两种边坡复绿技术在修复高陡石质边坡中的实际应用

俞力军，陈伯翔，陈超，邱月华，王越，陈林敬，吴孙健

［关键词］ 高陡边坡；石质边坡；生态复绿

［摘要］ 随着城市建设的发展和矿山开采的不断增加，出现了越来越多的裸露山体，不仅影响城市和乡村整体景观，还造成水土流失、山体滑坡、泥石流等灾害，严重制约城乡生态文明建设。研究了裸露山体高陡石质边坡的生态防护条件，重点介绍了网片式高陡坡石质山体复绿技术和岩棉孔穴式高陡坡石质山体复绿技术，并以修复江苏省徐州市宕口花园陡坡为例，详细探讨了这两种护坡技术的施工工艺和效果。

［中图分类号］ S157［文献标识码］ B［文章编号］ 1000－0941（2023）06－0029－04

随着城市建设的发展和矿山开采的不断增加，出现了越来越多的裸露山体，不仅影响城市和乡村整体景观，还造成水土流失、山体滑坡、泥石流等灾害，严重制约城乡生态文明建设［1］。裸露山体高陡石质边坡临空面大、卸荷裂隙发育，致使岩土体的原始均衡状态被改变，边坡失稳，尤其是在多种应力，如地震、风化、强降雨等作用下，极易诱发地质灾害。近年来，受热带风暴影响，极端天气频繁发生，加之经济快速发展和人类工程活动的加剧，地质灾害的风险增大[2]，严重威胁当地人民群众的生命财产安全。同时，随着人民生活水平的提高，对生态环境的要求也越来越高，因此对地质环境的治理十分必要。

目前在高陡石质边坡治理工程中，设计理念、施工技术相互之间差异较大，有的存在成本过高、未顾及当地自然条件或最终安全性不够等问题，隐患较多。针对以岩石为主的高陡边坡，杭州市园林绿化股份有限公司在传统治理技术的基础上，结合地质环境调查与地质灾害勘查数据（包括自然地理、气候、水文等，以及腹地狭小、干旱缺水、缺少生长基质等实际条件），充分考虑投资、耗能、稳定性等因素，研究生态复绿相关技术，发明了网片式高陡坡石质山体复绿和岩棉孔穴式高陡坡石质山体复绿这两种边坡复绿技术，将边坡结构稳定与生态环境恢复统一起来，实现了加固表面土體、浅层破碎带和深层岩体，消除地质灾害隐患，最终重建和恢复边坡表面生态系统的目的[3]。

1网片式高陡坡石质山体复绿技术

1.1特点

网片式高陡坡石质山体复绿技术是以植物网片为基础，通过进一步研究形成的新技术，已申请发明专利《一种网片式石质山体复绿装置》（CN216615897U）。该技术在山体边坡的底部设置多个固定在边坡上的种植槽，在山体边坡的中上部设置一个固定在边坡上的植物攀爬底网，每个种植槽中固定设置至少一个植物网片，植物网片的底部与种植槽固定连接，植物网片的上部与植物攀爬底网固定连接。该技术具有以下特点：①结构简单，适用性强，可用于坡度较大的高陡岩质边坡。植物攀爬底网固定于高陡边坡（坡度小于70°）陡立面上，从而建立植物附着的平缓结构，提高植物附着的稳定性。②复绿效果快，施工机械化程度高、效率高，成本相对低，藤本植物选型丰富，后期养护容易，可保障植物的成活率，进而保证生态修复工程的植被覆盖率。

1.2功能

该技术的功能主要通过3个功能结构共同作用来实现：植物网片、生态绿植、储水系统。通过三者的相互作用，不仅能够创造出使藤本植物、草本植物生长的稳定边坡环境，确保边坡植被的生长，还能完全覆盖边坡，避免风吹雨淋的侵蚀，使整个边坡达到稳定状态，形成绿荫边坡景观。具体结构见图1。

（1）植物网片。主要通过植物网片对边坡石质表层形成网状覆盖，并在山体内部钻入锚杆对植物网片加以固定，从而对整个边坡形成连续支撑，使整个装置更紧贴坡面，更好地抑制局部岩土体移动，以进一步减少坡面可能会发生的崩塌、风化剥落等地质灾害行为，为绿植生长提供稳定的基础。另外，植物攀爬底网为钢塑网，网结构还能提高整体的抗冲刷性，并能进一步通过植物的根系缠绕、穿插等作用固定植物本身，大大提高基岩稳定性，减少侵蚀。

