岩质边坡绿化技术及其施工方法选择

田开洋

（江苏省地质矿产局第一地质大队，江苏南京 210041）

岩质边坡绿化技术及其施工方法选择

田开洋*

（江苏省地质矿产局第一地质大队，江苏南京 210041）

边坡绿化目前仍没有统一的标准和规范，在技术应用中存在着一系列问题。根据江苏省矿山环境治理长期的工作经验，在详细介绍各类边坡绿化方法的作用原理、优点及局限性的基础上，就边坡绿化的方法、设计、施工和监理进行讨论，并提出若干建议，认为边坡绿化应该以“恢复植被,保护生态”为目的，坚持“顺应自然，该绿则绿，该黄则黄”的原则。

岩质边坡绿化;方法选择;关键技术

边坡绿化是近几年才兴起的一个新行业。“边坡绿化”与“园林绿化”不尽相同,边坡绿化有其特殊性。仅有园林绿化技术，是做不好边坡绿化工程的。现在还没有边坡绿化技术的教科书,没有边坡绿化的国家技术标准，监理没有监理规范，预算没有预算定额。所以，边坡绿化工程从设计开始，直到业主、监理、施工等工程技术人员，对边坡绿化技术的了解都不够，概念还比较模糊，发生了一些非常惨重的失败的工程实例。作为研究、设计人员有必要认真研究，深入探讨，以便做好边坡绿化工程的设计、施工等工作。现就技术方法、设计、监理等进行探讨。

1 岩质边坡的生态特点

（1）缺少植物生长所必需的条件缺少植被生长所必需的土壤条件及养分条件的岩质边坡不具备植被生长所必需的土壤环境，无法直接进行种子撒播或植生带绿化，即使采用目前国内广泛应用的水力喷播技术，其防护效果也很不理想，其原因是喷浆与岩体坡面的黏结力很小。另外，岩体保水功能差，含有的活化养分少，植被根系很难从边坡岩层中吸收足够的水分及养分供其生长发育。

（2）边坡坡度大。公路、铁路工程及矿山的岩质边坡一般设计坡度都在1∶0.75以上，有的可达1∶0.3，甚至直立。坡面雨水径流速度大，在高降雨地区极易形成冲刷侵蚀；坡面自然风化的土壤颗粒及风运带来的土壤颗粒在坡面很难留存并受水力和重力作用堆积于坡脚，加之降雨又不能滞留在坡面上，致使植被难以生存。

（3）坡面自然生态条件恶劣。岩质边坡无土壤层覆盖且水分匮乏，在阳光的直射下裸露岩石表面温度过高，即使有风运或动物搬运的种子嵌入岩石缝隙中，也会因温度过高而难以发芽和生存。

2 目前江苏省废弃矿山岩质边坡绿化工程存在的问题

（1）对草种混播品种及比例缺乏研究。仅凭经验甚至盲目施工，而不是在科学选种的基础上按适宜的混播比例来进行实施，没有充分考虑不同地域、不同气候条件的影响。

（2）边坡绿化中主要采用草。很少考虑花、灌木、乔木种子的加入，致使绿化景观单一，没有垂直层次，缺乏景观多样性。

（3）本地物种应用较少。目前边坡绿化主要采用外来品种，外来物种对本地物种可能带来毁灭性的灾害。另外，本地物种的抗逆性和适应性一般比任何外来品种都强，用本地物种进行边坡绿化有着深远的意义。本地藤本植物的应用亦较少，在边坡绿化中，草本植物和灌木的抗逆性是有限的，如果增加了本地藤本植物，将有助于提高边坡的景观效果及稳定性。

（4）对边坡土壤肥力的变化和营养循环、水分循环等方面缺乏研究。土壤肥力水平直接影响到边坡绿化的后期效果。

（5）播种密度大。播种密度大常造成发芽生长后的植株个体光照不足，致使植株的有机营养不足，根系和地上部的生长同时受到阻碍，单株次根数和根系生物量减少，根系活力下降。同时使植株之间的生态位竞争加剧，对植物后期的生长极为不利。

