热带季风气候下岩石边坡原位生态修复绿色施工技术研究

许洪东

中国葛洲坝集团第一工程有限公司；湖北宜昌443002；

摘要：在水利水电工程大坝建设施工过程中，不可避免地需要开挖山体，这样大坝两岸边坡的原生植被造成极大的破坏，对于施工期和运行期边坡的稳定性存在较大影响，使生态环境更加恶化。随着水电行业飞速发展和生物技术突飞猛进，边坡生态修复工程也相继发展起来。本文以迈湾水利枢纽工程为例，对热带季风气候下岩石边坡原位生态修复绿色施工技术进行了探讨。

前言：

迈湾水利枢纽工程位于南渡江干流中游河段，是南渡江第二个梯级。其坝址位于澄迈与屯昌两县交界处宝岭附近，上游距已建的松涛水库约55km，下游距河口约142km。迈湾水利枢纽的开发任务为以供水和防洪为主，兼顾灌溉和发电的综合利用枢纽工程。本项目研究过程是在主坝边坡上开展的，基于水利工程施工的特殊性，必须在大江截流之前完成边坡的开挖支护，同时还要兼顾施工期环水保的要求。因此需要在满足现场施工进度的情况下快速实现边坡生态修复，提高植草的成活率和覆盖率，达到环保设计标准。本文将从以下几个方面进行研究和分析：

一、迈湾水利枢纽工程施工重点和难点

（1）工程所在地位于海南省中部地区，属于典型的热带季风性气候，终年高温，多年平均气温23.5℃，极端最高气温41.6℃，多年平均日照时数2100h，降水集中在雨季，且降雨量大，季风显著。因此如何保障在高温及降雨时空分布不均匀条件下，岩石边坡上喷播植草成活率是技术控制的重难点。

（2）岩石边坡养分匮乏，微生物、有机质及其他养料含量都很低，且水分蒸发较快，需要通过采取技术措施改善坡面的营养条件及提高蓄水的能力，满足植物生根发芽的需求。

（3）混凝土面上植物生长问题是施工过程中的重难点。根据工程业主方要求，部分岩石坡面在进行喷锚支护后，需要在此基础上进行复绿施工，达到稳定边坡和美观的目的。但混凝土中的水泥为碱性，不仅会破坏了土壤的酸碱性，还会灼烧植物的根系，甚至影响植物地下部分的生长发育（空间受限），导致无法扎根。

二、施工技术实践过程

（1）预埋PVC供水花管浸润灌溉技术

岩石边坡，坡面较陡、易缺水，而且全年气温高，日照时间长，水分蒸发迅速，若是喷播植草后不及时进行灌溉，很容易造成土壤结块，草种发芽及扎根条件困难。为提高植草的成活率，采用预埋PVC 供水花管浸润灌溉技术，即在喷射混合基材前将直径20mm的PVC 供水花管（管身间隔20cm打有小孔用于漏水）用扎丝牢靠固定在镀锌勾花网上面，管道之间间隔1.5m*3m布置，形成供水网络。根据气候特点、土壤保水、植物需水、根系喜气等情况，利用低压管道系统将植物生长所需的水分和养分均匀、缓慢地渗透到基材当中，浸润至植草根部，使坡面处于最佳含水状态。采用这种浸润灌溉技术，能够高度控制基材当中水肥，而且省工节水、灌溉均匀，最大程度保障了植草的发芽率和成活率。

（2）优化型有机厚层基材喷播技术

优化型有机厚层基材喷播技术是采用水浆喷播机将腐殖土、土壤改良剂、稳定剂、有机质、缓释肥、复合肥、粘合剂、保水剂、吸水木粒、植物纤维、植物种子等混合料均匀喷射到挂网处理的岩面上，第一次喷射厚度为6—8cm，再复喷至10cm厚，勾花网上保证有2—4cm基材层。喷射尽可能从正面进行，对凹凸部分及死角部分进行充分喷射，根据边坡岩性及坡体土石特性，调整喷射厚度，如坡面为未风化岩或无裂隙的新鲜岩石，喷射厚度可增至10～15cm，以保证种植有机厚层基材能提供草苗生长的足够营养与水分。同时由于植物纤维、吸水木粒及固化剂的黏合作用，使得混合厚层基材在岩石表面形成具有连续空隙的硬化固结体，很大程度上可以抵抗雨季时暴雨的冲蚀，空隙内部填充着种子、土壤、保水材料以及肥料，为植物根系的延伸生长提供了良好的空间，能够让高陡岩石边坡快速实现生态修复。这种技术具备了三个方面的优点：①改善了高陡岩石边坡的营养成分，提高其蓄水能力，为植物生长提供了必要条件；②优化型有机厚层基材抗雨水冲刷能力显著，适合于热带季风气候降雨集中的特征，而且植被根系延伸空间大，护坡效果好，提高边坡的稳定性；③有机基材具备了孔隙土壤结构，有利于植物根系的呼吸，构建了稳固的植被生态系统。

