劉玉華
【摘 要】通過試驗對客土噴播類基質(zhì)進行團?;牧技夹g(shù)研究,確定適合于石英質(zhì)砂巖型邊坡治理的基質(zhì)配比,并通過實際工程來驗證后的基質(zhì)配比的可靠性及可行性。
【關(guān)鍵詞】客土噴播;團?;?;礦山治理
1. 前言
(1)邊坡綠化行業(yè)出現(xiàn)的時間不長,技術(shù)方法卻比較多,如:客土噴播技術(shù)、TBS技術(shù)、厚層基材技術(shù)、植被混凝土技術(shù)、噴混植生技術(shù)等等。但是其基本原理都利用噴射機將有機基質(zhì)噴射到坡面上,有機基質(zhì)在壓力的作用下與坡面緊密結(jié)合,形成一層可供植物生長發(fā)育的基質(zhì)層。該技術(shù)各自命名的基準是根據(jù)其基質(zhì)配方而定??屯羾姴ァBS及厚層噴射基質(zhì)附著性一般,在石英砂巖型礦山巖面上噴射的基質(zhì)受雨水沖刷易脫落,南方多雨水,此工藝在石英砂巖礦山治理中很難達到預(yù)期效果。植被混凝土技術(shù)及噴混植生技術(shù)都是指在基質(zhì)里加入一定比例的水泥及特制添加劑,在一定程度上加大了基質(zhì)與坡面的附著力,但是由于加入水泥,導(dǎo)致基質(zhì)堿性偏高,喬、灌木無法生存,草本成活后卻需要細致的養(yǎng)護,且易退化,后期養(yǎng)護成本過高,在礦山治理中不經(jīng)濟。
(2)針對此問題,筆者結(jié)合多年礦山地質(zhì)環(huán)境治理的施工經(jīng)驗及實驗室分析,探討適用于石英砂巖質(zhì)坡面的噴播基質(zhì)結(jié)構(gòu)團?;牧技夹g(shù)。
2. 基質(zhì)分析
對比常規(guī)下普通客土類基質(zhì)及含水泥類基質(zhì)客土配方,并通過室內(nèi)實驗分析出其化學(xué)結(jié)構(gòu)(見表1、表2)。
3. 實驗添加劑對基質(zhì)的影響分析
普通客土基質(zhì)中粘合劑又分為乳化瀝青及合成樹脂兩種,筆者通過大量實驗將采用聚丙烯酸鉀作為粘結(jié)劑及吸水樹脂作為吸水劑,并通過實驗來調(diào)整其用量。最終使得噴播基質(zhì)結(jié)構(gòu)團粒化,使其抗侵蝕能力增強,增加孔隙度,維持良好的滲透性及透氣性,并通過調(diào)整成分測試其最佳配比量(見表3)。
3.1 聚丙烯酸鉀對基質(zhì)功能影響測試。
(1)本次實驗?zāi)M自然降水通過增加聚丙烯酸鉀用量來測定降水對基質(zhì)侵蝕量的影響(見圖1)。 從實驗數(shù)據(jù)可以看出,聚丙烯酸鉀用量增加到一定程度后,基質(zhì)抗侵蝕能力并未能隨之增強,理論最佳聚丙烯酸鉀用量為110g/m3。
圖2(2)本次實驗?zāi)M通過增加聚丙烯酸鉀用量來測定基質(zhì)中穩(wěn)定團粒含量的影響(見圖2)。 從實驗數(shù)據(jù)可以看出,聚丙烯酸鉀用量增加到一定程度后,基質(zhì)中穩(wěn)定團粒含量并未能隨之增強,理論最佳聚丙烯酸鉀用量為120g/m3。
(3)本次實驗?zāi)M通過增加聚丙烯酸鉀用量來測定基質(zhì)中孔隙度的影響(見圖3)。 從實驗數(shù)據(jù)可以看出,聚丙烯酸鉀用量增加到一定程度后,基質(zhì)中孔隙度并未能隨之增強,理論最佳聚丙烯酸鉀用量為110g/m3。