（2）生态绿植。绿色植物是生态修复技术的关键所在。考虑到网片的结构特点，在该技术方案中多选择藤本植物为主要布设植物，藤本植物的茎较为柔软且富有韧性，可缠绕于网片上，而后攀石穿缝，最终达到边坡复绿的目的。常用的常绿藤本有飘香藤、三角梅、白花油麻藤、络石藤等，落叶藤本有使君子、红花忍冬、金银花、南蛇藤、京梨猕猴桃等。

（3）储水系统。该技术装置中增加了种植槽，种植槽内部设置有储水层，储水层可将雨水或者灌溉的水储存起来，缓慢持久地为植物生长提供水分。相应地，在边坡顶部还设置有截水槽，截水槽可在降雨时起到截流缓冲作用，防止大量雨水对边坡进行急速冲刷而影响植物生长。储水系统的设置大大减小了该生态复绿技术在养护中的难度，增加了装置整体的连贯性和灵活性，使植物能更好地快速生长、向外延伸，穿插进入网片层和基岩部分，使它们更好地结合在一起，形成稳定的生态护坡系统。

2岩棉孔穴式高陡坡石质山体复绿技术

2.1特点

岩棉孔穴式高陡坡石质山体复绿技术是以岩棉垫块为基础，通过进一步研究形成的新技术，已申请发明专利《一种岩棉孔穴式石质边坡复绿装置》（CN216586596U）。该技术在边坡上交替设置岩棉垫块和泡棉块，岩棉垫块与边坡通过锚杆锚固，泡棉块设置于边坡上的孔中，岩棉垫块和泡棉块上分别设置有种植孔，在种植孔中种植植物。该技术具有以下特点：①结构简单，适用性强。在原有的锚喷支护形式中增加泡棉垫块和岩棉垫块以形成种植孔，用锚杆将种植孔与边坡连接成整体。②植物选择灵活。可根据项目所处地区的地域环境、气候特点及边坡防护要求等，选择抗逆性强、青绿期长、生长迅速的草本植物，也可适当选择小型灌木，可用多种植物自由搭配，形成的植物群落不仅景观效果多样， 俞力军等：两种边坡复绿技术在修复高陡石质边坡中的实际应用还可降低雨水对边坡的侵蚀作用。③岩棉作为植物栽植基质，抗风化能力强、施工难度低，且后期养护管理要求低，是一种优秀的植物生长基质，较客土具有更为明显的优势。

2.2功能

该技术的功能主要通过3个功能结构共同作用来实现：岩棉垫块和泡棉块、生态绿植、集水灌溉系统。通过三者的相互作用，创造出藤本植物、草本植物与岩质边坡之间的稳定环境，同时集水槽可加速边坡植被的生长发育，使植物在边坡上发芽、攀爬、生长，形成天然的绿化缓冲带，而边坡在绿荫的遮蔽下不会受到风雨侵蚀，整体处于稳定状态。具体结构见图2。

（1）岩棉垫块和泡棉块。主要通过在边坡表面钻孔后设置岩棉垫块和泡棉块，形成小型种植基，实现对边坡的绿化。岩棉垫块与边坡通过锚杆锚固，泡棉块设置于边坡上的孔中。锚固使得装置更好地与边坡融合，同时起到支撑边坡的作用，可减少泥土块和石块的局部移动，使边坡环境更加安全、稳定，从而大大减少自然灾害。

（2）生态绿植。生态修复技术中，生态绿植无疑是需要重点考虑的部分。由于该技术采用孔穴绿化作为基本绿化技术，因此大多选择藤本植物、草本植物、小型灌木为主要栽种植物，以适应孔穴的生长环境。常用的草本植物主要有狗牙根、紫花苜蓿、高羊茅、弯叶画眉草等；常用的常绿藤本主要有飘香藤、三角梅、白花油麻藤、络石藤等；常用的落叶藤本主要有使君子、红花忍冬、金银花、南蛇藤、京梨猕猴桃等。

