高陡邊坡生態(tài)環(huán)境治理種植槽技術的應用

高陡邊坡生態(tài)環(huán)境治理種植槽技術的應用

1邊坡生物可持續(xù)發(fā)展的工程實踐在當前的采礦和技術活動結束后，高邊坡和陡峭的人工邊坡經常被留下。高陡的人工邊坡裸露在人們的視野中,不僅有礙觀瞻,同時還存在崩塌、滑坡等地質災害隱患。近年來,針對這類邊坡的生態(tài)環(huán)境治理進行了大量的工程實踐,為類似邊坡的地質災害治理及生態(tài)復綠的方案提供了寶貴的經驗及極具價值的工程參數。而種植槽技術的實施則不僅解決了在高陡邊坡上植被不易生長的難題,同時還兼顧了對潛在的地質災害進行治理的問題。2種植槽技術的應用,解決了邊坡治理難題時至今日,有許多較成熟的工藝及工法在邊坡生態(tài)環(huán)境治理實踐中得到廣泛的應用。較常用的方法有錨噴掛網客土噴附、魚鱗坑、臺階降坡復綠等,基本上都取得了成功。大量的廢棄礦山、公路邊坡治理效果良好,地質災害隱患消除了,邊坡上也恢復了生命的綠色。但是,在一些坡度>50°以上的高陡邊坡,若沒有降坡的空間及條件,則噴錨掛網后附土能力極差,植株無法生長;魚鱗坑的開鑿難度大,開鑿后種植效果差。種植槽技術的運用,則較好地解決了上述難題。該技術可以單獨使用,也可以結合其它工法共同作用。3鋼筋混凝土槽土造林種植槽實際上就是在邊坡表面按設計間距打入錨桿,并在坡面外端預留一定的長度,通過預留錨桿段作為載體,在其上構筑鋼筋混凝土槽。在槽內回填耕植土并種植相應的灌木及爬藤等以達到對坡面進行綠化的效果。其中錨桿的作用有二,其一是固定邊坡面上的不穩(wěn)定巖石,其二是支撐鋼筋混凝土槽及其上部回填的耕植土及植株的重力。3.1邊坡錨桿安裝種植槽的配筋斷面如圖1所示。其主要的技術參數如下:(1)錨桿的水平間距為0.5m,在系統(tǒng)防護錨桿(一般間距為2.0m)之間補充構造錨桿以適應其對種植槽的支撐;(2)系統(tǒng)防護錨桿傾角一般為15°～25°,孔徑91mm或110mm,錨桿長度以邊坡上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育狀況及完整性來定,以錨入完整中風化巖石深度4.0m為宜;(3)構造錨桿傾角10°,孔徑50mm,孔深需要根據邊坡上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育狀況及完整性來定,以能承受種植槽等的重力為宜,坡體中錨桿長度一般為0.7～1.5m;(4)錨桿桿體均采用?32HRB335鋼筋,外端預留0.5m,豎向焊接一定長度同種類鋼筋并與種植槽的配筋相連;(5)注漿體強度M20,注漿壓力0.3～0.5MPa,水泥可采用32.5R普通硅酸鹽水泥;(6)在槽底部平行于邊坡設置一排泄水孔,孔徑75mm,間距為3.0m;(7)種植槽采用C25混凝土澆筑。3.2錨桿懸臂梁設計參照《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》(GBJ86-85)第3.3.8局部錨桿抗力驗算公式對種植槽底部錨桿懸臂梁抗力進行驗算,計算如下:K×G≤n×As×fst式中:K——安全系數,根據規(guī)范可取2;G——錨桿承受的重力,即每延米上鋼筋所承受的重力,N;n——錨桿根數;As——單根錨桿桿體的截面積,cm2;fst——水泥砂漿錨桿鋼筋設計抗拉強度,N/cm2,可取29000N/cm2。K×G=2×3000×9.8=58800Nn×As×fst=2×8.0×29000=464000N通過以上計算說明錨桿懸臂梁能滿足要求。根據相關加壓實驗(紹興縣福全鎮(zhèn)大山下石料場生態(tài)環(huán)境綜合治理工程中的加壓試驗)證明,在錨桿懸臂梁(混凝土澆筑體)上再加載650kg以上質量,在設計試驗時間內無變形跡象,能夠承受種植槽及其內覆土、植被的壓力。3.3槽內土土壤條件及技術要點在種植槽內回填耕植土之后即可在槽內種植綠化植株,一般選擇抗旱能力較強的物種,采取上爬、下掛、中部遮掩的方式對種植槽上下范圍內邊坡進行復綠(見圖2)。