贺 欢

（湖南省地质调查院，湖南 长沙 410000）

随着社会经济、基础设施的高速发展，自然环境的变化或人为因素的影响导致水土流失面积扩张，其中大部分为边坡水土流失，大强度的水土流失，不仅破坏生态景观且极易诱导地质灾害的发生，危及基础设施及人们的正常生活和生命财产安全，对社会经济的可持续发展构成严重威胁。现边坡防护技术形式多样，如削坡减载、抗滑桩、锚喷支护、锚杆格构梁、挡土墙、喷射植被混凝土、防护网等。谭家山矿区因区内矿业活动，大量开采风化砂岩矿，形成多处露天采矿场，边坡裸露面积大，岩体较破碎，坡台纵横，坡面不规则，水土流失严重，造成了自然景观的严重破坏。本文就谈谈露天采矿场边坡治理方法及成效[1，2]。

1 工程概况

谭家山煤矿区生态保护修复区隶属湖南省湘潭县境内，地理坐标为东经112°56′15″～112°59′9.5″，北纬27°40′00″～27°41′45″。范围区整体呈不规则椭圆状，南北宽约5.5km，东西长约7.8km，面积17.77km2。

工作区属雪峰山余脉向滨湖平原过渡的丘(陵)岗(地)地貌，地势西南高、东北低，自南西向北东呈梯状降低，地降平缓，但局部起伏大。最高点海拔为162.5m，最低点海拔为54.51m，沟谷地带一般低于100m。区内山丘整体沿南西—北东方向延伸，丘顶浑圆，坡度一般为5°～15°，植被发育，多为灌木蒿草，覆盖率80%以上。

区内矿业活动遗留下来的露天采矿场有占用破坏土地资源的现象，占用的土地类型以林地为主。露天采矿场为采风化砂岩矿所致，高度4m～30m不等，采矿场边坡裸露面积大，岩体较破碎，坡台纵横，坡面不规则，水土流失严重，造成了自然景观的严重破损，并危及基础设施及人们的正常生活和生命财产安全。根据设计要求，对区内22处露天采矿场进行治理，通过削坡减载工程、锚杆格构梁工程、挡土墙工程、截排水沟工程、加筋麦克垫挂网喷坡工程、植被混凝土工程、植生袋、撒播草籽及植树造林等工程消除露天采矿场边坡安全隐患，恢复植被覆盖，并与周边环境相融合，以达到保持水土、涵养水源、调节气候、减少污染等生态效益。

2 锚杆格构梁治理方法

锚杆格构梁是一种将格构梁与锚固工程相结合形成的支档结构，它通过锚杆及钢筋混凝土格构梁在边坡上形成骨架，既能保证边坡深层加固又可兼顾浅层护坡，对边坡起到稳定性作用并且增强边坡的整体性，是治理边坡的一种常见的有效的措施，具有布置灵活、结构形式多样、治理效果好等优点，格构内可进行植草绿化、铺设植生袋绿化、挂网、填砌等方式进行防护。湘潭市谭家山煤矿区生态修复工程锚杆钻孔孔径为110mm，钻孔孔深6m～9m，锚杆筋为HRB400 28螺纹钢筋，浆液强度M30，格构梁截面尺寸400mm×400mm。

2.1 锚杆格构梁的主要施工工艺流程

锚杆格构梁的施工工艺流程一般为：测量放线→坡面修整→锚孔定位→钻机就位→钻进成孔→钻孔清孔→锚杆制作及安装→锚固注浆→格构梁基槽开挖→模板安装→格构梁钢筋制作安装及锚杆头制作安装→浇筑混凝土→模板拆除→格构内填充、防护→养护。

2.2 锚杆格构梁的主要施工方法及质量控制措施

（1）成孔方式。基于工程特点及地层岩性，采用110mm潜孔钻机冲击成孔，采用风动干钻。

（2）锚杆制安。锚杆钢筋放入锚孔前应检查钢筋质量与长度，钢筋长必须与孔深相符。安放时要防止杆体弯曲、扭压，不得损坏注浆管和对中支架。钢筋插入深度不少于锚杆设计长度的98%。

（3）锚固注浆。注浆采用孔底注浆法二次注浆，注浆材料采用水灰比0.38～0.5的M30水泥浆。水泥浆材料采用PO42.5普通硅酸盐水泥制作，为保证浆液的流动性加入适量的高效减水剂。待浆液强度达到龄期后，对锚杆抗拔力进行检测，实验锚杆经检测后不能再作为工作锚杆使用。

（4）格构梁基槽开挖。格构梁的截面尺寸不小于设计值，浇筑框架之前要对坡面整平，框架下的坡面不能欠挖，对于超挖处直接用砼浇筑。

（5）模板制安。支模时，要确保格构梁设计宽度，确保钢筋的保护层厚度，现浇结构模板安装轴线位置偏差不超过10mm，截面内部尺寸偏差不大于±10mm，相邻两面板高差不大于2mm，表面平整度偏差不大于5mm。

（6）钢筋制安。受力钢筋的混凝土保护层厚度为3cm～5cm，在绑扎和支撑过程中，钢筋笼底部和侧面设置垫块。钢筋的交叉点必须按规定用钢丝绑扎牢固、位置准确，钢筋接头同一平面内不超过50%。

