繁昌縣峨山頭廢棄礦山的生態復綠技術

陳 雷 王 鐵 楊家富 歐 哲 鄒 明

(1.宏大國源(蕪湖)資源環境治理有限公司;2.廣東宏大爆破股份有限公司)

繁昌縣位于安徽省蕪湖市西南部，該地區自然資源豐富，繁昌縣峨山鎮峨山頭礦山的開采為當地經濟發展做出了很大的貢獻，但是由于施工條件和其他原因的限制，開采時沒有合理規劃和保護，多年來的露天開采使自然環境受到了嚴重的破壞，給礦區的環境帶來了極大的安全隱患及諸多的不利影響，礦山關閉后急需對該廢棄礦山進行治理。為了使該地區的植被得到恢復，針對該礦區的氣候、地質和立地條件，采取高次團粒噴播和平臺復綠法，對礦區進行生態復綠，為以后的生態復綠工程提供了借鑒。

1 項目概況

安徽省蕪湖市繁昌縣峨山鎮峨山頭廢棄礦山位于繁昌縣城馬仁山路南端東側，緊臨峨山頭。地處長江南岸，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，氣候溫和濕潤，光照充足，雨量適中。治理區總占地面積約115684 m2，為南、北兩個獨立的采石場(見圖1)，包括露采邊坡及廢棄地。項目區及周邊主要賦存孔隙水和基巖裂隙水兩類地下水，排泄方式主要為地表徑流及裂隙滲透。項目區邊坡巖體主要為較堅硬～堅硬的層狀碳酸鹽巖組，巖性主要為南陵湖組泥晶灰巖，薄層～中層狀結構，裂隙較稀疏。項目區土體主要為松散的黏土、砂礫石層和碎渣土。

圖1 治理區邊坡全景

2 施工技術難點

2.1 地質災害隱患

據野外調查發現，治理區存在兩處崩塌，崩塌1位于邊坡中段(圖2)，崩塌方量約10 m3，崩塌體主要為塊狀巖石，直徑為0.5～1.0 m;崩塌2位于邊坡北段(圖3)，崩塌方量約8 m3，坡腳崩塌體呈片狀。兩處崩塌均為小型規模。

圖2 邊坡中段狀況(崩塌1)

圖3 邊坡北段狀況(崩塌2)

2.2 惡劣的地質條件

本工程山體坡度較大，采石場整體坡度為55°～70°，局部陡立甚至反坡，坡面基巖裸露，植被零星發育，水土流失嚴重，立地條件差，原有地形地貌景觀和植被環境遭到很大破壞。

2.3 復雜的周邊環境

治理區緊鄰鳳峨全景和鑫山家園小區(常住居民3000人)，施工過程中造成的噪音和大氣污染可能會存在擾民的情況，給施工帶來了一定的難度。

3 生態復綠技術分析

3.1 生態復綠技術選擇

利用礦區自身資源優勢，以改善生態環境及視覺景觀為目標，提升整個礦山關閉后自然生態環境的價值品位。遵循自然規律和經濟規律，因地制宜、適地適樹，選擇適合于繁昌地區生長的鄉土樹種，同時考慮樹種的生態習性、立地條件及觀賞價值，進行合理布局。

結合礦區的氣候、地質和立地條件，礦區邊坡修復采用國內先進的高次團粒噴播技術，采取“喬、灌、草結合”的方法，噴播區以噴播植物種子為主，植物配置立足于其生理生態特性，構建植物配置的多層次結構，豐富物種多樣性，提高景觀效果。噴播植物選用適應繁昌氣候和土壤條件，抗旱性、抗寒性、抗熱性、抗貧瘠性及抗病蟲性強，耐粗放管理并能產生適量的種子;植物選配宜冷暖季草種相結合，草本與灌木相結合，一年生與多年生相結合。高次團粒噴播可有效解決礦區地質災害隱患、地質條件惡劣及周邊環境復雜這3個技術難點。礦區平臺綠化采取平臺復綠法，在坡腳廢棄地種植喬木、灌木和藤本植物，建立立體植被體系，豐富整治區植被生物多樣性，營造良好景觀質量，達到整體綠化效果。

