用于礦山邊坡生態(tài)修復(fù)的植被混凝土技術(shù)研究

張東東

（湖南核工業(yè)地質(zhì)局 三〇三大隊，湖南長沙 410000）

礦產(chǎn)資源是我國資源結(jié)構(gòu)體系中非常重要的構(gòu)成部分，為我國社會經(jīng)濟發(fā)展作出了非常重要的貢獻。隨著我國經(jīng)濟總量的不斷提升，對礦產(chǎn)資源的需求量也不斷增加［1］。但是，在礦產(chǎn)資源開采過程中會形成大量的礦山邊坡，對周圍的生態(tài)環(huán)境造成不良影響。在我國大力建設(shè)生態(tài)文明的背景下，有必要采取措施對礦山邊坡進行生態(tài)修復(fù)［1］。目前，針對礦山邊坡生態(tài)修復(fù)問題，研究開發(fā)了一種植被混凝土技術(shù)，不僅可以確保邊坡的強度和穩(wěn)定性，還能對生態(tài)進行有效修復(fù)，應(yīng)用效果顯著［2-3］。

1 植被混凝土新技術(shù)的基本內(nèi)涵

高陡邊坡如何進行生態(tài)修復(fù)是非常難的問題，植被混凝土生態(tài)修復(fù)新技術(shù)對此問題具有良好的應(yīng)用效果。此項新技術(shù)主要是將水泥作為粘結(jié)劑，同時添加部分有機物和綠色添加劑，如肥料、植物種子、砂壤土等，將以上物質(zhì)充分均勻混合后，以噴射的方式對邊坡進行處理。

1.1 植被混凝土原料之間的配合比

1）砂壤土。砂壤土必須具備良好的綜合性能，要具有一定的蓄水性能，滿足良好的熱條件和氣候條件要求。為了更好地促進植被生長，砂壤土中的含沙量需要控制在5%范圍內(nèi)，沙子粒徑不得超過8 mm，含水量不得超過20%。砂壤土的厚度需要結(jié)合實際情況進行選擇，通常在8～12 cm 范圍，厚度必須確保植被能夠可靠固定。植被混凝土中砂壤土的含量是最高的，通常在5%以內(nèi)。

2）水泥。主要起到粘結(jié)劑的作用，普通的PO 32.5型號硅酸鹽水泥較為常用，使用時可以根據(jù)具體條件選擇其他型號的水泥。水泥使用量應(yīng)該控制在砂壤土重量的8%～10%。

3）有機物。有機物的作用是作為肥料促進植被生長，醋渣、酒糟、稻殼、樹枝、秸稈等都可以作為有機物使用。如果是新鮮的有機物，在正式使用前需要進行發(fā)酵處理。有機物的使用量應(yīng)該控制在砂壤土重量的5%～7%。

4）肥料。肥料有短效肥和長效肥之分，通常需要同時使用以上兩種肥料，并且根據(jù)所選的植被類型科學(xué)選擇肥料的比例。短效肥可以確保植被在短時間內(nèi)快速增長，而長效肥則可以確保植被在后續(xù)的生長中擁有足夠的養(yǎng)分，延長植被的生長時間。

5）保水劑。保水劑的作用是吸收水分，確保植被能夠長時間被水分滋養(yǎng)。實踐應(yīng)用中，多使用吸水樹脂作為保水劑。通過使用保水劑能顯著提升植被混凝土的抗旱能力，保障植被的存活率。

6）植被種子。在選擇植被種子時，應(yīng)該充分結(jié)合本地區(qū)的氣候條件及礦山邊坡的地形地勢，確保植物能夠存活。另外，還要注意植被的季節(jié)搭配，確保在不同的季節(jié)均有植被能夠正常生長。植被種子只需要設(shè)置在面層中即可，基層中不需要使用植被種子。

7）綠化外加劑。綠化外加劑類型很多，不同類型添加劑具有不同的作用。常見的包括團粒劑、消毒劑、著色劑等，添加綠化外加劑的作用是促進植被的生長。在實踐應(yīng)用中，為了降低施工成本，可以回收化工領(lǐng)域中廢棄的磷石膏，不僅可以對土壤中的pH 值進行調(diào)整，還可以當作肥料使用。綠化外加劑的使用量需控制在砂壤土重量的4%～5%。

1.2 植被混凝土新技術(shù)的重要指標

礦山邊坡生態(tài)修復(fù)中，植被混凝土技術(shù)屬于新興技術(shù)，可分別從物理、化學(xué)和生物學(xué)指標3 個方面對技術(shù)應(yīng)用進行控制。1）物理指標。植被混凝土的密度大小應(yīng)該控制在1.2～1.5 g·cm-3，厚度可以結(jié)合實際情況合理確定，孔隙率需要控制在34%～45%，抗壓強度應(yīng)該控制在0.39～0.50 MPa。2）化學(xué)指標。為了確保植被能夠正常生長，整體的pH 值需要控制在7.2～8.5，有機物、堿解氮、速效磷、速效鉀等肥料的含量需分別控制在5～30 g·kg-1、25～70 mg·kg-1、50～300 mg·kg-1和200～500 mg·kg-1范圍內(nèi)，確保植被能夠獲取足夠的養(yǎng)分。3）生物學(xué)指標。植被混凝土中主要對微生物的數(shù)目、基礎(chǔ)土壤呼吸和轉(zhuǎn)化酶有明確要求，合理區(qū)間分別為106～107CFU·g-1、2～10 mg·kg-1·d-1、10～20 mg·kg-1·d-1。

