煤矸石边坡生态防护施工技术研究.pdf

学术论坛 / A c a d e m i c F o r u m 煤矸石边坡生态防护施工技术研究 刘益芳，易 文 ，眭子凡 中南林业科技大学土木工程学院，湖 南 长 沙 410018 摘要以娄底市龙琅高速煤矸石边坡防护工程为案例，提出了利用生态技术对煤矸石边坡进行防护，并对娄底 的地质进行了调查，针对娄底边坡情况提出了对应的施工方案，并调查了所改造的效果。结果表明生态系统 能够自我维护，边坡稳定性有明显地加强。高速公路边坡防护工程的目的是在提高边坡稳定性及安全性，并结 合防护措施及当地自然环境采用植被防护恢复新生界面，提高安全性的同时，符合绿色发展的工程建设宗旨， 而且提高道路使用者的视觉感官享受。 关键词边坡防护；生态技术；煤矸石 1 弓 丨 言 煤矸石是在煤矿建设过程中产生的岩石，在成煤 过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑 灰色岩石，在煤炭幵采和工业加工过程中作为废弃物 排出占用了大量的土地，同时也引起一系列地质灾害 问题。而煤矸石边坡是常年堆积起来的，对交通安全 有着极大的影响，煤矸石边坡的不稳定性影响驾驶安 全 ，还可能导致泥石流、滑坡等自然灾害。因此，对 煤矸石边坡进行相对应的防护，针对性提出煤矸石边 坡施工方案有非常重要的意义。而娄底煤矿地质条件 复 杂 ，因此遭受的自然灾害种类也很多，主要有开采 沉陷地质灾害、滑 坡 、水土流失等，严重地危及到交 通安全人民生活。为此笔者以娄底市龙琅高速边坡为 对象，对煤矸石边坡恢复及施工方案进行探讨。 2工程概况 通 过 对 龙 琅 高 速 工 程 研 究 为 例 ，该公路全长为 74km , 双 向 4 车道。该公路很多煤矸石边坡，且煤矸 石边坡风化程度均不同，边坡多为高陡边坡，实际施 工过程产生了许多问题，施工难度非常大，同时有极 大的安全隐患，因 此 ，本文结合娄底龙琅高速工程的 地质状况对其工程中所运用的生态防护施工技术进行 了研究。 3边坡预处理 3 . 1 煤矸石处理 在施工前需对煤矸石边坡进行预处理，煤矸石呈 酸性状态，对施工会产生一定的影响，主要提出了以 下两种方案，针对煤矸石风化程度不同进行对应的处 理。煤矸石边坡可根据其风化程度高低分为三类第 一类是完全风化煤矸石边坡可不用黄土覆盖进行“ 直 接复垦”；第二类半风化煤矸石边坡采用薄覆盖覆土， 覆土厚 度 在 25 cm ; 第三类是未风化或者风化程度非 常低的煤矸石边坡须盖土在50 c m 以上。在煤矸石边 坡上面 覆 盖 50 cm 的娄底当地的黄土，然后再覆盖一 层两者相结合的混合层，对水土保持有良好的效果， 在一定程度上改善煤矸石风化物的酸性环境，可使煤 矸石边坡酸碱性达标。旦两者混合覆盖模式下植物生 长良好，研究数据表明，煤矸石在混合土中占有率为 3 5 时 ，植被生长情况是最佳的。但是混合覆盖对煤 奸石山土壤的养分状况和盐分状况作用不明显，对于 煤矸石风化程度高的边坡效果不明显，只适用于煤矸 石风化程度较低的边坡。 3 . 2 边坡处理 对公路边坡处理过程中，首先考虑到公路边坡整 体的稳定性，在填方区域中需要充分做好公路的回填 处理工作，以边坡整体的稳定程度为主要目的，要是 存在体积较大的煤矸石，则需要进行修整。 4煤矸石边坡生态防护施工方案 4 . 1 植物选则 针对煤矸石边坡的特点以及龙琅高速当地的地质 水文条件，结合以往施工经验，选取狗牙根、千里光、 高 羊 茅 、白三叶、红叶石楠、夹竹桃、火棘、紫穗槐 这八种适合南方生长的草本灌木作为护坡植物。由于 一级边坡锚杆格梁的存在，可以对其边坡的景观效果 进行设计。分 别 采 用 “ 草 本 灌木”组 合 一 以 及 “ 草 本 灌木”组合二两套方案，根据设计的景观效果图 进行施工。施工完成后，进行适当的养护，便可实现 边坡一年四季呈现动态景观效果， 在确保护坡的同时， 也能达到美观的要求。 4.2 级边坡施工 骨架防护是现在主要应用于生态防护中的技术。 