北京某地區(qū)邊坡治理工程案例分析

北京某地區(qū)邊坡治理工程案例分析

綠色水和青山就是金山銀山。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，環(huán)保意識也不斷加強(qiáng)，對廢棄礦山的恢復(fù)治理也越發(fā)得到重視。露天采礦廢棄礦山多伴有高陡裸露巖壁，這些裸露巖壁不但污染環(huán)境，更會誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，其恢復(fù)治理迫在眉睫。由于高陡裸露巖壁具有特殊地形地貌，如何在不進(jìn)行大范圍的地形改變情況下進(jìn)行恢復(fù)治理，從而保證裸露巖壁治理效果，是擺在地質(zhì)工程科技工作者面前一個非常重要的研究課題。1植被混凝土技術(shù)裸露巖壁傳統(tǒng)的治理手段多為鋪設(shè)草皮、漿砌石骨架植草、坡腳放置生態(tài)袋種植攀爬植物等，但對于高陡裸露巖壁由于缺少涵養(yǎng)土層和養(yǎng)護(hù)水源的原因及受到季節(jié)性和光照影響較大，治理效果不夠理想。為解決此類問題，專家學(xué)者提出了將防護(hù)加固與植被恢復(fù)進(jìn)行融合的植被混凝土技術(shù)。植被混凝土技術(shù)作為一種新型的綜合綠化環(huán)保技術(shù)，涉及科目繁多，主要包括:工程力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、園藝綠化學(xué)及環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科。植被混凝土技術(shù)主要應(yīng)用于60°～90°的裸露巖壁進(jìn)行復(fù)綠治理，其工序為:對坡面進(jìn)行簡易修整、鋪設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng)、安裝錨桿及錨釘、植被混凝土噴植等。植被混凝土綠化工藝流程圖見圖1。植被混凝土技術(shù)進(jìn)行復(fù)綠治理不但需要根據(jù)地質(zhì)環(huán)境選擇恰當(dāng)?shù)氖┕すに?，另外也要重視水灰比、種植土與肥料及添加劑的植被混凝土配方、與當(dāng)?shù)貧夂蛳噙m宜的植物種子與養(yǎng)護(hù)條件等，使植被能夠更好的在巖壁上生長，保證巖壁或高陡邊坡達(dá)到綠化恢復(fù)治理效果。植被混凝土技術(shù)當(dāng)前在我國長江以南地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，長江以北地區(qū)正處于試點階段，未來應(yīng)用前景可期。2北京某區(qū)域白色大理石帶采區(qū)項目2.1研究區(qū)地質(zhì)特征研究區(qū)地處北京北部燕山腹地，交通便利，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，適宜植物生長，無地表水體分布，大氣降水是地下水補(bǔ)給的主要來源。巖石屬于薊縣系霧迷山組白云巖，地面起伏大，采礦采用剝?nèi)ジ采w層與礦體圍巖的露天方式，由于植被與表層土的剝離，在研究區(qū)形成較大的裸露巖壁，受長期風(fēng)化影響呈現(xiàn)灰黃色-白色，與綠色群山形成巨大反差，與周圍環(huán)境極不協(xié)調(diào)，嚴(yán)重影響到區(qū)域整體形象，視覺污染嚴(yán)重，研究區(qū)現(xiàn)狀圖見圖2。研究區(qū)內(nèi)由于大面積開采，形成整體內(nèi)凹的地勢，產(chǎn)生裸露巖壁(YP1)。YP1長約為213m，表面積約為8101m2.2研究區(qū)破碎材料組成綜合考慮裸露巖壁YP1設(shè)計進(jìn)行植被混凝土技術(shù)進(jìn)行整體復(fù)綠，并對東北部上方的破碎危巖體(LW)進(jìn)行機(jī)械式破碎清理，清理方量為1320m經(jīng)過試驗以及參照以往的工程案例，結(jié)合該地區(qū)氣候及自然條件，本研究區(qū)采用的植被混凝土材料組成配比如表1所示。2.2.1錨釘?shù)匿佋O(shè)搭接錨釘選Φ14的螺蚊鋼，錨固長度為60cm，錨釘間距為1m×1m，錨桿外露長度為10cm。頂部為了加強(qiáng)穩(wěn)定，進(jìn)行兩排的加密及加長處理。錨釘上傾15°，與坡面夾角105°，坡體巖石風(fēng)化嚴(yán)重處，錨釘應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)加長。按設(shè)計安裝好錨釘后，鋪設(shè)網(wǎng)目5cm×5cm的14#鍍鋅鐵絲網(wǎng)。鍍鋅鐵絲網(wǎng)從頂端由上至下鋪設(shè)，鋪設(shè)時要張緊，上下搭接不小于5ue5b6，左右不需進(jìn)行搭接，并用18#鐵絲綁扎牢固，錨釘接觸處應(yīng)一并綁扎牢固。鍍鋅鐵絲網(wǎng)與坡面應(yīng)有7cm間隔，不足時，采用墊塊進(jìn)行隔離。2.2.2基層噴護(hù)施工鍍鋅鐵絲網(wǎng)鋪設(shè)和錨釘安裝結(jié)束，進(jìn)行噴播植被混凝土選料及配制，完畢后進(jìn)行噴植施工。噴植由上至下分兩層(基層、表層)分別進(jìn)行，采用干式噴漿法，由大于9m基層噴植:確保坡面上的雜物清理干凈后對坡面進(jìn)行用水噴淋，使噴射植被混凝土與基礎(chǔ)面連接更加緊密，然后進(jìn)行試噴，從而調(diào)節(jié)好更適合的水灰比，調(diào)解完畢后進(jìn)行正式噴漿施工;基層的噴護(hù)厚8cm。