山地条件施工中的自然环境修复与提升技术研究

李 帅，徐 谦，曹刘明，费新新，房晓宇

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司，上海 201204

牛首山经历过多次较为严重的生态环境破坏，且由于其处在矿渣堆场内，土层渗透性强，区域地形陡峭，一旦降水水会迅速流向低洼处。在此情况下，该地土质不均匀，加上部分区域有较强的渗透性，在较大雨期，从山体到地下水体加速流动，并带动土体移动，形成相对软弱面，容易引发泥石流、山体滑坡及洪涝等自然灾害。因此，相关部分针对牛首山存在的地质及生态问题进行了自然生态环境修复与提升。

1 工程概况

南京牛首山PPP项目位于南京市江宁区牛首山风景区内，工程主要包含道路改造、西入口建设、林相改造、文化园建设、水景观提升、防火道路、自行车骑行工程、太湖流域治理等八项工程。其中，水景观提升涉及约17万m2水域的水体改造工作，文化旅游景观建设约60万m2，林相改造工程约3.33km2。

2 山地自然环境修复与提升的目标和原则

2.1 目标

针对牛首山景区内不同类型地形、边坡、水体情况，在进行生态修复的基础上，还应使绿植覆盖率达到85%以上，并且由乔、灌等组成的绿植系统应与牛首山景观相辅相成，加上景观的美化及护坡固坡，从而达到修复自然环境、优化自然环境的效果。

2.2 原则

（1）因地制宜原则。由于牛首山景区面积较大，拥有众多地形地貌，因此要根据不同地形实行专项指导，采取不同的技术方法进行人工生态恢复并集成各项先进适用技术。

（2）与原有景观及周边景观协调一致原则。人工复原的生态环境要与周边环境协调统一，使其能够很好地融合在一起，乔、灌、草植物种的选择应以乡土植物为主，要选择合适种类与合适的区域进行种植，才能使人工植被与周边山地植被相协调而趋近自然。

（3）永久性原则。对牛首山景区的生态修复必须一步到位，尽量减少日后人工维护和管理的可能。

3 山地自然环境修复与提升技术

3.1 山地边坡加固及景观修复技术

为更好地改善牛首山边坡防护质量，同时达到景观优化的效果，应根据不同区域边坡的不同性质采取针对性的护坡措施。边坡防护分为两种，分别是锚杆镀锌网植草灌防护和蜂巢格室客土喷播防护。

（1）锚杆镀锌网植草灌防护技术。①坡面清理。首先应确保施工面平顺、稳固，清除陷入面层较深的大石块以及杂草树根。坡面修正时，在坡面上开挖水平间隔2m的横向浅槽，加大坡面粗糙度从而增强喷播附着力。喷射前，要将坡面清理干净。②锚杆锚固。从岩石面层钻孔打入锚杆，用以固定岩石表层，同时作为植被护坡的镀锌网基础。③铺挂镀锌铁丝网。采用尺寸为50mm×50mm的机编铁丝网，将坡面全面覆盖，保证护坡强度及植被混凝土基层与岩石的附着力，再打上锚杆进行加固处理，邻网搭接宽大于5cm。④喷射培养基。提前将培养基充分混合，然后分两次喷射到坡面上。第一次喷射后留2cm面层以供第二次垂直于坡面喷射种子层，每个坡面不少于4个草种种类，且间隔不大于1.5m。⑤无纺布覆盖。为保证种子层的湿度和温度，应立即在喷射完的种子层表面用无纺布进行遮盖，待无纺布内植被长到至少3cm后方可撤走。⑥养护管理。通过高压喷雾器在坡面喷射养护水，保证基层充分湿润。

（2）蜂巢格室客土喷播技术。①坡面清理。清理坡面上杂物、石块等其他影响植被的物质，适当开挖沟槽，用以加强种子的附着力。②蜂巢格室铺设。蜂巢格室规格：格室中应有蜂窝状孔眼，片材呈绿色，材料为HDPE，光面厚(1.20±0.12)mm或压纹厚(1.50±0.12)mm。用镀锌防腐钢筋对格室进行固定，外露部分涂刷防腐涂料。坡面采用蜂巢格室植草防护。在格室搭接处两侧、各级边坡坡顶加设锚钉固定蜂巢格室，间距1m。沿坡面每隔2m设置通长塑料排水板。格室铺设至坡顶外2m。蜂巢格室护坡施工如图1所示。

