破壞形式。

Ⅱ區邊坡長約170 m，坡高15～30 m，開挖邊坡產狀主要為NE70°/NW60°～70°，巖體主要為強風化泥巖，裂隙、層面不明顯，巖體破壞主要受巖體自身強度控制，邊坡以滑動破壞及陡坎處巖體崩落破壞2種破壞形式為主。

對Ⅰ區土坡進行穩定復核，結果見表1。

表1 Ⅰ區土坡穩定系數計算結果（原狀邊坡）

通過計算，Ⅰ區地塊土坡狀態不穩定，采用削坡方法處理，按1∶1.75進行削坡，處理后的邊坡穩定安全系數見表2。

表2 Ⅰ區土坡穩定系數計算結果（處理后）

3.3防治措施

Ⅰ區邊坡建議清除坡面既有的松動巖塊體，然后進行削坡處理，對潛在的順層滑動破壞巖體或崩落破壞楔形塊體進行系統錨固，對破碎巖體坡面進行掛網噴護。基巖邊坡采用分級開挖方式，規定坡高≤30 m，開挖選擇1∶0.75的坡比。

Ⅱ區邊坡建議直接進行削坡處理。坡高不大于30 m，建議開挖坡比1∶1。

清除堆積于坡角或坡面的開礦棄渣。坡頂或側坡設置截水措施，并在坡腳修建隔離擋墻，隔離將來可能產生的坡面掉塊。

4 邊坡加固治理

擬對治理區域內各段巖質邊坡中的危巖、松動的巖塊進行清理，清理后，邊坡表面以及坡頂不能有大塊的孤石、浮石和危巖體。

對潛在的順層滑動破壞巖體及崩落破壞楔形體進行錨桿錨固，錨桿直徑25 mm、長6 m、間排距3 m。對較為破碎的坡面進行掛網噴混凝土支護，混凝土強度C20、厚度150 mm。坡面內裂隙較發育或滲水處設置泄水孔，間距3 m、孔徑75 mm、長1.0 m。

坡腳修建漿砌塊石攔擋墻，梯形截面，墻頂采用高1.5 m高速防護網進行防護。

截、排水溝選用C25混凝土，截面為梯形結構，底面寬800 mm、頂面寬1 200 mm、高800 mm。

5 生態景觀修復

在本工程設計中，充分考慮受損山體地質及山體坡度等客觀條件，最終確定根據山體坡度條件運用不同的修復技術相組合，確保工程效果達到最優化。

5.1山腳及平緩地帶（坡度＜300°）

山腳平緩地帶巖石裸露，通過在巖石表面開挖深槽，再覆蓋種植土為植物創造地表生長條件，在該地帶種植適宜當地生長氣候的喬、灌木，同時地表種植草種固土保濕，改善地表環境。

5.2山腰地帶（坡度30°～70°）

該段破損山體采用掛鐵絲網高次團粒噴播工法進行復綠，通過調整高次團粒材料占比，確保植物生長養分及與山體的黏結強度。

在該區段采用冷暖季草籽＋地被＋灌木＋小喬木的種子組合，根據對當地植物以及草種的試驗確定，在該地帶使用百喜鳥＋金雞菊＋油麻藤為主的種子組合，是確保植被生長的最佳組合（表3）。

表3 破損山體植被恢復工程量統計

5.3陡峭巖石地帶（坡度＞70°）

在該地帶利用植生槽復綠技術，通過將鋼筋與坡面形成夾角，用混凝土將錨固定到受損巖體中，使所成坡面與山體呈“V”字形，然后在所形成的槽內放入種植土，創造植物生長環境，達到山體復綠的效果。

6 工程監測

6.1監測目的與任務

該工程監測包括3個階段工作：

1）施工安全監測。對工程區內邊坡進行實時監測，了解工程擾動等各因素對于邊坡體的影響，同時將監測信息及時反饋給設計、施工單位，確保施工過程中的邊坡安全。

2）防治效果監測。主要包括工程實施措施和坡體變化的監測，該監測資料同時作為后續工程完工后驗收的依據，在本次設計中，暫定該監測時間為2年。

3）邊坡長期監測。對進行工程治理后的邊坡進行動態跟蹤監測，了解其變化特征，以便后期對于地質災害的穩定性以及工程技術效果進行評價。

監測工作的任務是通過各種測量，對坡體進行系統、可靠的變形監測。其主要內容包括零星危巖體崩塌監測、滑坡隱患體變形監測、地表變形監測、人工土堤、擋土墻及攔擋墻變形監測、治理工程結構位移監測以及巡視檢查等。

6.2監測原則

在布設監測設備時應充分考慮耐久性、穩定性、可靠性和不易破壞等因素；所有的基準點均應選埋在邊坡影響范圍外穩定的基巖上。

在監測方法和監測儀器的選擇上應該充分考慮其經濟性、先進性以及可實施性等多重因素，同時應該保證設備的測量精度和靈敏度，以便其及時準確地反映邊坡的動態變形過程。

主要技術要求：觀測點位高程誤差不大于1.0 mm，觀測點位坐標誤差不大于3.0 mm，裂縫寬度測量精度控制在0.5 mm內。

6.3監測方案

邊坡監測主要工作為變形監測，包含攔擋墻、擋土墻、土堤加固變形以及邊坡體變形和危巖監測，同時要進行相對應的水文、氣象觀測，對現場要進行日常巡查。

6.4監測頻率

工程效果監測頻率原則上要求：現場施工完畢后最初2個月為3次/月，每年4—6月雨季期間為2次/月，其他月份為1次/月，如遇暴雨或當發現有大的位移可能或其他異常情況時，及時增加觀測次數。監測總次數暫定為36次。

長期監測周期暫定為20年，一般每年監測2次，汛期前后各測1次，共監測40次。

7 結語

在受損山體治理中，要綜合考慮隱患治理和生態治理的多重結合，促進生態與工程的雙向融合，尤其在當前國家環境整治大背景下，更要將綠色、環保理念切實貫徹在工程設計、實施、運營等各環節中。