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贵州喀斯特地区边坡抗侵蚀生态修复技术应用
2019-05-20
喀斯特地区开挖边坡缺土、缺水、植被覆盖度低,坡面雨水侵蚀情况十分普遍,自然条 件下植被难以恢复。由此提出喀斯特地区岩质边坡抗侵蚀生态修复新技术,在传统的客土喷播基 础之上增加了抗侵蚀纤维层,作用于土壤表面形成土壤保护纤维层,且能与土壤紧密结合形成连 续、多孔、吸水和柔性的防腐蚀覆盖,有效阻止了岩质边坡水土流失,提高了边坡植被的成坪效果, 而且具有施工迅速,短时间呈现抗侵蚀效果的优点,符合边坡工程的发展方向,是岩溶地区岩质边 坡生态修复的理想途径,可大面积推广
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 贵州喀斯特地区边坡抗侵蚀生态修复技术应用 邹兴普 中铁二院工程集团有限责任公司) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 喀斯特地区开挖边坡缺土、缺水、植被覆盖度低,坡面雨水侵蚀情况十分普遍,自然条 件下植被难以恢复。 由此提出喀斯特地区岩质边坡抗侵蚀生态修复新技术,在传统的客土喷播基 础之上增加了抗侵蚀纤维层,作用于土壤表面形成土壤保护纤维层,且能与土壤紧密结合形成连 续、多孔、吸水和柔性的防腐蚀覆盖,有效阻止了岩质边坡水土流失,提高了边坡植被的成坪效果, 而且具有施工迅速,短时间呈现抗侵蚀效果的优点,符合边坡工程的发展方向,是岩溶地区岩质边 坡生态修复的理想途径,可大面积推广。 关键词ꢀ 岩溶地区ꢀ 岩质边坡ꢀ 抗侵蚀ꢀ 生态修复 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 066 2 ꢀ ꢀ 贵州全省 86 个县中喀斯特地区面积比例在 0% 以上的有 68 个,占总数量 79% ,是典型的喀斯 为 4 000 ~ 5 000 m ,坡高 50 ~ 60 m,坡度为 60°左 右,坡面基本无植被覆盖。 路堑段地表水不发育,仅 为雨季山坡暂时性流水。 岩质边坡见图 1。 5 [ 1] [2] 特省份 。 贵州是全国发展速度较快的省份 ,随 着基础道路建设的飞速发展,大量的岩质边坡对水 土保持、生态保护、环境保护都产生了不利的影响, [ 3] 造成重大的损失 。 生态环境保护的矛盾不断凸 显,尤其是近年来国家对环保的不断重视,如何快速 恢复受损边坡的生态环境已经成为迫在眉睫的问 题。 图 1ꢀ 岩质边坡原貌 2 ꢀ 抗侵蚀生态修复方案 喀斯特地区岩溶地形分布广,形成的工程创面 增设坡顶排水沟、平台截水沟、纵向排水沟、检 高陡,雨水集中,冲刷强烈,加之溶岩地区成土速度 查踏步等;清除表层危岩体,平整坡面;在坡面表层 建立一层适用于植物生长的土壤层,进行土壤环境 重建;喷播抗侵蚀材料以当地乡土植被为主,同时添 加适应当地干旱、低水肥条件的植被,种类选择多 样,具备自肥性,提高修复坡面物种多样性。 [ 4] 缓慢,风化土层瘠薄,不易存留 ,喀斯特地区雨季 的冲刷使岩质坡面很难提供给植被充足养分和根系 赖以伸展的土壤环境,国内的植被防护技术一般只 适用于土质条件相对较好或坡度较低的土质边 [ 5-10] 坡 ,往往不适用喀斯特地区岩质边坡和较陡的 3 ꢀ 施工过程 边坡,生态系统重建困难。 3 . 1ꢀ 坡面平整及清理 1 ꢀ 工程概况 清坡前应确定边坡作业范围,并在作业边界放 某边坡属于岩质挖方边坡,位于贵都高速贵定 线,然后清除坡面上的杂草、碎石、浮土等影响工程 施工的杂物,对低洼部分填充。 清理后的边坡应平 整均匀,上下坡度基本一致,坡顶过渡圆滑无棱角, 坡底与台面界限清晰,呈几何角度过渡。 坡顶采取 防水蚀、冲蚀措施。 县境内,属亚热带东南季风气候区,温和湿润,四季 不甚分明。 年均降水量为 1 123. 1mm,平均气温为 1 5. 