（6）边坡绿化工程监理中存在的问题。除了技术上没有国家标准，预算没有定额之外，也没有边坡绿化监理规范，更没有边坡绿化专业监理工程师。这就给监理出了一道难题，监理不知道如何监理。第一是不知道如何选择施工队伍。所有工程选择边坡绿化施工企业时都要求要有“园林绿化资质”，其实有“园林绿化资质”并不等于能作边坡绿化工程。第二是不知如何监理质量。有些工程的边坡绿化根本就没有设计，有的有设计，但也因设计者对边坡绿化技术不太了解，而设计粗糙，要求模糊。业主和监理认为“边坡绿化就是绿化”，故以“绿化率”为主要标准，没有考虑到坡面“水土流失”的严重性，土流走之后草就死了，一时的“绿化率”是一个假象。第三是在设计边坡绿化工程时应该设计好喷植基质的工程质量。喷植基质质量至少要保证如下几条要求:①喷植基质应达到一定厚度,一般为100mm；②喷植基质无龟裂现象；③基质的力学强度能抵抗暴雨冲刷，年流失率小于1%。

3 边坡绿化技术方法及适用范围

十多年来，人们研究开发了多种既能起到良好的边坡防护作用，又能改善工程环境，体现自然环境美的石质边坡绿化新技术，根据边坡绿化时固定植生条件的方法不同，这些技术可分为客土植生带绿化法、客土喷附绿化法、框格客土绿化法、喷混植生绿化法。各种方法的主要作用及应用条件各不相同[1]。

3.1 客土植生带绿化法

通过人工在坡面上铺设草皮。施工时先清理边坡，再按一定的间距铺设植生带，用铁丝或“U”卡钉将其固定在边坡上，最后在其表面喷射一定厚度含肥料的肥土，覆盖无纺布或薄膜，植物繁殖体长出坡面后逐渐除去。此法适用于附近草皮来源容易，边坡高度低且坡度较缓的严重风化岩层和成岩作用差的软岩边坡工程，工艺简单，成本低廉，但由于施工季节受限制，草皮易滑落，不耐干旱，经受不住大雨或长时间降雨的冲刷，后期养护管理困难，工程质量往往难以保证，近年来使用较少。

3.2 客土喷附绿化法

利用流体力学原理把种子、土壤稳定剂(粘结剂)、肥料、砻糠灰、保水剂、草炭土、草纤维、木纤维、表土和水按一定比例混合成较稠的喷浆，通过喷播机直接喷射附着到安装有金属网或塑料网的石质边坡上，形成一定厚度的客土层，并使植物在客土层上快速生长的一种强制绿化法。该技术是日本1976年首先开发出来的，主要用于坡角50°以下软弱岩石边坡的生态防护，可根据地质和气候条件进行基质配方，基质拌合物由机械拌和，同时安装镀锌铁丝网，可加厚基质层，使边坡稳定性进一步加固，基质更好地附着在坡面上[2]。

3.3 框格客土绿化法

此技术是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格，在网格内充填改良植生土，再在砖框内植草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制厂批量生产，受力结构合理，拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止坡面冲刷，保护草种生长，工艺简单，绿化效果好，多用于填方边坡的防护和绿化[3]。

3.4 喷混植生绿化法

喷混植生护坡是在稳定岩石边坡上打入短锚杆铺挂镀锌铁丝网后，采用专用喷射机，将拌和均匀的种植基质喷射到坡面上，植物依靠基质生长发育，形成植物护坡的施工技术。该技术使用的基质由种植土、水泥(粘结剂，是区别于其他技术的特色之一)、植物种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、pH缓冲剂、水等组成。喷混植生技术具有防护边坡、恢复植被双重作用，可以取代传统的钉锚防护、片石护坡等措施。该技术中种植基质的配方是成功的关键，良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长，广泛用于铁路、公路、水利、矿山等各类边坡绿化防护工程[4]。

4 石质边坡绿化工程中的关键技术探讨

石质边坡绿化是一门新兴边缘学科，它涉及到岩石工程力学、地质学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、草业学、林学、环境生态学等知识，需要不同专业(草坪、土壤、建筑、施工等)背景的人共同参与才能完成。

石质边坡绿化，无论采取那种方法，首先要考虑边坡绿化的目的和以期达到的效果，然后创造条件，即如何在石质边坡上固定植物生长条件，为植物生长长期提供水、肥，且能经受大自然的风吹雨打，具体地说，石质边坡绿化施工技术应重点解决好以下几个方面的问题：