（7）混凝土浇筑。砼格构梁采取一次浇筑成型，浇筑混凝土时，采用插入式振动器振捣，振动棒与砼表面垂直振捣，振捣时“快插慢拔”，保证混凝土振捣均匀及密实。

（8）格构梁内部填充。格构梁内部采用植生袋填充，袋内装干土，从下至上堆码，堆码整齐，表面人工拍平整。并及时进行补漏及被吹开破坏的无纺布进行添补，喷播高效肥，喷施农药、预防病虫害等。

表1 植被混凝土喷播基层的基材配比情况

3 植被混凝土治理方法

植被混凝土生态修复技术适用于坡度45°～85°高阧边坡，利用客土掺混粘结剂等介质和锚固铁丝网技术，将种植土、CBS植被混凝土绿化添加剂、植物种子、肥料、有机质等按照比例混合好喷射到边坡上，从而达到抗冲刷、保持水土、恢复植被、美化环境的效果。湘潭市谭家山煤矿区生态修复工程设计为10cm厚植被混凝土喷坡，基层8cm，面层2cm，网面采用14#镀锌勾花铁丝网与HRB400 18锚钉进行固定，坡面设置抗滑营养棒增加抗滑阻力及提供缓释营养成分。

3.1 植被混凝土的主要施工工艺流程

植被混凝土的施工工艺流程一般为：测量放线→坡面修整→锚钉施工→抗滑营养棒制作安装→铁丝网铺设→基材混合物拌制→喷射植被混凝土基层→喷射植被混凝土面层→养护。

3.2 植被混凝土的主要施工方法及质量控制措施

（1）坡面修整。按坡比要求从上至下进行削坡处理，机械修坡后采用人工从上至下清除坡面杂草、杂物、浮土等，达到作业面平整、干净，保证基材混合物与坡面紧密连接，作业面平整度土坡不超过±100mm、软岩不超过±200mm、硬岩不超过±350。

（2）锚钉施工。坡面锚钉为HRB400 18螺纹钢筋，外露长度10cm，间距1m，梅花状形式布置，采用风凿成孔，进行灌浆处理，确保锚钉的牢固性及抗腐蚀。坡体顶部进行加密布置，保证顶部稳定。

（3）抗滑营养棒制作及安装。抗滑营养棒采用聚丙烯PP纤维袋，紧贴坡面铺挂，采用Ф10的U型钉固定，U型钉长度30cm，间距100cm。生态棒内填充种植土、长效缓释剂、抗旱保水剂、绿化专用B菌、生根粉、腐殖质等。

（4）铁丝网铺设。铁丝网采用14#镀锌勾花铁丝网，安装时网片拉紧，网间间距搭接长度不小于5cm，每隔一定的距离用铁丝扎紧，在锚钉处用18#铁丝绑接牢固。与坡面距离保持7cm，否则用垫块进行支撑。

（5）基材拌制。植被混凝土基材主要由种植土、水泥、有机质、植被混凝土绿化添加剂A、B菌混合组合。种植土选择谭家山本地的地表土壤风干粉碎过筛而成，土壤中砂粒含量不超过5%，最大粒径小于8mm，含水量不超过20%；水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥，腐殖质采用稻壳、秸秆、稻草的粉碎物自然发酵，植被混凝土绿化添加剂A、B菌采用国家知识产权局授权的专利产品，草籽采用紫穗槐、多花木兰、小叶胡枝子、银合欢、马鞭、高羊茅、黑麦草、狗牙根等按比例配置，喷播基层的基材配比按下表配置。

（6）喷射植被混凝土。植被混凝土基层分为两次进行喷射，第一层为基层，厚度8cm，第二层为植生面层，厚度为2cm。均采用一体液力车进行湿式喷播。

喷播前对坡面进行湿润处理，然后进行试喷试验，试喷调节水灰比后再进行基层喷播施工，喷射时先送风、后开机、再给料，喷射时喷嘴距坡面距离控制在0.6～1.0之间，垂直于坡面进行喷射，喷射时，喷射头压力不能小于0.1Mpa且要需喷凹陷部分再喷凸出部分，以保证坡面平整度。基层喷射结束后8h以内进行面层的喷射，面层喷射前，需对基层进行洒水湿润保证基层与面层的粘结，面层喷播时必须近距离进行喷播，以保证草籽播撒的均匀性。

（7）养护。为保证种子的发芽率，喷播完成后采用无纺布从上至下进行覆盖。

植被混凝土养护作业主要包括了水分、肥料以及病虫害的防止三个方面的内容。喷播完成后应进行60天的苗期养护管理，并每两周对坡面植被生长情况进行检查，对生长明显不均匀的位置进行补播。

4 治理成效

目前，谭家山煤矿区生态修复边坡治理工程已经完成，露天采矿场边坡安全隐患已消除，锚杆格构梁未出现位移变形等现象，格构梁中填充的植生袋草籽已发芽生长，植被混凝土基质无流失现象，收缩裂缝较少，边坡草籽已经发芽，植被覆盖率基本达到了要求，从效果看，已经达到了生态修复的目的。通过本次治理，露采坑周边区域的生态环境都将得到有效的提升，水土流失现象得到有效的治理。治理成效对比见图1、图2。

图1 治理前原始地貌

图2 治理后（两个月）

5 结语

在今后的生态修复工程或地质灾害治理工程中，经常会遇到边坡，传统的边坡治理技术治理效果显著但具有一定的局限性，而生态植生袋、植被混凝土技术工艺简单、适用范围广、后期维护成本低。将传统的边坡治理技术与生态修复技术相结合综合治理边坡既可消除地质灾害隐患又可达到保持水土、涵养水源、恢复植被、调节气候、减少污染、改善景观、保护环境的目的，综合效益显著，应用前景十分广阔。