表層噴植:表層噴護(hù)控制在基層施工結(jié)束3～4h;表層含植物種子，噴護(hù)厚度為2cm;表層噴護(hù)之前對坡面進(jìn)行濕潤，從而確?；鶎雍捅韺羽そY(jié)較好。草灌木種的重量比例為2∶3，選定草種其中為:草種:狗牙根、高羊茅、百喜草、黑麥草，比例為2∶2∶4∶2;灌木種為紫穗槐，胡枝子，多花木蘭，銀合歡，比例為2∶2∶4∶2。植被混凝土技術(shù)施工大樣見圖5掛網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖、圖6錨釘平面布置圖、圖7錨釘錨固圖、圖8生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)圖。該裸露巖壁施工后在一個月內(nèi)草本植物覆蓋率將達(dá)到65%以上，次年后灌木類植物成長較為明顯，灌木類植物與草本植物共生，植物覆蓋率較高，養(yǎng)護(hù)三年后巖壁生長植物以灌木類植物為主，無需再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。修復(fù)后可實現(xiàn)裸露巖壁復(fù)綠，與周圍環(huán)境相融合，恢復(fù)治理現(xiàn)狀見圖9。2.3噴灌系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)因該地區(qū)無地表水體分布，大氣降水是地下水補(bǔ)給的主要來源。為防止植物受季節(jié)影響干枯死亡，影響治理效果，故需要灑水養(yǎng)護(hù)。但該巖壁高陡，如采用傳統(tǒng)灑水車養(yǎng)護(hù)，效果不好，容易對噴護(hù)面產(chǎn)生破壞，且養(yǎng)護(hù)效果不理想，人工成本較高。故采用噴灌系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。噴灌系統(tǒng)由蓄水池、供水管道、水龍頭、搖臂噴頭和控制閥組成，布置如圖10。噴灌養(yǎng)護(hù)灑水注意事項如下。(1)當(dāng)植被基材顏色明顯變淺時，應(yīng)根據(jù)熵情進(jìn)行及時澆水;夏季在午后陽光強(qiáng)烈直射時不要澆水養(yǎng)護(hù);(2)向坡面噴灑水壓應(yīng)適當(dāng)，最好為霧狀水，不能采用高壓水流直射;(3)因為處于高陡邊坡和巖壁，難以積水，澆水應(yīng)該采用多次適量、緩慢且均勻，達(dá)到潤透的目的;(4)噴灌沒有覆蓋到的部位，進(jìn)行人工適量補(bǔ)澆;后期養(yǎng)護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)植被層脫落情況，應(yīng)及時填補(bǔ)，斑禿情況及時查明原因進(jìn)行補(bǔ)植。3效率分析3.1保護(hù)和解決周邊居民的生命財產(chǎn)安全及社會效益本次治理項目的實施深入貫徹落實了《北京市打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》等文件要求;本項目的實施使得研究區(qū)采礦遺留的裸露巖壁等破壞原始地形地貌及植被的采礦遺跡進(jìn)行治理及植被恢復(fù)，將有效控制研究區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的揚(yáng)塵污染與視覺污染，凈化周邊居民的生活環(huán)境，消除裸露巖壁上的危巖體，清除潛在地災(zāi)隱患，保護(hù)了周邊居民的生命財產(chǎn)安全，社會效益明顯。3.2采礦跡地調(diào)查區(qū)景觀元素組成項目實施后區(qū)內(nèi)被破壞的地貌景觀明顯得到恢復(fù)，過去采礦遺留生態(tài)環(huán)境破壞問題得到改善，區(qū)內(nèi)裸露巖土體的覆綠使得視覺感官舒適度得到提升。植被混凝土技術(shù)植被綠化面積8101m3.3消除地災(zāi)隱患，恢復(fù)地貌景觀研究區(qū)治理項目的完成，使研究區(qū)的景觀地貌得到恢復(fù)。治理的養(yǎng)護(hù)道路可以成為山區(qū)游的步行道，原有的地災(zāi)隱患得到消除，地貌景觀得到恢復(fù)。此外本項目的實施為周邊生態(tài)環(huán)境的綜合治理起到示范作用，為該區(qū)未來鄉(xiāng)村旅游度假的規(guī)劃及其他相關(guān)綠色產(chǎn)業(yè)的布局奠定了基礎(chǔ)，帶動當(dāng)?shù)仄渌鷳B(tài)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。4研究植被混凝土技術(shù)的意義植被混凝土技術(shù)適用度較廣，可對不同的巖性、邊坡坡率均有一定的適應(yīng)度，該技術(shù)在本研究區(qū)內(nèi)應(yīng)用較為成功。但為了更合理有效的研究植被混凝土技術(shù)在高陡裸露巖壁中的應(yīng)用，在今后的研究中，可在以下幾個方面探究和討論。(1)目前該技術(shù)因施工成本過高采用較少，應(yīng)進(jìn)一步尋找可替代材料減少成本;(2)因各地氣候水文條件不同，為提高成活率，植被應(yīng)針對項目所處的氣候條件擇優(yōu)選擇;(3)目前該技術(shù)針對坡度超90°裸露巖壁因植被混凝土易掉落，治理效果不夠理想，今后應(yīng)對加固措施進(jìn)一步研