3.2 高次團粒噴播

3.2.1 技術原理

高次團粒噴播技術適用于巖質和土質邊坡、貧瘠山地酸堿性土壤和裸露巖面。在噴播時會發生“團?；狈磻?，形成具有“團粒結構”的土壤培養基，噴播后發生疏水反應，黏結力極強的土壤培養基會牢固地吸附于坡面上，能抵抗雨蝕和風蝕，防止水土流失。采用“濕式噴播”的方式進行施工，混合后的泥狀基材呈流動狀，不使用空氣壓縮機。

3.2.2 技術優勢

①噴播后土壤培養基的水土保持能力強，噴播后坡面無需任何覆蓋物，可培育幼芽生長緩慢的木本植物，可解決礦山水土流失嚴重的問題;②飽和吸水時基質重量輕，降低了坡地結構的荷載，避免噴播材質過重而剝落，能有效解決邊坡坡度過陡而導致基材脫落的情況;③基質滲水性強，可有效避免礦山淤積危害;④純有機栽培基質，理化指標穩定，植物長久栽培無需換土，能降低礦山修復成本;⑤基質的多孔性極大地促進了植物根系的生長和發育，對樹木有著極好的固定作用，同時防止樹木主根對建筑結構的破壞，能最大程度地恢復礦山邊坡的植被;⑥潔凈無異味，施工簡單，養護方便，降低了施工難度。

3.3 平臺綠化法

利用藤本植物、灌木叢、喬木樹群和山體相結合，形成喬、灌、藤立體結構，樹種選擇應注意常綠樹種與落葉樹種搭配，生態樹種與綠化樹種結合，鄉土樹種與園林樹種融合，按照形式美的構圖思路，既能體現樹木群體美，又能烘托樹木個體美，在平臺營造一個生態型森林藝術景觀。

4 施工工藝

高次團粒噴播(濕噴)施工工藝流程:坡面處理—鋪網和釘網—噴播—養護管理;平臺復綠法:種植土回填—施肥—澆水—苗木種植—養護管理。

4.1 坡面處理

采用人工風鎬和機械相結合的方法，清除表面松散塊石及雜物，確保坡面平整。光滑巖面需通過加密錨桿或挖掘橫溝等進行加糙處理，防止基材下滑(圖4)。

圖4 邊坡坡面處理

4.2 鋪網和釘網

(1)采用鍍鋅鐵絲網，選14#鐵絲，網孔4 cm×4 cm，網寬200 cm。將鍍鋅鐵絲網向坡頂上方延伸60 cm以上，用錨釘固定，回土壓實，自上而下掛網，用火燒絲將其綁扎牢固，網面和坡面間保持3～4 cm的空隙。

(2)較陡坡面上坡頂線每米設置1根主錨桿，主錨桿采用φ16 mm鋼筋，與鐵絲牢固連接。巖面上按2 m×2 m設置，局部裂隙較多巖面按1.5 m×1.5 m設置。

(3)其他錨釘采用“L”型 φ6～φ8 mm 鋼筋，按間距50 cm×50 cm設置。在鋪面網搭接處布置一行間距1 m的“L”型錨釘，在坡面其他位置，每平方米不少于5個“L”型錨釘，呈梅花形布置?！癓”型錨釘嵌入巖體深度不小于5 cm，空隙處用水泥注漿。

(4)對于覆蓋層較厚的非巖質邊坡，采用長250～300 mm或更長的T型竹釘緊固，每平方米設置不少于8個竹釘(可根據邊坡覆蓋層厚度等實際情況作相應調整)。具體施工見圖5。

圖5 邊坡鋪網和釘網

4.3 噴 播

使用專門的設備進行噴播，該設備有兩個攪拌倉(基材倉和團粒劑倉)和能夠發生“團粒反應”的特制噴槍，通過特定的施工工藝制備適合于本地區氣候特點的土壤培養基，并將這種土壤培養基噴薄到坡面上。該培養基具有高次團粒結構，非常適合植物生長，其材料配比見表1，高次團粒噴播施工見圖6和圖7。