0 ℃,工程坡面以石质碎石坡面为主,岩体结构 为块状,破碎,以中等风化、弱风化为主,无表土覆 盖,凹 凸 不 平, 节 理 发 育, 坡 面 分 为 4 级, 面 积 3 . 2ꢀ 挂网及固网 按照设计标准选用 ϕ2 mm 镀锌铁丝网,网格为 6 0 mm×60 mm。 在铁丝网铺设时,两网之间每隔 30 ꢀ ꢀ 邹兴普(1967—),男,高级工程师,550002 贵州省贵阳市南明区 # cm 用铁丝扎牢,铁丝网边缘全部打结,采用 20 铁丝 宝山南路 226 号。 2 23 总第 600 期 现代矿业 2019 年 4 月第 4 期 以促进其萌发。 采用种子配比见表 1。 绑扎。 网片之间搭接宽度不得少于一个网眼,铁丝 网连接处平整,边缘无突起的网丝。 挂网后及时锚 固,锚杆沿网孔最上缘垂直钉入边坡,弯头向上钉入 边坡。 表 1ꢀ 采用的种子配比 2 种类 名称 刺槐 用量(g/ m ) 6 5 多花木兰 多花胡枝子 双荚决明 火棘 3 . 3ꢀ 基材喷播 基材由种植土、有机质、复合肥、纤维等按照一 4 灌木 3 定比例掺和而成,种植土选用黏性红土,过 2cm 筛, 将混合好的基材经过专门的机械搅拌后喷播在镀锌 铁丝网上,厚度为 10 cm。 喷射基材时,喷头距坡面 4 黄花槐 4 猪屎豆 5 1 . 5 m 左右,按照从左至右、从上至下的顺序垂直喷 狗牙根 3 射,喷射厚度均匀,确保无任何漏喷。 基材喷播见图 白三叶 2 2 。 黑麦草 2 草本 匍匐剪股颖 结缕草 1. 5 2 野花组合 2 3 . 6ꢀ 无纺布覆盖 喷播时一般不需要盖布,若遇到秋冬时低温天 气需要进行无纺布覆盖,一般在纤维材料喷播完成 后覆盖,无纺布之间搭接宽度为 10 cm,并用 U 型钉 固定,避免被风吹起和掉落。 当 80% 植物幼苗高度 生长到 5 cm 以上时,收起无纺布,冬天霜冻时适当 延后。 图 2ꢀ 基材喷播 3 . 4ꢀ 抗侵蚀纤维喷播 抗侵蚀纤维材料喷播不同于其他喷播方式,采 用美国 bowie 纤维喷播机,将抗侵蚀纤维材料和水 按照一定的比例混合后在喷播机中搅拌 15 min 以 上,可适当加入可溶性复合肥,待充分混合后进行喷 附,喷前应进行喷附压力测试和管口出料量测试。 抗侵蚀纤维喷播见图 3。 3 . 7ꢀ 养ꢀ 护 喷附后 12 h 必须完成首次养护水浇灌,最长不 得超过 24 h。 浇水时间宜控制在上午 10:00 点前, 下午 5:00 以后,初次浇水须浇足,但不得在地表上 形成冲蚀。 植被成坪前和成坪后的一段时间内,需要加强 人工养护,确保植被群落形成。 植被群落形成后,逐 步减少人工养护,让其依照自身对环境中养分、水分 吸收能力自我生长。 当出现连续干旱等严峻条件 时,及时调整养护方案,适当进行养护,确保植被成 活率。 图 3ꢀ 抗侵蚀纤维喷播中 根据植被的生长状况定期追肥。 前期施足底 肥,后期养护每个季度追肥一次,肥料以复合肥为 主,撒播或溶于水后喷播。 3 . 5ꢀ 种子喷播 植物种类选择遵循以下几个原则:①适应当地 的气候条件;②适应边坡坡面的土壤环境(水分、pH 值、土壤性质等);③抗逆性( 抗旱性、抗寒性或抗 热、抗土壤贫瘠性、抗酸性或抗碱性、抗病虫害性 等);④根系发达地上部植物较矮,生长迅速,能够 在短期内覆盖坡面;⑤越年生或多年生;⑥适应粗放 管理,能够产生一定的种子;⑦考虑边坡绿化经济效 益。 4 ꢀ 应用效果 4 . 1ꢀ 施工效果 施工 45 d 后,坡面植被覆盖率达到 90% 以上, 植被群落整体高度达到 30cm 左右,搭配的草、灌种 子出苗整齐,坡面整体复绿。 由于抗侵蚀纤维材料 写坡面紧密结合,在坡面形成一个纤维抗侵蚀层,其 后经历多次暴雨冲刷,边坡完好无损,坡面植被生长 良好,防护效果突出(图 4)。 经抗侵蚀生态修复后 的 坡面与周围植被景观融为一体,(下转第224页) 种子喷播同纤维喷播同时进行,喷播前对灌木 类种子进行催芽处理,用 40 ℃ 左右热水浸泡 24 h 2 24
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