用于矿山边坡生态修复的植被混凝土技术研究

张东东

（湖南核工业地质局 三〇三大队，湖南长沙 410000）

矿产资源是我国资源结构体系中非常重要的构成部分，为我国社会经济发展作出了非常重要的贡献。随着我国经济总量的不断提升，对矿产资源的需求量也不断增加［1］。但是，在矿产资源开采过程中会形成大量的矿山边坡，对周围的生态环境造成不良影响。在我国大力建设生态文明的背景下，有必要采取措施对矿山边坡进行生态修复［1］。目前，针对矿山边坡生态修复问题，研究开发了一种植被混凝土技术，不仅可以确保边坡的强度和稳定性，还能对生态进行有效修复，应用效果显著［2-3］。

1 植被混凝土新技术的基本内涵

高陡边坡如何进行生态修复是非常难的问题，植被混凝土生态修复新技术对此问题具有良好的应用效果。此项新技术主要是将水泥作为粘结剂，同时添加部分有机物和绿色添加剂，如肥料、植物种子、砂壤土等，将以上物质充分均匀混合后，以喷射的方式对边坡进行处理。

1.1 植被混凝土原料之间的配合比

1）砂壤土。砂壤土必须具备良好的综合性能，要具有一定的蓄水性能，满足良好的热条件和气候条件要求。为了更好地促进植被生长，砂壤土中的含沙量需要控制在5%范围内，沙子粒径不得超过8 mm，含水量不得超过20%。砂壤土的厚度需要结合实际情况进行选择，通常在8～12 cm 范围，厚度必须确保植被能够可靠固定。植被混凝土中砂壤土的含量是最高的，通常在5%以内。

2）水泥。主要起到粘结剂的作用，普通的PO 32.5型号硅酸盐水泥较为常用，使用时可以根据具体条件选择其他型号的水泥。水泥使用量应该控制在砂壤土重量的8%～10%。

3）有机物。有机物的作用是作为肥料促进植被生长，醋渣、酒糟、稻壳、树枝、秸秆等都可以作为有机物使用。如果是新鲜的有机物，在正式使用前需要进行发酵处理。有机物的使用量应该控制在砂壤土重量的5%～7%。

4）肥料。肥料有短效肥和长效肥之分，通常需要同时使用以上两种肥料，并且根据所选的植被类型科学选择肥料的比例。短效肥可以确保植被在短时间内快速增长，而长效肥则可以确保植被在后续的生长中拥有足够的养分，延长植被的生长时间。

5）保水剂。保水剂的作用是吸收水分，确保植被能够长时间被水分滋养。实践应用中，多使用吸水树脂作为保水剂。通过使用保水剂能显著提升植被混凝土的抗旱能力，保障植被的存活率。

6）植被种子。在选择植被种子时，应该充分结合本地区的气候条件及矿山边坡的地形地势，确保植物能够存活。另外，还要注意植被的季节搭配，确保在不同的季节均有植被能够正常生长。植被种子只需要设置在面层中即可，基层中不需要使用植被种子。

7）绿化外加剂。绿化外加剂类型很多，不同类型添加剂具有不同的作用。常见的包括团粒剂、消毒剂、着色剂等，添加绿化外加剂的作用是促进植被的生长。在实践应用中，为了降低施工成本，可以回收化工领域中废弃的磷石膏，不仅可以对土壤中的pH 值进行调整，还可以当作肥料使用。绿化外加剂的使用量需控制在砂壤土重量的4%～5%。

1.2 植被混凝土新技术的重要指标

矿山边坡生态修复中，植被混凝土技术属于新兴技术，可分别从物理、化学和生物学指标3 个方面对技术应用进行控制。1）物理指标。植被混凝土的密度大小应该控制在1.2～1.5 g·cm-3，厚度可以结合实际情况合理确定，孔隙率需要控制在34%～45%，抗压强度应该控制在0.39～0.50 MPa。2）化学指标。为了确保植被能够正常生长，整体的pH 值需要控制在7.2～8.5，有机物、碱解氮、速效磷、速效钾等肥料的含量需分别控制在5～30 g·kg-1、25～70 mg·kg-1、50～300 mg·kg-1和200～500 mg·kg-1范围内，确保植被能够获取足够的养分。3）生物学指标。植被混凝土中主要对微生物的数目、基础土壤呼吸和转化酶有明确要求，合理区间分别为106～107CFU·g-1、2～10 mg·kg-1·d-1、10～20 mg·kg-1·d-1。

