杨 涛,王世昭
(上海勘测设计研究院有限公司,上海 200335)
彭泽县长江沿岸受损山体生态修复工程范围从上游至下游分别为矶山4号、3号、2号和1号,华亿石油2号和1号,奔山,杨柳村,高远码头,湖西渡口,共10处,共计约58万平方米。受损山体的生态修复是一项系统、综合、复杂的过程[1-2]。通过一系列工程措施消除受损山体风化、开裂、崩塌等安全隐患,保护居民生命财产安全;对裸露坡面进行生态复绿,美化城市形象及长江沿岸风光。
图1 彭泽县长江沿岸受损山体位置
长江沿岸受损山体生态修复的基本任务是保障边坡稳定性和实现山体复绿,最终目标是实现长江沿岸可视范围内植被恢复。
山体稳定是实现植被恢复的前提和基础。根据岩石结构组成、边坡结构类型、破坏型式及稳定性,对山体划分,分区治理。主要工程措施:坡面清理,土石方开挖,固网锚杆及挂网,截排水工程,挡土墙工程,石笼护脚,SNS主动防护网等。
植被恢复需遵循客观自然规律,综合考虑自然地理、气候环境、土地条件和人为干扰等多种因素。不同区域位置,可选取不同类型的植物,实现立体多样化[3]。
土坡稳定性验算采用边坡通用分析程序SLIDE 7.0版,分析方法选用摩根斯坦普莱斯法,计算工况选取“自重(天然状态)”及“自重+暴雨(饱和状态)”两种工况进行验算。
以矶山2号受损山体Ⅱ区为例。首先进行原状边坡的稳定分析,如表1。由计算结果可知,Ⅱ区土坡处于不稳定状态。采用1∶1.75进行削坡处理,每10m高设置一级马道,马道宽2m,削坡后边坡稳定,如表2。其他山体,边坡存在不稳定情况的区域,工程处理措施同矶山2号Ⅱ区。
表1 Ⅱ区土坡稳定系数计算成果(原状边坡)
表2 Ⅱ区土坡稳定系数计算成果(处理后)
为使边坡保持稳定,可采取支挡加固措施,主要分为三类:锚固技术、挡土墙工程和抗滑桩工程[4],本工程主要采取了前两种措施。锚固技术是利用土体或岩体的锚固力维持山体结构稳定,防止出现坍塌、滑移等灾害,如固网锚杆及挂网、SNS主动防护网等。重力式挡土墙,一方面可降低山体边坡坡度,减少陡立面裸露面积;另一方面,可以有效支撑山体边坡稳定。
根据山体的坡度、走向、分水岭位置、治理面汇水情况等,进行合理的截排水沟布置。截水沟主要用于拦截、疏导山体复绿范围以外的坡面径流,防止坡面受到冲刷,影响边坡稳定和坡面复绿效果。排水沟主要分布于各级马道内侧和山体坡脚处,汇集和排泄地表径流,防止边坡受到冲刷,并在排水沟底部设置阶梯消能工,通过阶梯消能的方式,调节水流速度。
综合考虑实际工程效果和经济成本,并结合生态位原理[5],此山体复绿项目采取的主要措施:
4.1.1 植生槽
适用于坡度大于70°的岩石边坡,塑造植物生长的土壤环境。
4.1.2 高次团粒喷播
适用于坡度在30°~70°的土夹石边坡,分为挂网高次团粒喷播和挂双网植生条袋高次团粒喷播。采用高镀锌棱形铁丝网或高强塑料加强土工网以团粒剂使客土形成团粒化结构,加筋纤维在其中起到类似植物根茎的网络加筋作用,从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀,牢固透气,与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构,达到固坡复绿、保护生态环境的目的[6]。高次团粒土演变过程如图2。
图2 高次团粒土演变过程
4.1.3 栽植爬藤植物
错台、浆砌石挡墙及部分山体坡脚开挖形成植生槽,在植生槽外侧种植耐贫瘠的花灌木(如迎春、连翘等),内侧种植攀援植物(如爬山虎、葛藤、油麻藤、凌霄等)。为保证攀援植物顺利生长,采用挂镀锌铁丝网(锚定固定),或拉绳向上牵引,为攀援植物攀附创造条件。
4.1.4 植生袋护坡
通过将装满土的植生袋沿边坡表面层层堆叠的方式在边坡表面形成一层适宜植物生长的环境,将袋与袋之间,层与层之间,用连接扣结合起来,达到牢固的护坡作用。在堆叠好的袋面采用喷播绿化手段播种植物,达到恢复植被的目的。
4.1.5 种植乔灌木
适用于坡度在30°以下的缓坡和平地。
(1)对气候和环境适应性强,耐高温、耐瘠薄、防风抗火、阻隔灰尘、防眩降噪对气候和环境适应性强。
(2)根系发达、成活率高、固土效果好、基短叶茂、易成活、生长快、落叶期短,对地表覆盖能力强。
(3)以乡土植物为主,兼顾树种多样性。
(4)便于养护。
(5)色彩和品种多样,与周边景观协调,符合景观要求。
为了保证种子的发芽率,选用15g/m3的无纺布从上至下进行铺盖。用竹签或U型钉固定,注意保持搭接。无纺布的覆盖起到保水、保温及防止草种发芽期雨水对坡面的冲刷。
一般情况下,养护期应从第一株植物运到基地时开始,持续到最后审查批准时为止。养护期内,应及时更新复壮受损苗木等,并能按设计意图和植物生态特性如喜阳、喜阴、耐旱、耐湿等分别养护,且根据植物生长不同阶段及时调整,保持丰富的层次和群落结构。植物养护管理的标准是生长健康、枝叶健壮、树形美观、修剪适度、干直冠美,无死树缺株,无枯枝残叶,景观效果优良。
(1)所有苗木和种子须有检疫合格证明,防止带来病虫害。
(2)种子须进行预处理,提高发芽率。
(3)做好坡面排水工作,防止基质或覆土被雨水冲刷。
(4)及时清理坡脚下堆积的枯枝落叶及枯死苗木,减少易燃物质的堆积。
(5)所有挂网锚杆须打入稳定岩体,防止脱落。
以矶山2号Ⅱ-3区为例,山体复绿前的效果如图3,山体复绿5个月后的效果如图4。经过5个月的生态修复,原先裸露的山体已成规模地种上了植物,且成活率高,放眼望去满是绿色,生态修复工作已初见成效。坡面稳定性方面:坡面稳定,不会出现滑坡、塌方等自然灾害,大雨量无土壤侵蚀危险。植物覆盖状况方面:覆盖率高;播种了乔、灌、草三层结构,层次搭配合理;生态适应性强,能适应贫瘠土地、抵御不良灾害因子。绿化美化效果方面:物种配置合理丰富,一年四季呈现不同颜色,非花期有叶色变化,具有一定观赏价值。
图3 矶山2号Ⅱ-3区(山体复绿前)
图4 矶山2号Ⅱ-3区(山体复绿5个月后)
(1)通过边坡处理、山体复绿等一系列工程措施,实现了美化城市形象及长江沿岸风光的目标,可为山体绿化、不稳定边坡的地质灾害治理和生态环境改善等相关工程提供借鉴。
(2)此工程项目为沿江城镇居民创造了良好的生活环境,对减少水土流失、还林还草、水土保持、生态保护修复有积极作用,具有良好的社会效益、环境效益和减灾效益。