(1)本次實驗?zāi)M通過增加吸水樹脂用量來測定基質(zhì)中飽和水含量的影響(見圖4)。 從實驗數(shù)據(jù)可以,看出吸水樹脂用量增加到一定程度后,基質(zhì)中飽和含水量并未能隨之增強,理論最佳吸水樹脂用量為1000g/m3。
(2)本次實驗?zāi)M通過增加吸水樹脂用量來測定基質(zhì)中最大有效含水量的影響(見圖5)。 從實驗數(shù)據(jù)可以看出,吸水樹脂用量增加到一定程度后,基質(zhì)中最大有效含水量含量并未能隨之增強,理論最佳吸水樹脂用量為1000g/m3。
3.3 實驗后的配比:根據(jù)實驗確定噴播基質(zhì)團?;蟮呐浔葹樯叭劳?.40m3,纖維40Kg,有機肥3Kg,水50L,聚丙烯酸鉀110g,吸水樹脂1000g。
噴播基質(zhì)團?;牧己竽苡行Ы鉀Q一般類基質(zhì)附著性差、團粒性差的缺點,又不改變基質(zhì)的PH值。
4. 工程應(yīng)用
仁莊廢棄露采礦山原為建筑用石英砂巖礦山,自2004關(guān)閉后,一直未進行相應(yīng)的治理工程,開采高差達93m,開采坡度近70°,地層主要為志留系茅山砂巖(Sm1-2),為典型的蘇南太湖地區(qū)的巖質(zhì)邊坡。該工程自2009年開工建設(shè),至2010年9月已完成削坡工程,共設(shè)4個平臺,每級邊坡高度約20m,坡度50°,坡面綠化采用掛網(wǎng)客土噴播。噴播基質(zhì)采用了實驗后的配比值,草種有狗牙根、黑麥草、火棘、刺槐、胡枝子。本次施工初次噴射基質(zhì)厚度為15cm,第二次噴射基質(zhì)(含草種)厚度為4cm,并采用人工扦插小葉女貞苗(為了保證冬季綠化效果和檢驗基質(zhì)的PH值對灌木的影響情況),密度為3株/m2。隨后進入初期養(yǎng)護階段。初期養(yǎng)護是很重要的環(huán)節(jié),需檢查基質(zhì)保持和草種發(fā)芽情況,并需即使補噴。在施工結(jié)束3個月后,基質(zhì)均無流失現(xiàn)象,坡面綠化覆蓋率為100%,均為前期草本,刺槐出芽率超過95%,小葉女貞成活率也達95%以上。施工結(jié)束6個月后,基質(zhì)均無流失現(xiàn)象,草本經(jīng)過冬天退化,覆蓋率為90%左右,成活的小葉女貞無枯死現(xiàn)象,刺槐已達40~60cm,但密度過大,此階段需減少刺槐的密度,為了給小葉女貞的成長空間,本工程養(yǎng)護期刺槐密度僅保留了2株/m2。后期未進行人工澆溉,施工結(jié)束2年后,坡面基質(zhì)保持率仍在90%以上,此時草本已退化至50%左右,小葉女貞(株高達50cm左右)及刺槐(株高達2m左右)的覆蓋率已達85%以上,坡面實現(xiàn)了四季常綠的效果,而且完全可進入自然生態(tài)系統(tǒng)。
5. 結(jié)語
(1)近年來的實踐經(jīng)驗來看,噴播基質(zhì)團?;牧己竽苡行岣呋|(zhì)附著性和含水性,能有效解決蘇南太湖地區(qū)石英砂巖型巖質(zhì)邊坡養(yǎng)分貧瘠的特性,為噴播初期的草本及后期的喬灌木的生長提供足夠養(yǎng)分,并縮短了人工養(yǎng)護的時間,大大節(jié)約了成本。
(2)噴播基質(zhì)團粒化改良并不改變基質(zhì)的PH值,能為喬灌木提供良好的生長環(huán)境,由于基質(zhì)附著性得到大幅提高,喬灌木根系有足夠的時間長入砂巖的裂隙中,也保證一定時期后當植物群落演替能取代噴播植被,使得邊坡覆綠效果更穩(wěn)定,更自然。