另外，植被混凝土還應(yīng)該具有一定的防沖刷能力和植物生長率指標。完成植被混凝土的噴射工作后，應(yīng)該能夠抵抗年平均2 000 mm 降雨量的沖刷。植被種子的發(fā)芽率應(yīng)該控制在90%以上，待植被生長完成后，對礦山邊坡的覆蓋率需要超過95%，且整體生長良好。

2 礦山邊坡應(yīng)用植被混凝土新技術(shù)的工藝流程

2.1 礦山邊坡整理

對礦山邊坡上存在的各種雜草、浮土、浮石、落葉、枯枝等進行徹底清理，對不是特別牢靠的巖石進行擊落處理。另外，如果礦山邊坡上存在明顯的凹坑，需要使用水泥砂漿先進行填平處理。

2.2 安裝固定復(fù)合網(wǎng)、錨釘

按照規(guī)劃設(shè)計的圖紙對邊坡上的錨釘進行固定安裝，在安裝網(wǎng)片時按照從上到下的方向進行施工，在鋪設(shè)加筋網(wǎng)時必須確保處于張緊狀態(tài)。如果網(wǎng)片需要搭接，則搭接寬度需要超過5 cm，并且通過18#鐵絲進行牢固綁扎。地面和復(fù)合網(wǎng)片之間的距離需控制在7～8 cm，特殊情況下可以使用支撐物進行支撐，以保障兩者之間的間距［4］。

2.3 植被混凝土的噴射

按照設(shè)計的混合比例，利用攪拌機對各種原材料進行充分混合后，對植被混凝土進行噴射施工。植被混凝土整體上可以分為基層和表層，厚度分別為7～8 cm 和1～2 cm。基層噴射施工時，混合料中無需加入植物種子，表層噴射施工時，需要按照一定比例添加植被種子。噴射方向要求與邊坡面保持垂直，避免出現(xiàn)仰射的現(xiàn)象，對于不容易噴射到的地方需要重點進行噴射，禁止發(fā)生漏噴的現(xiàn)象，并且要確保整體噴射的均勻性。

2.4 無紡布覆蓋及后期養(yǎng)護

完成植被混凝土的噴射工作以后，需要馬上在表層覆蓋無紡布，要求無紡布的單位重量為28 g·m-2，這樣做可以加速植被種子的發(fā)芽生長，提升種子的發(fā)芽率。此外還需要噴水養(yǎng)護，確保植被種子始終處于濕潤狀態(tài)，整個周期大約為50 d。在噴水時必須控制噴水的力度，不得使用高壓水直接進行噴射，不然會對植被混凝土表面造成沖刷，影響其強度。通常情況下，植被混凝土在完成噴射6 d 以后，就能夠抵抗正常雨水的沖刷。

3 礦山邊坡生態(tài)修復(fù)新技術(shù)的應(yīng)用效益

3.1 生態(tài)效益

隨著我國礦產(chǎn)資源開采力度的不斷增加，形成了大量的礦山邊坡，對附近的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重的威脅。通過應(yīng)用植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)對礦山邊坡進行修復(fù)，能夠很好地防止邊坡出現(xiàn)山體滑坡問題。同時，在邊坡上種植大量的植被，達到了美觀的效果，還可以對周圍的生態(tài)環(huán)境起到一定的調(diào)節(jié)作用。在進行植被混凝土技術(shù)施工時，還會修建配套的排水溝、蓄水池等項目，結(jié)合植被本身的蓄水能力，能夠有效地改善礦山邊坡區(qū)域的水土保持能力［5］。綜上，礦山邊坡生態(tài)修復(fù)中使用植被混凝土新技術(shù)可以起到很好的生態(tài)效益。

3.2 經(jīng)濟效益

植被混凝土生態(tài)修復(fù)新技術(shù)與其他的傳統(tǒng)礦山邊坡修復(fù)技術(shù)相比較而言，整體的技術(shù)難度不高，投資相對更少，并且此項技術(shù)后續(xù)的維護、維修成本也相對較低，所以可以節(jié)省一定的生態(tài)環(huán)境治理成本。更重要的是，可以充分結(jié)合礦山附近區(qū)域的氣候條件、地形地貌特征種植經(jīng)濟作物，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值。

4 結(jié)語

自黨的十八大提出要建設(shè)生態(tài)文明社會以來，我國不斷加大生態(tài)文明建設(shè)力度，對礦山邊坡的治理力度也在不斷強化。植被混凝土生態(tài)修復(fù)技術(shù)不僅可以對礦山邊坡起到加固的作用，還可以對附近的生態(tài)環(huán)境進行調(diào)節(jié)，具有顯著的生態(tài)效益和一定的經(jīng)濟效益。