其要點主要為:(1)該技術可單獨使用,也可結合其它技術綜合應用,視工程效果而定,前提是邊坡必須整體穩(wěn)定;(2)槽內耕植土技術指標為:有機質≥5%,腐植質≥5%,水分(游離水)≥20%,pH值5.5～7.0,細度(≤10mm)≥25%;(3)槽內種植灌木高度不低于1.0m;(4)槽的排距視邊坡情況而定,一般上下垂直距離為8～10m。4使用示例4.1生態(tài)治理邊坡杭州市余杭區(qū)臨平鎮(zhèn)邱山石礦因采石形成了一條長約400m,高90m的巖質邊坡,坡度50°～85°,局部巖體有懸空現象,需要生態(tài)治理的邊坡面積約50000m2。邊坡上巖性為灰白～淺白色,強～中～微風化石英砂巖,局部夾紫紅色薄層泥質粉砂巖。其中強風化巖厚一般0～3.0m,中風化巖石厚度>5.0m。邊坡面上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,邊坡順坡向層面發(fā)育,大部坡面有泥巖夾層分布,構成潛在滑動面。邊坡外側為余杭主城區(qū),分布大量的工廠、學校及居民住宅等。4.2管理方案的制定根據邊坡特點,對其采取綜合治理法進行治理設計,主要有如下方法。(1)減少刷寫機限制清除邊坡表面松散石塊及坡面雜物,確保坡面基本平整,清除落石隱患,局部陡峭部位按坡比1∶1進行削坡。(2)坡面排水系統(tǒng)坡頂設置500mm×500mm漿砌片石截水溝,坡腳設置500mm×500mm磚砌排水溝,坡面排水孔采用?50mmPVC管。(3)間距2.0m錨桿采用?32HRB335鋼筋,錨桿(種植槽)上下垂直排距10m。①系統(tǒng)錨桿為全長粘結型錨桿,水平間距2.0m,傾角25°,錨孔孔徑100mm,總長9.5m,外端預留0.5m;②構造錨桿與系統(tǒng)錨桿一起構成種植槽的支撐體,水平間距0.5m,傾角10°,錨孔孔徑50mm,總長1.25m,外端預留0.5m;③錨桿注漿為M20水泥砂漿,注漿壓力≥0.5MPa,水泥為32.5R普通硅酸鹽水泥。(4)種植槽恢復(5)關閉網絡并向客人展示在種植槽之間的坡面采用掛網、客土噴播方式進行復綠。(6)植物多樣性原則在坡腳部設置一排M7.5漿砌塊石擋渣墻,塊石強度等級不低于MU30,寬度0.8m,高度2.5m。根據植物當地環(huán)境的季節(jié)適應性與周圍環(huán)境的協調性、植物的多樣性等原則,本工程的植株選擇主要有:狗芽根、高羊茅、紫花苜蓿、白三葉、麥冬、多年生黑麥草、結縷草、彎葉畫眉草、夾竹桃、小葉女貞、胡枝子、紫穗槐、爬山虎、常春藤、絡石、黃馨等多種灌、草、藤本植物。該治理工程竣工至今已近5年,目前該邊坡安全狀況良好,坡面植被已恢復90%以上,形成了穩(wěn)定、繁茂的植物群落,工程痕跡越來越淡。該生態(tài)環(huán)境治理工程被作為杭州市同類項目的樣板工程,其治理方法被廣泛推廣應用,在邊坡生態(tài)環(huán)境治理中發(fā)揮著極積的作用。5人工邊坡的種植及鋪設種植槽技術隨著其應用的推廣日趨成熟,其所承載的植株類型與數量主要根據邊坡的坡度及槽的高度來決定。邊坡越陡,槽所容納的耕植土的體積及表面種植區(qū)的寬度就越小,而槽的高度越大,其容量越大,但是其所需要的鋼筋混凝土的量就越大,穩(wěn)定性變差的概率增大,視覺效果越差。因此針對不同的邊坡要綜合考慮各方面的因素來確定槽的尺寸,以安全、美觀、實用為原則。事實證明,種植槽的出現讓很多高陡人工邊坡以更經濟、快速、高效的方式恢復了生命的綠色,重新煥發(fā)出勃勃的生機,具有較好的實用價值。在每一排錨桿上設一排種植槽,以外端預留0.5m長錨桿作為載體,同時在外側豎向焊接0.2m長32HRB335鋼筋,與槽體配筋相連(配筋詳見圖1)并澆筑砼槽。(1)槽內回填耕植土后形成深約1.0～1.3m、寬度0.5～1.0m(因邊坡角度不同而異)的種植區(qū),表部形成約5°向外坡率,底部回填厚度約0.2m的礫石反濾層,每隔3.0m設一排水孔,進口以土工布包裹;(2)在種植槽內設置內外兩條綠化帶,內側間距0.5m種植高約1.2m、樹冠直徑1.2m的矮灌木,外側間距0.3m種植長約0.7～0.8m向下垂掛類植株。寬度較大處可將灌木種在中間,內側則間距0.3m種植爬藤類植株以向上攀爬。(1)掛網:用網孔50mm×50mm的菱形鐵絲網鋪設坡面,釘網的緊固件采用6～8mm的