（3）混凝土喷护面植生条件改善技术

混凝土喷护面上不适合植草生长主要原因是混凝土是碱性，会灼伤植草的根系，不利于地下部分的生长，而且和基材层之间的层间结合不好，抗暴雨冲刷能力弱。经过科研小组的针对性研究，研发混凝土喷护面植生条件改善技术，首先需要在喷混料中加入混凝土绿化添加剂，主要目的在于不改变混凝土强度的情况下，调节其酸碱性，为植物的生长提供条件。其次是在混凝土面上交叉增加抗滑柔性生态棒和方木，将坡面分割成小的单元，并进行糙化处理。生态棒具有抗滑、柔性的特点，不仅能够在凹凸不平的坡面上紧密附着，还能提高厚层基材的稳定性。生态棒主要是采用耐腐蚀、耐磨性、耐老化能力强的合成纤维材料，内部填充质地较轻基材，包括稻壳、枯树叶、锯末、花生壳、保水剂、缓释有机肥等制成，这样不仅可以有效减轻锚杆及勾花网对于坡面的承载力，还可以为植草生长提供更多的养分及水分。生态棒的规格为直径10cm，长度150cm，沿着喷混面等高线水平间距50cm～100cm布设，具体布设方式根据坡面的实际情况灵活调整。此项技术的应用让边坡更加稳固，满足喷混面上植草生长条件，达到了原位生态修复的目标，显著促进工程施工进度。

三、项目施工的创新性

（1）预埋PVC供水花管浸润灌溉技术，由于热带季风气候全年高温，水分蒸发流失迅速，降雨集中在汛期，时空分布极不均匀，因此在边坡植草后必须及时进行灌溉养护，保障草种初期发芽及后期生长所需的水资源。传统的灌溉方式有人工浇水和喷淋，前者需要安排专人负责及配备较长的输水管，后者需要安装专业的喷淋设备，而且由于边坡陡峭，基本上只能进行表面灌溉，无法渗透到厚层基材内部。而采用预埋供水花管的方式，可以通过供水网及管身的孔洞，将水分缓慢、均匀的浸润渗透到基材中的空隙里面，浸润到植草根部，使坡面始终处于最适合其生长的含水状态；同时后期根据需要也可以将一些水溶性肥料和防止病虫害的药物通过供水网络输送给植草，最大程度上保障了植草复绿的成活率。

（2）优化型有机厚层基材喷播技术，通过植物纤维、吸水木粒及固化剂的黏合作用，可以在岩石表面形成带有连续空隙的固结体，提高厚层基材和岩石坡面之间层间结合力，有效地抵抗雨季暴雨的冲蚀；同时空隙也为植草根系的生长延伸提供空间，配合吸水木粒储存水分效果明显。优化型有机厚层基材中含有植草生长所必需的必需的营养成分，能够改善岩石坡面养分匮乏，微生物、有机质及其他养料含量低，水分蒸发快等条件，有利于植草快速成活；相较于普通型基材，其更贴近于天然土壤状态，能够让植草适应生长环境，迅速构建稳固的植被生态系统，提高边坡的稳定性。

（3）通过对混凝土喷护面植生条件改善技术研究，运用混凝土绿化添加剂，有针对性针对性解决混凝土对植草生长的损伤问题；采用稻壳、枯树叶、锯末、花生壳等轻质环保材料制成的抗滑柔性生态棒，达到分割喷混坡面及糙化处理的目的，不仅有效的解决了喷混面上基材层易被降雨冲刷的难题，也为植草生长提供更多的养分和水分，满足了业主方要求的在喷混面上植草复绿的要求。

结语：

本文重点研究了在热带季风气候影响下岩石边坡原位生态修复绿色施工关键技术，通过在岩石坡面挂网后预埋PVC供水花管，在养护期有效进行水分及养分缓慢、均匀的输送，保障了植草的成活率在90%以上；通过采用优化型有机厚层基材，利用植物纤维、吸水木粒及固化剂的黏合作用，在岩石上形成特有的固结体空隙结构，不但能够解决岩石坡面养分匮乏、水分散发块问题，还提高了抵抗雨水冲蚀能力及为植草根系伸展提供空间，迅速构建稳固的生态系统；通过调节混凝土的酸碱性，安装抗滑柔性生态棒，借助经济、轻质、环保的材料，改善了砼护坡面上植生环境，为植草的生长提供了必要的条件，满足业主方的需求，实现了现代文明与生态自然和谐统一。

参考文献：

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