（3）集水灌溉系统。该技术装置中设置了集水坡，且配置了集水槽和集水箱，并通过灌溉管将它们连接起来。灌溉管呈“之”字形，其作用是对整个边坡上的植物进行均匀灌溉。通过设置集水坡和灌溉管，可以将雨水收集起来，在干旱的时候对边坡植物进行灌溉，方便水资源的循环利用，更加节能环保。集水灌溉系统的设置有效降低了该生态复绿技术在养护中的难度，高效率的水土保持会使植物更好地生长，对边坡小环境具有稳定作用。

3工程实例

某高陡石质边坡位于江苏省徐州市，坡脚线长约80 m，坡高约15 m，总体坡角在70°～80°，最大坡度接近90°，坡面陡峭，极不平顺，坡表面风化程度一般（见图3）。设计坡面绿化防护面积640 m2。

3.1治理目的

围绕矿地融合发展，积极创新思路，坚持“矿山治理、生态修复、土地利用、景观打造”四位一体，采用技术可行、经济合理的工程措施提高陡坡的整体稳定性，在不产生重大地质灾害前提下，实现陡峭岩质边坡的快速生态复绿，建立高陡石坡特色生态景观治理模式。

3.2设计原则

（1）在初步地质勘查工作的基础上，遵循“安全适用、技术先进、经济合理、确保安全、保护环境”的设计原则，编制切实可行的边坡治理设计方案。

（2）边坡治理设计方案应降低和减少地质灾害隐患，提高边坡整体稳定性，保障后期土地复垦区域的安全使用。

（3）边坡治理设计方案应综合考虑各方面因素，充分利用现有场地条件，因地制宜，合理布局，为后期工程的运行、管理、维修、养护及观测提供便利。

（4）全过程贯彻动态设计原则，加强施工工程地质调查和监测工作，及时掌握现场施工情况，若确认原设计条件有较大变化，则应及时调整、优化设计方案。

3.3网片式复绿技术施工

3.3.1工艺流程

清理坡面→锚杆孔及排水孔成孔→下锚杆及锚孔灌浆→挂网→固定植物网片→养护。

3.3.2施工工艺

施工工艺类似石壁挂笼法，钢塑网锚固后，通过在岩壁上固定意大利络石网片实现坡面绿化。

（1）清理坡面。施工时先按设计要求削坡，并自上而下清除坡面的松散体。清除后的坡面不得出现大的冲沟或负坡，局部负坡可采用生态袋填平，清除坡面孤石，对不能清除的应采取有效的工程措施保证孤石的长期稳定性，清理后的坡面应平顺，便于挂植物网片和植物攀爬底网。

（2）锚杆孔及排水孔成孔。钻孔直径50 mm，孔倾角误差不应超过1°；钻达设计深度后，不得立即停钻，应稳钻1～2 min；钻孔不宜用水钻打进，应匀速钻进，严格控制钻孔速度，以防钻孔弯曲变形，造成下锚困难。

（3）下锚杆及锚孔灌浆。边坡锚杆采用HRB400Φ18钢筋，锚杆长度800 mm，使用前應进行校直、除锈、除油处理；锚杆入岩500 mm，局部塌陷区先以植生袋填充，以锚杆固定，锚杆采用梅花形布置。灌浆前应高风压清孔；注浆用水泥为普通硅酸盐水泥；骨料宜采用中细砂，粒径不应大于2.5 mm，砂中含泥量按照质量计不大于3%，使用前应过筛；水中不应含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质，以饮用水为宜；砂浆应拌和均匀，一次拌和的砂浆应在初凝前用完；浆体材料强度等级不应低于M30；砂浆压力参考值0.2～0.4 MPa，同时应确保浆体密度；注浆管宜与锚杆同时放入孔内，注浆管到孔底距离50～100 mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出。

