高陡邊坡生態(tài)環(huán)境治理種植槽技術(shù)的應(yīng)用

高陡邊坡生態(tài)環(huán)境治理種植槽技術(shù)的應(yīng)用

1邊坡生物可持續(xù)發(fā)展的工程實(shí)踐在當(dāng)前的采礦和技術(shù)活動(dòng)結(jié)束后，高邊坡和陡峭的人工邊坡經(jīng)常被留下。高陡的人工邊坡裸露在人們的視野中,不僅有礙觀(guān)瞻,同時(shí)還存在崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患。近年來(lái),針對(duì)這類(lèi)邊坡的生態(tài)環(huán)境治理進(jìn)行了大量的工程實(shí)踐,為類(lèi)似邊坡的地質(zhì)災(zāi)害治理及生態(tài)復(fù)綠的方案提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)及極具價(jià)值的工程參數(shù)。而種植槽技術(shù)的實(shí)施則不僅解決了在高陡邊坡上植被不易生長(zhǎng)的難題,同時(shí)還兼顧了對(duì)潛在的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行治理的問(wèn)題。2種植槽技術(shù)的應(yīng)用,解決了邊坡治理難題時(shí)至今日,有許多較成熟的工藝及工法在邊坡生態(tài)環(huán)境治理實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。較常用的方法有錨噴掛網(wǎng)客土噴附、魚(yú)鱗坑、臺(tái)階降坡復(fù)綠等,基本上都取得了成功。大量的廢棄礦山、公路邊坡治理效果良好,地質(zhì)災(zāi)害隱患消除了,邊坡上也恢復(fù)了生命的綠色。但是,在一些坡度>50°以上的高陡邊坡,若沒(méi)有降坡的空間及條件,則噴錨掛網(wǎng)后附土能力極差,植株無(wú)法生長(zhǎng);魚(yú)鱗坑的開(kāi)鑿難度大,開(kāi)鑿后種植效果差。種植槽技術(shù)的運(yùn)用,則較好地解決了上述難題。該技術(shù)可以單獨(dú)使用,也可以結(jié)合其它工法共同作用。3鋼筋混凝土槽土造林種植槽實(shí)際上就是在邊坡表面按設(shè)計(jì)間距打入錨桿,并在坡面外端預(yù)留一定的長(zhǎng)度,通過(guò)預(yù)留錨桿段作為載體,在其上構(gòu)筑鋼筋混凝土槽。在槽內(nèi)回填耕植土并種植相應(yīng)的灌木及爬藤等以達(dá)到對(duì)坡面進(jìn)行綠化的效果。其中錨桿的作用有二,其一是固定邊坡面上的不穩(wěn)定巖石,其二是支撐鋼筋混凝土槽及其上部回填的耕植土及植株的重力。3.1邊坡錨桿安裝種植槽的配筋斷面如圖1所示。其主要的技術(shù)參數(shù)如下:(1)錨桿的水平間距為0.5m,在系統(tǒng)防護(hù)錨桿(一般間距為2.0m)之間補(bǔ)充構(gòu)造錨桿以適應(yīng)其對(duì)種植槽的支撐;(2)系統(tǒng)防護(hù)錨桿傾角一般為15°～25°,孔徑91mm或110mm,錨桿長(zhǎng)度以邊坡上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育狀況及完整性來(lái)定,以錨入完整中風(fēng)化巖石深度4.0m為宜;(3)構(gòu)造錨桿傾角10°,孔徑50mm,孔深需要根據(jù)邊坡上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育狀況及完整性來(lái)定,以能承受種植槽等的重力為宜,坡體中錨桿長(zhǎng)度一般為0.7～1.5m;(4)錨桿桿體均采用?32HRB335鋼筋,外端預(yù)留0.5m,豎向焊接一定長(zhǎng)度同種類(lèi)鋼筋并與種植槽的配筋相連;(5)注漿體強(qiáng)度M20,注漿壓力0.3～0.5MPa,水泥可采用32.5R普通硅酸鹽水泥;(6)在槽底部平行于邊坡設(shè)置一排泄水孔,孔徑75mm,間距為3.0m;(7)種植槽采用C25混凝土澆筑。