另外，植被混凝土还应该具有一定的防冲刷能力和植物生长率指标。完成植被混凝土的喷射工作后，应该能够抵抗年平均2 000 mm 降雨量的冲刷。植被种子的发芽率应该控制在90%以上，待植被生长完成后，对矿山边坡的覆盖率需要超过95%，且整体生长良好。

2 矿山边坡应用植被混凝土新技术的工艺流程

2.1 矿山边坡整理

对矿山边坡上存在的各种杂草、浮土、浮石、落叶、枯枝等进行彻底清理，对不是特别牢靠的岩石进行击落处理。另外，如果矿山边坡上存在明显的凹坑，需要使用水泥砂浆先进行填平处理。

2.2 安装固定复合网、锚钉

按照规划设计的图纸对边坡上的锚钉进行固定安装，在安装网片时按照从上到下的方向进行施工，在铺设加筋网时必须确保处于张紧状态。如果网片需要搭接，则搭接宽度需要超过5 cm，并且通过18#铁丝进行牢固绑扎。地面和复合网片之间的距离需控制在7～8 cm，特殊情况下可以使用支撑物进行支撑，以保障两者之间的间距［4］。

2.3 植被混凝土的喷射

按照设计的混合比例，利用搅拌机对各种原材料进行充分混合后，对植被混凝土进行喷射施工。植被混凝土整体上可以分为基层和表层，厚度分别为7～8 cm 和1～2 cm。基层喷射施工时，混合料中无需加入植物种子，表层喷射施工时，需要按照一定比例添加植被种子。喷射方向要求与边坡面保持垂直，避免出现仰射的现象，对于不容易喷射到的地方需要重点进行喷射，禁止发生漏喷的现象，并且要确保整体喷射的均匀性。

2.4 无纺布覆盖及后期养护

完成植被混凝土的喷射工作以后，需要马上在表层覆盖无纺布，要求无纺布的单位重量为28 g·m-2，这样做可以加速植被种子的发芽生长，提升种子的发芽率。此外还需要喷水养护，确保植被种子始终处于湿润状态，整个周期大约为50 d。在喷水时必须控制喷水的力度，不得使用高压水直接进行喷射，不然会对植被混凝土表面造成冲刷，影响其强度。通常情况下，植被混凝土在完成喷射6 d 以后，就能够抵抗正常雨水的冲刷。

3 矿山边坡生态修复新技术的应用效益

3.1 生态效益

随着我国矿产资源开采力度的不断增加，形成了大量的矿山边坡，对附近的生态环境构成了严重的威胁。通过应用植被混凝土生态修复技术对矿山边坡进行修复，能够很好地防止边坡出现山体滑坡问题。同时，在边坡上种植大量的植被，达到了美观的效果，还可以对周围的生态环境起到一定的调节作用。在进行植被混凝土技术施工时，还会修建配套的排水沟、蓄水池等项目，结合植被本身的蓄水能力，能够有效地改善矿山边坡区域的水土保持能力［5］。综上，矿山边坡生态修复中使用植被混凝土新技术可以起到很好的生态效益。

3.2 经济效益

植被混凝土生态修复新技术与其他的传统矿山边坡修复技术相比较而言，整体的技术难度不高，投资相对更少，并且此项技术后续的维护、维修成本也相对较低，所以可以节省一定的生态环境治理成本。更重要的是，可以充分结合矿山附近区域的气候条件、地形地貌特征种植经济作物，创造一定的经济价值。

4 结语

自党的十八大提出要建设生态文明社会以来，我国不断加大生态文明建设力度，对矿山边坡的治理力度也在不断强化。植被混凝土生态修复技术不仅可以对矿山边坡起到加固的作用，还可以对附近的生态环境进行调节，具有显著的生态效益和一定的经济效益。