（1）基质层(也称基材、基盘)如何较好地附着和固定在石质坡面上而不致被雨水冲刷下来土壤是植物赖以生存的条件，对于没有土的石质边坡，要覆上植壤土或喷上人工配置的“土”(基质或客土)。为使这些“土”较好地附着石质坡面上，可采用物理的、化学的、生物的办法。物理的如在坡面上钉立和铺设金属网、塑料网、土工网、混凝土框砖等以起固定基质的作用，同时在基质中掺入草纤维、木纤维起加筋作用，增强其整体性。化学的是在喷射基质中加入高分子粘合剂以起固定土壤胶粒的作用，同时加入高分子保水剂起保水作用。生物的则是在喷播完成后，尽快促使种子萌发，借助植物根系及茎叶的“锚固作用”起到固定基质并防止其剥落的作用。即使如此，有的边坡还担心不够稳定，须采用工程防护与生物防护相结合，如在混凝土框架结构内种植植物。

（2）基质的理化性质如何适合坡面植物的生长。多种石质边坡绿化方法，原理相近，基质的主要成分一般为：植物繁殖体(如种子、草茎)、防护网、粘结剂(或胶结材料、高分子保水剂、植生土、有机质、腐殖质、肥料、pH缓冲剂，基质的理化性质是由基质成分和配比决定的。防护网：可用塑料、铁丝、钢筋，其网度和选材应根据边坡的防护要求和特征而定，防护网的功能是与锚杆一起护坡，同时构成基质的“骨架”，增强基质的整体性，防止其从坡面滑落。粘结剂：不同方法用的粘结剂选型不同，有的用高分子有机物，有的用普通硅酸盐或325、425水泥，这些胶结材料能使基质拌合物具有粘聚性和一定强度。高分子保水剂：能够在水分丰裕时吸收水分，天气干燥时为植物根系提供水分。植生土：一般为施工方便，主要用当地土壤，当地土质过差时，可加入沙壤土，为植物生长提供良好的水、肥、气、热条件。植生土可谓构成基质的“肌肉”。有机质：一般使用稻壳、粉碎的秸杆、锯末等，这些有机物作用在于：增加基质拌合物的流动性，便于施工；增加基质拌合物空隙率，调节水、气状况；腐烂分解后，为植物提供氮、磷、钾等养分。腐植质：为稻壳、粉碎的秸杆、锯末、蘑菇渣经腐烂制得，它们能改善基质的物理性质和化学性质，向基质中引入大量微生物，协调水、气、热状况，增强保肥性与缓冲性能，并和植物根系一起，使基质混合物逐渐变成适于植物生长的土壤。肥料：一般为长效缓释复合肥，如生物肥、化学复合肥，基质混合物如果分2层施工，为了促进种子尽快萌发，表层还可加入一定量的速效肥如尿素等。pH缓冲剂：在基质混合物中加入过磷酸钙、红粘土或石灰，利用它们本身的酸硪l生、缓冲性进行pH调节，使基质拌合物的pH值调至适宜植物生长的范围。从基质拌合物的成分可以看出，基质粘结剂的选型不可忽视，目前技术中除水泥外，也有用有机粘结材料和高分子材料，另外植生土、有机质、腐植质和肥料等有机物作为基质混合物的主体，其组成的优化始终是石质边坡绿化生态防护的关键。

（3）坡面植被包括灌木、草坪草种的选择、配置和组合。

①护坡植物的选择石质边坡因不具备灌溉条件，立地条件差，植被选择不当造成失败的教训不少。选择时应考虑到：当地土生土长的栽培草优于进口的草坪草，本地适宜绿化的野生草优于栽培草，即护坡植物应适应当地的气候，能抵抗不良环境；根系发达(深根系)，生长迅速，短期内能达到一定的覆盖度；有多年生的习性，与土壤固结能力强；分蘖多，茎叶茂盛；抗逆性强。

②护坡植物的配置和组合石质边坡绿化的目的主要是护坡，植物配置应遵循：一是灌草结合，这样可充分利用自然水、光、热条件，快速建植立体生态植被，保持坡面绿化的中长期效果，防止草坪退化，延续和提高水土保持功能。二是豆科与禾本科植物配置，有利于发挥种间优势，互惠互利，以草养草(如红豆草+其他禾草)，同时加入先锋或保护草种(如多年生黑麦草)，利用其萌发早、生长迅速的习性，促进保护主体草种的萌发。