3.2錨桿懸臂梁設(shè)計(jì)參照《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GBJ86-85)第3.3.8局部錨桿抗力驗(yàn)算公式對(duì)種植槽底部錨桿懸臂梁抗力進(jìn)行驗(yàn)算,計(jì)算如下:K×G≤n×As×fst式中:K——安全系數(shù),根據(jù)規(guī)范可取2;G——錨桿承受的重力,即每延米上鋼筋所承受的重力,N;n——錨桿根數(shù);As——單根錨桿桿體的截面積,cm2;fst——水泥砂漿錨桿鋼筋設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度,N/cm2,可取29000N/cm2。K×G=2×3000×9.8=58800Nn×As×fst=2×8.0×29000=464000N通過(guò)以上計(jì)算說(shuō)明錨桿懸臂梁能滿(mǎn)足要求。根據(jù)相關(guān)加壓實(shí)驗(yàn)(紹興縣福全鎮(zhèn)大山下石料場(chǎng)生態(tài)環(huán)境綜合治理工程中的加壓試驗(yàn))證明,在錨桿懸臂梁(混凝土澆筑體)上再加載650kg以上質(zhì)量,在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)無(wú)變形跡象,能夠承受種植槽及其內(nèi)覆土、植被的壓力。3.3槽內(nèi)土土壤條件及技術(shù)要點(diǎn)在種植槽內(nèi)回填耕植土之后即可在槽內(nèi)種植綠化植株,一般選擇抗旱能力較強(qiáng)的物種,采取上爬、下掛、中部遮掩的方式對(duì)種植槽上下范圍內(nèi)邊坡進(jìn)行復(fù)綠(見(jiàn)圖2)。其要點(diǎn)主要為:(1)該技術(shù)可單獨(dú)使用,也可結(jié)合其它技術(shù)綜合應(yīng)用,視工程效果而定,前提是邊坡必須整體穩(wěn)定;(2)槽內(nèi)耕植土技術(shù)指標(biāo)為:有機(jī)質(zhì)≥5%,腐植質(zhì)≥5%,水分(游離水)≥20%,pH值5.5～7.0,細(xì)度(≤10mm)≥25%;(3)槽內(nèi)種植灌木高度不低于1.0m;(4)槽的排距視邊坡情況而定,一般上下垂直距離為8～10m。4使用示例4.1生態(tài)治理邊坡杭州市余杭區(qū)臨平鎮(zhèn)邱山石礦因采石形成了一條長(zhǎng)約400m,高90m的巖質(zhì)邊坡,坡度50°～85°,局部巖體有懸空現(xiàn)象,需要生態(tài)治理的邊坡面積約50000m2。邊坡上巖性為灰白～淺白色,強(qiáng)～中～微風(fēng)化石英砂巖,局部夾紫紅色薄層泥質(zhì)粉砂巖。其中強(qiáng)風(fēng)化巖厚一般0～3.0m,中風(fēng)化巖石厚度>5.0m。邊坡面上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,邊坡順坡向?qū)用姘l(fā)育,大部坡面有泥巖夾層分布,構(gòu)成潛在滑動(dòng)面。邊坡外側(cè)為余杭主城區(qū),分布大量的工廠(chǎng)、學(xué)校及居民住宅等。4.2管理方案的制定根據(jù)邊坡特點(diǎn),對(duì)其采取綜合治理法進(jìn)行治理設(shè)計(jì),主要有如下方法。(1)減少刷寫(xiě)機(jī)限制清除邊坡表面松散石塊及坡面雜物,確保坡面基本平整,清除落石隱患,局部陡峭部位按坡比1∶1進(jìn)行削坡。(2)坡面排水系統(tǒng)坡頂設(shè)置500mm×500mm漿砌片石截水溝,坡腳設(shè)置500mm×500mm磚砌排水溝,坡面排水孔采用?50mmPVC管。