图1 蜂巢格室护坡施工

（3）喷播混合料。覆土回填结束后,开始液压喷播，原理同镀锌网种植技术。

（4）养护。草种播完后立刻用无纺布覆盖。

3.2 雾森系统施工技术

（1）雾森原理。雾森系统的原理是水在高压作用下通过特殊喷头喷出，从中生成的水雾能够在空气中持续漂浮，并可达到3～5m的雾长距离。

（2）雾森施工方法。①基础浇筑和验收。为了避免基础下沉或开裂,浇筑双层双向钢筋网片的C30混凝土。待混凝土养护期结束，强度达到要求后，开始进行基础验收和复测，同时将相关零件的标高、中心线等主要尺寸标于设备基础上。②冷雾喷头安装。进行喷头安装时应检查其规格和喷孔方向是否满足设计要求。喷头安装过程中，不得对喷头进行拆改或者喷涂任何涂料。为避免堵塞管道，需提前对喷头进行冲洗和疏通。

3.3 水生态修复施工技术

（1）水下森林生态修复技术。①挺水植物。根苗准备：为确保根系完整，应选择优质根苗，起苗时避免受到损伤。水生植物种植：作为景观搭配的挺水植物种植在沿岸浅水区，挺水植物种植前，对挺水植物种植平台进行平整，确保底质无乱石块、土壤疏松，适宜挺水植物生长，为促进挺水植物的根茎生长，栽植深度宜保持在10～20cm。②沉水植物。选种：沉水植物所选苦草种应保证其籽粒饱满、有光泽，长度、直径适宜，首选天然野生，提高其生存、生长能力。种植：提前一天对草种进行充分的曝晒，待一夜浸泡后，将果实内中种子剥出，清理干净后再用微微潮湿的细土配合撒播。日常管理：正常情况下苦草生长较慢，为促进苦草生长，避免生长过程中的营养流失，应保证水位处在10～30cm。此外，考虑到各个区域营养情况不同，应对相对贫瘠水域进行追肥，若水域富含营养较多，可不再施肥，避免苦草生长过于旺盛，从而破坏水体生态。病虫害防治：水蚯蚓是苦草主要的天敌，尤其是在含有水蚯蚓较多的淤泥较深区域,往往会出现出苗期存活率低的问题，对此，将呋喃丹拌和到土壤中具有毒杀水蚯蚓的效果。

（2）景观水系淤泥换填施工技术。南京牛首山水系施工区域土质含水量很大，土质松软，且面积较大，相关施工车辆无法进入场地内进行施工，且部分区域土质环境更为恶劣，挖掘机和推土机都无法进入该区域内进行施工，因而需要先将淤泥土清理出去，置换填入渣石，再进行施工。①为使淤泥土中水分降低，需在开挖前做好相应的排水措施，如开挖临时排水沟将水引入场外区域。淤泥开挖完成后，再立即投入渣石，避免临时降水再次形成集水坑。②铺贴过程中，由淤泥区域边缘向中心方向进行开挖，并及时用渣石回填至淤泥边缘开挖出来的区域，然后才可以将运输车、挖掘机等施工机械安排至淤泥中心区域进行施工。③对于回填厚度≤4m的区域采用25T型号的振动碾进行压实，施工时，先每层虚铺0.5m厚的土，然后进行整平，反复碾压直至该层土密实后再重复上述操作；而大于4m的区域应进行强夯处理，夯击能需达到3000kN·m以上。除此之外，每虚铺1m，用振动平碾来回碾压2遍，达到一定的压实系数后再回填下一层，之后重复上述操作直至满足要求。④现场修建足够的临时排水通道来满足排水要求。淤泥换填施工如图2所示。

图2 淤泥换填施工示意图

4 结束语

根据牛首山生态环境的现状，考虑到景区景观和使用方面的需要，生态环境治理应采取以人工绿化为主，生态修复措施与工程措施相结合的方式，选择适当的生态修复技术，优选此区域适宜生长的乔、灌、藤、草等种植物，并采取有针对性的措施对生态进行修复与优化，从而能够同时兼顾生态修复与景观效果提升。