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山区道路高陡岩石边坡生态修复技术方法研究

曹静娟1,王夕刚1,金家胜2

1. 北京金元易生态环境产业股份有限公司 1000812. 北京山地生态科技研究所 102300

摘要:山区道路在修建过程中,不可避免会形成大量高陡硬质或风化岩石坡面。实践证明,常规边坡修复方法应用于高陡岩石坡面很难达到预期效果。本研究中选取门头沟区潭王路沿线近90°硬石质坡面,采用种植槽、种植穴技术,再结合喷混植生技术、节水滴灌技术以及大量藤本、小灌木植物的选择,实现了坡面的快速覆盖。本研究解决了高陡岩石坡面生态修复的技术难题,对山区高陡石质坡面的生态修复技术研究有重要的指导意义。

关键词:高陡岩质边坡  种植槽  种植穴  藤本植物

1.前言

  山区道路在修建过程中会形成大量裸露的土质或石质边坡,裸露的土石边坡导致原有表土层和原生植物群落损毁殆尽,景观严重破坏,并伴随着大量的水土流失,给周边环境带来严重危害。裸露的岩石坡面中,硬质稳定的坡体会影响道路的景观效果,严重风化的岩石坡面则会因为坠落或局部崩塌破坏造成边坡局部失稳,发生碎石滑落事故,对道路的行车安全产生潜在的威胁。

2.项目区概况

  本研究选取潭王路X004-9路段,完全或强风化接近垂直的岩石坡面。边坡坐标位置为

N39°55.204′,E116°59.511′,海拔630m。坡长195m,坡高约20-25m,总面积约为4800m2。边坡岩石节理裂隙十分发育,多呈X形发育,砂岩强度较高,弹性模量大于500MPa,重度2.6g/cm3左右,泥强度较低,弹性模量在100 MPa左右,重度2.4g/cm3左右,区内地层近水平层状分布,属稳定地基,地基承载力大于300kPa,地下水位埋深较大,地下水对边坡的影响可以不考虑。

3.高陡岩石边坡生态修复技术方法

传统岩石边坡绿化技术主要有削坡绿化、坡脚种植藤蔓攀援植物、喷混植生技术等。削坡,是将原来陡峭的岩石立面削成50°左右的坡面,然后在其上种植植物,大量削坡会严重破坏边坡背面原有植被。坡脚种植藤蔓攀援植物,施工简单,且造价低[3],但对边坡高度有一定限制,且见效慢,难以达到快速绿化的目的[4,5]。喷混植生技术,对边坡坡度有一定要求,在岩质高陡边坡及立面边坡上施工难度大,效果较差,且造价高。

3.1种植槽技术

种植槽技术是采用工程措施对坡体进行加固处理。项目区主要施工步骤:(1)对坡面松散浮石和不稳定乱石块进行清理,排除碎石滑塌隐患。(2)在坡面铺设镀锌铁丝网(网孔为6cm × 6cm ,规格 2m ×20m),采用2m锚杆进行加固。(3)在岩石坡面上钻孔50-55cm深,将成排钢筋与坡面呈一夹角用混凝土锚固嵌入岩体,上部浇筑成钢筋混凝土板,与岩石坡面呈“V”字型。(4在槽内加入种植土和基质养分(腐殖质、粘合剂、保水剂、肥料),种植酸枣、荆条、紫穗槐和五叶地锦等植物,使坡面达到绿化。

3.2种植穴技术

种植穴技术是在边坡上开凿一定大小、深度和方向的钻孔,为植物营造生长环境。在孔内种(栽)植耐瘠薄、抗干旱、耐严寒的植物,使坡面迅速恢复植被的一种边坡治理技术,进而解决高陡边坡绿化难的问题。种植穴作业设备占地面积小,施工简单[6],且操作时远离植被,不会对现有植被造成破坏。钻孔后基本不会改变原岩石的力学性质,不会形成地质灾害隐患。

在植生槽不能修筑的裸露区(尤其是低凹处),采取种植穴技术。主要措施步骤包括:(1 钻穴。 穴的大小和深度取决于岩石边坡的风化程度及施工工艺及选择植物的根系特点[7],项目区岩石属于强风化岩质,穴的深度要小于50cm,钻孔直径10-20cm、深30-50cm,每平米3个孔,呈三角形分布。钻穴的方向与坡面夹角为30-45°,以便于孔内盛接自然降水和人工浇水。(2)种植土与养分基质。为保证穴底透气,在穴底选用2-3mm的渣石。种植土壤选择配置好的基土,包括壤土、有机质、复合肥、保水剂、粘合剂、土壤调理剂、生物肥等。(3)植物配置。实践证明,穴内种植爬山虎比平地种植的生长速度快2-3[8]。本项目区选择栽植酸枣、凌霄和五叶地锦等植株。