（4）挂网。在坡面上铺设植物攀爬底网，植物攀爬底网是钢塑网，并应随坡面起伏而弯曲，必要时需用垫块支撑；网与网的搭接长度不小于100 mm，并绑扎牢固。

（5）固定植物网片。挂网后，借助已有锚杆在坡面设置0.9 m×1.0 m的意大利络石网片，水平间距和竖向间距均为10 cm，网片植物根部用岩棉材料包裹并固定。

（6）养护。①用规格为14 g/m2的无纺布覆盖于植被混凝土的表面，为植物种子能够快速扎根发芽创造生长条件，灌木区域则无须覆盖无纺布。为防止大风使植被倒伏，无纺布应与斜坡紧密接触。②后期养护与管理主要包括植被的水分补给、病虫害防治和局部修复等措施。水分补充主要以喷灌的方式进行，需要注意的是植物在幼苗生长时期须保持充足的水分以供其抽芽生长。若发现病虫害，则须及时防治，否则会导致病虫害蔓延至整体坡面植物。对于施工、养护等其他原因造成的植物局部斑秃现象，应及时进行修复以保证整体复绿的美观。③养护管理期主要分为幼苗养护期和生长期养护期两个阶段，幼苗养护期大致为坡面施工结束后的2个月内，生长期养护期则是施工结束后的第3个月至1 a，具体时间需视植物的种类、数量而定。

3.4岩棉孔穴式复绿技术施工

3.4.1工艺流程

清理坡面→锚杆孔及排水孔成孔→下锚杆及錨孔灌浆→铺设岩棉（植物种植）→养护。

3.4.2施工工艺

利用边坡岩面本身的凹陷或框格梁，将种植有植物的岩棉和泡棉材料锚固在岩面上。可将装有植物的岩棉和泡棉材料直接运输至现场或在现场种植，现场种植的岩棉和泡棉材料可根据现场岩面情况改变形状及栽植的植物。

（1）清理坡面。操作步骤同网片式复绿技术。

（2）锚杆孔及排水孔成孔。操作步骤同网片式复绿技术。

（3）下锚杆及锚孔灌浆。操作步骤同网片式复绿技术。

（4）铺设岩棉和泡棉材料。挂网前，在坡面设置60 cm×60 cm×8 cm的岩棉垫块，岩棉垫块表面开直径8～15 cm的孔，种植孔间距大于10 cm，并种植灌木草种。泡棉垫块与岩棉垫块交替设置，相邻两块岩棉块之间设置有一个或者多个泡棉块，泡棉块尺寸不定，可根据植物种类进行改变。

（5）养护。养护要点同网片式复绿技术。

4工程实施效果

山体边坡在绿化前的情况见图4，绿化3个月后的效果见图5。同施工前的裸露边坡相比，施工3个月后的边坡植被生长较为茂盛。根据坡体实际情况交替使用网片式复绿和孔穴式岩棉复绿技术，保证了藤本植物与草本植物各自独立生长，边坡上的草本植物和藤本植物互不影响，生长繁茂。对边坡上生长的植物进行调研分析，结果显示：植被覆盖率超过72%，植物种类为15种，大部分为播种的草本植物和藤本植物，除此以外还自然生长了铁角蕨、薹草、唐松草等当地常见的藤本、草本植物。这说明该边坡的生态环境适合自然植被生长，加快了植物的自然演替过程，增加了生态系统的稳定性。

5结语

高陡石质边坡生态复绿技术主要运用于坡度70°以内的较陡边坡，因该类石质边坡难以提供植物生长的适宜环境。上述技术在已有的边坡防护技术上进行了创新，解决了工程中的实际问题，相较于同类型的其他技术有着更为突出的复绿效果，能使怪石嶙峋的陡坡快速见绿，对高陡石质边坡的治理具有重要参考价值。

[参考文献]

[1] JACKSON R B，CANADELL J，EHLERINGER J R，et al.A global analysis of root distributions for terrestrial biomes[J].Oecologia，1996，108（3）：389-411.

[2] 李予红，赵金召，张万河，等.露天矿山高陡岩质边坡生态修复技术研究现状与发展趋势[J].河北地质大学学报，2021，44（3）：82-86.

[3] 隋明昊.岩质高陡边坡锚杆-土工网垫喷播植草生态护坡结构稳定性研究[D].青岛：青岛理工大学，2012：11-12.

［作者简介］ 俞力军（1970—），男，浙江杭州人，工程师，主要从事森林公园生态保护和开发利用工作；通信作者邱月华（1996—），女，浙江湖州人，工程师，硕士，从事生态修复技术研究工作。

［收稿日期］ 2022-10-22

（责任编辑徐素霞）