（4）如何进行养护管理(特别是灌溉)。石质边坡绿化防止干旱的措施有：增加基质层厚度、在基质中添加成孔材料和保水剂、选择耐干旱植物等。但是，由于石质边坡的坡度较大，水土流失严重，这样，基质建植层的保水供水功能就受到限制，从而影响到水分的有效调节与养分的良性供给，在持续干热的天气或喷水难以保证时，常常出现植被枯黄或死亡现象。基质中使用了大量的有机物作为长效肥，在坡面形成稳定的植物群落之前不会出现养分耗尽现象，但是，基质建植层厚度有限，水肥循环的空间非常有限，随着时间的增长，很容易引起因水分和养分供应不足的边坡植被退化等生态失调现象。

5 结语

石质边坡绿化设计工程应着眼于环保生态功能，注重生态防护的设计与资金投入，树立“尊重自然，恢复自然”的理念，根据当地生态植物结构，乔、灌、草有机结合，合理配置，尽快恢复边坡原来的自然植被，使防护工程的植被与周围环境融为一体，恢复其生态平衡，实现人工强制绿化向自然植被的自我繁衍[5]。

石质边坡矿山生态系统综合治理工程要讲究科学，尊重自然规律，宜绿则绿，宜露则露，不可盲目地追求较高的、统一的绿化覆盖率。因为各矿山的地质结构和构造、岩石性质和硬度、节理和层理发育情况、宕面的倾角、周围植被环境等基础条件不同，绿化的施工难度和最终效果也会不同，对于高陡宕面的绿化治理，要做好其周围的坡面绿化，对其主要进行上爬下挂的绿化处理,绿色中透露出高大的祼露岩体，也能显示自然之美。 不坍塌，不流失，而又草灌茂盛，是我们边坡绿化最基本的要求。有的业主要求“四季常绿，三季有花”。听起来很美，园林小区绿化能做到，但上万平米的边坡做不到，也没必要去做。维护费用巨大，得不偿失。对于废弃矿山边坡我们的目的是“恢复植被，保护生态”。所以我认为边坡绿化应该顺应自然，该绿则绿，该黄则黄，本地植物一经侵入，与周围环境溶为一体，没有人工痕迹，工程边坡即可回归自然状态。

[1]杨喜田,赵宁,董惠英.论厚层客土喷播技术的植物群落目标设定和植物种选配[J].中国水土保持科学,2006,4(1):74-78.

[2]王玲,陈永安,康用权,等.客土喷播在潭邵高速公路石质边坡防护中的应用[J].草业科学,2005,22(7):109-112.

[3] 郭声波,石新勇,叶建军.岩石边坡防护与绿化的植被混凝土标准化工作[J].中国标准化,2005(9):27-30.

[4] 魏涛,张兰军,张华君.植被混凝土坡面防护技术应用及防护效果生态调查[J].公路交通技术,2005(5):126-132.

[5]许文年,叶建军,周明涛,等.植被混凝土护坡绿化技术若干问题探讨[J].水利水电技术,2004,35(10):51-53.

The Greening Technology of Rocky Slope and the Selection for Construction Methods

TIAN Kai-yang
（The First Geological Brigade of Jiangsu Geology&Mineral Exploitation Bureau,Nanjing Jiangsu 210041,China）

There are still no uniform standards and norms for slope greening,so a series of problems exist in the technical applications.According to the long-term work experience in mine environmental governance of Jiangsu province,based on the detailed introduce on the principles,advantages and limitations of all kinds of slope greening methods,the methods,designs,construction and supervision of slope greening are discussed and proposes are given. It is considered that the slope greening should aim to"restore the vegetation and ecological protection",adhere to the principle of "harmony with nature,the green is green,the yellow is yellow".

rocky slope greening；methods selection；key technology

U481.9

A

1004-5716(2015)02-0011-04

2014-08-04

2014-08-06

田开洋（1967-），男（汉族），安徽贵池人，高级工程师，现从事水文地质与工程地质等方面的研究与生产工作。