(3)間距2.0m錨桿采用?32HRB335鋼筋,錨桿(種植槽)上下垂直排距10m。①系統(tǒng)錨桿為全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿,水平間距2.0m,傾角25°,錨孔孔徑100mm,總長(zhǎng)9.5m,外端預(yù)留0.5m;②構(gòu)造錨桿與系統(tǒng)錨桿一起構(gòu)成種植槽的支撐體,水平間距0.5m,傾角10°,錨孔孔徑50mm,總長(zhǎng)1.25m,外端預(yù)留0.5m;③錨桿注漿為M20水泥砂漿,注漿壓力≥0.5MPa,水泥為32.5R普通硅酸鹽水泥。(4)種植槽恢復(fù)(5)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)并向客人展示在種植槽之間的坡面采用掛網(wǎng)、客土噴播方式進(jìn)行復(fù)綠。(6)植物多樣性原則在坡腳部設(shè)置一排M7.5漿砌塊石擋渣墻,塊石強(qiáng)度等級(jí)不低于MU30,寬度0.8m,高度2.5m。根據(jù)植物當(dāng)?shù)丨h(huán)境的季節(jié)適應(yīng)性與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)性、植物的多樣性等原則,本工程的植株選擇主要有:狗芽根、高羊茅、紫花苜蓿、白三葉、麥冬、多年生黑麥草、結(jié)縷草、彎葉畫(huà)眉草、夾竹桃、小葉女貞、胡枝子、紫穗槐、爬山虎、常春藤、絡(luò)石、黃馨等多種灌、草、藤本植物。該治理工程竣工至今已近5年,目前該邊坡安全狀況良好,坡面植被已恢復(fù)90%以上,形成了穩(wěn)定、繁茂的植物群落,工程痕跡越來(lái)越淡。該生態(tài)環(huán)境治理工程被作為杭州市同類(lèi)項(xiàng)目的樣板工程,其治理方法被廣泛推廣應(yīng)用,在邊坡生態(tài)環(huán)境治理中發(fā)揮著極積的作用。5人工邊坡的種植及鋪設(shè)種植槽技術(shù)隨著其應(yīng)用的推廣日趨成熟,其所承載的植株類(lèi)型與數(shù)量主要根據(jù)邊坡的坡度及槽的高度來(lái)決定。邊坡越陡,槽所容納的耕植土的體積及表面種植區(qū)的寬度就越小,而槽的高度越大,其容量越大,但是其所需要的鋼筋混凝土的量就越大,穩(wěn)定性變差的概率增大,視覺(jué)效果越差。因此針對(duì)不同的邊坡要綜合考慮各方面的因素來(lái)確定槽的尺寸,以安全、美觀(guān)、實(shí)用為原則。事實(shí)證明,種植槽的出現(xiàn)讓很多高陡人工邊坡以更經(jīng)濟(jì)、快速、高效的方式恢復(fù)了生命的綠色,重新煥發(fā)出勃勃的生機(jī),具有較好的實(shí)用價(jià)值。在每一排錨桿上設(shè)一排種植槽,以外端預(yù)留0.5m長(zhǎng)錨桿作為載體,同時(shí)在外側(cè)豎向焊接0.2m長(zhǎng)32HRB335鋼筋,與槽體配筋相連(配筋詳見(jiàn)圖1)并澆筑砼槽。(1)槽內(nèi)回填耕植土后形成深約1.0～1.3m、寬度0.5～1.0m(因邊坡角度不同而異)的種植區(qū),表部形成約5°向外坡率,底部回填厚度約0.2m的礫石反濾層,每隔3.0m設(shè)一排水孔,進(jìn)口以土工布包裹;(2)在種植槽內(nèi)設(shè)置內(nèi)外兩條綠化帶,內(nèi)側(cè)間距0.5m種植高約1.2m、樹(shù)冠直徑1.2m的矮灌木,外側(cè)間距0.3m種植長(zhǎng)約0.7～0.8m向下垂掛類(lèi)植株。寬度較大處可將灌木種在中間,內(nèi)側(cè)則間距0.3m種植爬藤類(lèi)植株以向上攀爬。(1)掛網(wǎng):用網(wǎng)孔50mm×50mm的菱形鐵絲網(wǎng)鋪設(shè)坡面,釘網(wǎng)的緊固件采用6～8mm的