3.3喷混植生防护技术

在岩石坡面不规则小平台或微凹处以及碎石结构松散处,选取喷混植生技术。喷混植生技术不仅可以营造一层可供植物生长且稳定性高的人工土壤层,还能在短期内防止松散碎石发生滑落。喷混基质材料配比:土壤70%、水泥6.5%、沙6.5%、微生物菌肥5%、保水剂0.2%、粘合剂0.3%、复合肥1.5%、有机肥8%、基质改良剂1%、木纤维1%。植物种子配置及用量:荆条种子100g/m2、紫穗槐种子100g/m2。营养层材料配比:粘合剂0.1%、保水剂0.1%、木纤维5%、营养土10%、余量为水;种子配置:紫花苜蓿3 g/m2、黑麦草2 g/m2、高羊茅3g/m2

3.4给排水滴灌系统

高陡岩石边坡植物生存的最大限制因素是缺水,且因其高、陡的地形特点,对灌溉方式要求较高。在高陡岩石边坡生态修复工程实践中,采用了灌溉方式为滴灌系统,因具有水利用率高、工作方便、对地形和土壤的适应能力较强等优点,是目前高陡边坡植物灌溉的较好选择 [9]

在坡顶因地制宜挖一个或数个总蓄水量20m3的蓄水池,用塑料布或防渗膜密封坑底及其边缘。用3PVC管作为支管压于坑底部,用纱布或制式过滤网扎牢,另一端拉到坡面中部用堵头封严,再用渗灌带或自制渗灌管连接,分布于整个坡面(每平米至少有3-5个出水点),也可再接支管横向分布后连接渗灌带(管),最后用细小铁丝与铅丝网固定。

1.结果

坡面植被经过了一个生长季的生长, 实现了坡面的快速覆绿。植被覆盖率达到80%,初步构建形成了自然景观和谐、有序演替的生态系统,形成了良好植被群落。坡面植物种主要有黑麦草、波斯菊、紫花苜蓿、高羊茅、荆条、紫穗槐、山杏、黄栌、臭椿、酸枣等。

2.结语

作为道路建设的一部分,道路岩石边坡的生态修复逐渐成为生态文明建设的重点。本研究以门头沟潭王路暴雨灾后的高陡岩石坡面的修复作为技术研究与集成示范开展区,阐述了高陡岩石边坡的主要特征,为道路高陡岩石边坡的技术对策提供了依据。本研究提出了行之有效的解决方案,就高陡风化岩石坡面的治理选取了种植槽、种植穴结合喷混植生技术,以及给排水滴灌系统的集成,解决了高陡岩石坡面生态修复技术的难题,是高陡岩石边坡快速绿化的技术创造了一条新的途径,对山区高陡石质坡面的生态修复技术有重要的指导意义。

参考文献:

[1]赵入臻,赵鹏,赵环金.济南破损山体概况及生态修复技术研究[J].山东国土资源,2012,289):35-36.

[2]唐学山,李雄.园林设计[M].北京:中国林业出版社,1996

[3]赵世伟,张佐双.园林植物景观设计与营造[M].北京:中国城市出版社.

[4]马延宁,程晓燕.陕北高速公路土质高边坡种植孔绿化技术[J]. 陕西林业科技2013,(5)5153.

[5]袁芳殷焘,原华山等.种植孔绿化在福山区下官矿区生态修复中的应用[J]. 山东国土资源.2013,(29):7880.

[6] 李西,罗承德,陈其安.岩石边坡植被护坡植物选择初探[J].中国园林,2004,(105):52-53.

[7]曹华英,朱兆华,徐国钢等.城市高陡岩石边坡 V 型槽生态修复的施工技术探索[J].江西农业学报,2013,25(6):129-131.

后记:本研究属于2013年北京市科技计划项目(项目编号:Z131100001113009),发表于2015年10月黑龙江交通科技。


本文链接:http://www.jyyst.com/doc_27689596.html

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