表1 高次團粒配比材料

圖6 高次團粒噴播

圖7 基質噴播

4.4 平臺綠化法

4.4.1 種植土回填、施肥及澆水

對坡腳廢棄地進行挖高填低，利用挖掘殘丘等產生的土石方回填至廢棄地低洼處，并對場地進行平整。種植土宜選取鄉土(耕植土或山土)，土壤pH值一般為5.5～8.5、含鹽量不大于0.3%、富含有機腐殖質，并在土中加入適量的有機肥、緩釋復合肥，種植土回填厚度約0.6 m，回填的種植土需澆一定量水，土層自然沉降，結合人工干擾加固。土壤自然沉實后土面基本平整，排水坡度基本恰當，無明顯的低洼和積水處。土壤中無明顯的石礫、瓦礫等雜物。

4.4.2 苗木種植

爬山虎、常春藤、迎春及黃馨相間種植，種植間距0.1 m;距離坡腳0.5 m向外種植2排山竹，株行距均為0.2 m;距離坡腳1.0 m向外紫葉李和香樟相間種植，株行距均為1.0 m。紫葉李，胸徑4.0～5.0 cm;香樟，胸徑4.0～5.0 cm;山竹，胸徑2.0 cm;藤本:包括爬山虎、常春藤、迎春及黃馨，長度1.0 m。

4.5 植被養護管理

4.5.1 高次團粒噴播區的養護

在草籽萌發前期，應根據土壤濕度的變化多澆水，保證種子萌發所需水分，在種子發芽后，根據發芽情況適當澆水至其自然生長，形成穩定的生物群落。至此，養護工作基本完成，定期清除雜草，同時注意防治病蟲害，養護施工見圖8。

圖8 邊坡植被養護

4.5.2 平臺種植區的養護

根據繁昌氣候特點，3—6月和9—11月是對樹木澆水的關鍵時期。新植樹木在連續3 a內都應充足澆水，同時做好修剪、施肥和除草工作。

5 項目治理成果

5.1 治理效果

本工程生態復綠施工已1 a，坡面上已形成與當地植被混交的植物群落(圖9)，達到坡面上的植被與周圍山體混為一體，坡面穩定，綠化效果良好。目前，該項目邊坡復綠工作已進入后期養護階段，平臺復綠施工正在進行，結束后即可進行項目整體竣工驗收，整個廢棄礦山將恢復原始生態，營造出適宜植物生長的生態環境。

圖9 礦山邊坡修復后景觀

5.2 經濟效益

該項目消除了該地區的地質災害，實現治理區生態復綠，坑底礦山廢棄地經修復后，可恢復7.13 hm2建設用地，預期可獲得8000萬元土地收益，既彌補了廢棄礦山地質環境治理所需的資金，也使閑置的土地資源得到了充分利用。項目采用了新技術，直接在高陡邊坡上完成坡面復綠工程，避免在對高陡邊坡采用普通噴播前所進行的削坡降坡工程，在不影響治理效果的前提下，節約了約1000萬元的工程費用。

5.3 社會效益

該項目取得了顯著的社會效益，安徽省委宣傳部將其定位為“又一個小崗村”，同時受到中央組織部領導、國家林業局領導、部分外省市領導、周邊縣市相關部門的高度評價，是廢棄礦山環境治理工程項目的示范工程。

6 結論

(1)該項目消除了礦區的地質災害隱患，克服了地質條件惡劣的困難，礦區水土流失問題得到了解決，在不影響周邊居民生活的情況下，完成了整個項目的施工。

(2)采取國內較為先進的高次團粒噴播對礦山邊坡進行生態復綠，使具有“團粒結構”的土壤培養基牢固吸附于坡面上，能抵抗風雨的侵蝕，防止水土流失;平臺復綠法以“喬、灌、藤”和山體相結合為原則，意在礦區坡腳廢棄地營造一個生態型森林景觀。

(3)高次團粒的噴播工藝流程為:坡面處理—鋪網和釘網—噴播—養護管理;平臺復綠法工藝流程為:種植土回填—施肥—澆水—苗木種植—養護管理。

(4)該項目治理效果良好，坡面上形成了與當地植被混交的植物群落，也取得了顯著的經濟效益，土地復墾可使閑置土地得到充分利用，社會效益也很明顯，被媒體譽為環境治理的示范工程。