其骨架是由碎石和混凝土组成，然后在骨架中种植选 定的适宜娄底的草灌植物。通常来说，在一级边坡防 护中应用较多，植物主要以狗牙根、百喜草或是一些 比较低矮的植物为主。骨架防护不仅对恢复公路周边 的生态环境有利，还可以一定程度上提高煤矸石边坡 稳定性、对驾驶安全有利。 1 为了方便植生袋的码砌，首先清理骨架内易 掉落的杂物、煤 矸石等，对于骨架内部一些不符合要 求的土壤进行清理和丟弃，有利于植生袋的码砌以及 88 Academic Forum / 学术论坛 边坡稳定。 （ 2 植生袋内所装土必须为娄底市主要的 黄 土 ，同时加入肥搅拌均匀后进行装袋，然后扎紧袋 口。 （ 3 保证边坡的稳定，要提前做好坡顶排水工程， 保护土体不受水的浸润。在码砌植生袋之后，在骨架 内部定点打线，打线深度距 离 骨 架 表 面 为 10 cm , 而 骨架较深的区域可以整体将打线深度调整为20 cm 。 4 由下往上地顺序码砌植生袋，植生袋码必须放平 整 ，将有草本植物的一面放在外面，每放一层之后都 需要检查一下是否平整，对码不平整的植生袋要马上 修 整 ，对于植生袋后面空出的部分及时采用当地种植 土回填并夯实。 （ 5 植生袋种植。码砌植生袋后及时 种植好选定的护坡植物，栽植之前需要对苗木根部进 行 修 剪 ，剪除损坏的根和长度过长的根，栽植株行距 5 0 x 50 cm , 对于坡面较高且浇水难度大的将行距调 整 为 60 x 60cm , 栽植要确保苗木根系舒展，根系和土 壤要保证充分接触。 （ 6 种植完植物后必须马上浇水， 浇水后覆盖无纺布进行喷水养护， 喷水采用少量多次， 要注意适量，浇水太多可能导致植生袋坍塌。 （ 7 对 于坡度较陡的边坡进行二次加固处理，这样才有利于 后续的稳定。 4 . 3 二三级边坡施工 1 修整边坡。整修边坡的主要目的是清理边坡 上的碎石和煤矸石。整 平边 坡 ，有利于植物生长，同 时清理骨架内的岩面晬石，松散层等。 （ 2 种植基材 喷播。种植基材按一定的比例混合后，用专用的客土 喷播机，将种植基材均匀地喷上煤矸石表面。设计喷 射厚度为5 cm。在喷射中需要随时检查厚度以保证施 工 质 量 ，喷射厚度不达标会直接影响植物后续生长。 喷混植生基质的厚度确定主要考虑以下几方面的因素 第 一 ，草 本 植 物 生 长 状 况 良 好 需 基 质 厚 度 为 1012 cm , 小型灌木正常生长需基质厚度为15〜 30 cm , 中 型灌木正常生长需基质厚度为3050 cm , 大灌木和小 乔 木 为 5080 cm 。第 二 ，煤矸石风化程度。煤矸石风 化程度越高，煤矸石表面缝隙就越多，有利于植物的 根系可以伸入岩石缝隙中汲取养分和水分，所以在一 定程度上可以降低对基质厚度的要求。第 三 ，基质稳 定性。在其它外部条件不变时，基质越厚其稳定性就 越差。基质的稳定主要来源于基质与煤矸石表面之间 的粘合力来抵抗基质本身受重力作用而产生的向下的 滑动力。所以考虑到稳定性，基质喷射厚度不宜太厚。 第 四 ，绿化成本。基质厚度直接影响植物绿化的工程 成本，基 质 厚 度 越 大 ，其单位面积的绿化成本越高。 受经济技术、边坡表面状态、基 质 稳 定 性 的 影 响 ，在 实际操作中喷混植生基质的一 d 不 大 于 15 cm 。 （ 3 喷播植物种子。用液压喷播植草机喷射将选配好的种 子和混合材料在种植基材表面上，需要注意在南方由 于夏季炎热，向阳坡的种子发芽率可能会相对于向阴 坡种子低，向阳坡需要加大种子的用量。 （ 4 覆盖。 娄底地区雨水较多，为了防止雨水冲刷可用无纺布覆 盖 ，一是防止水分蒸发过快；二是防止雨水对坡面的 冲 刷 ；三是保持适宜的种子发芽的温度。 （ 5 养护。 选定的护坡植物虽然适应性强， 但仍然需要注意养护， 喷播后需每天保持土壤湿润，根据选择的植物发芽期 来决定浇水次数，在植物成坪之后要减少浇水次数。 草本植物在成熟以后形成了草坪，而草坪相当于一层 保护膜，可以减少土壤中的水分散失。 4 . 4 施工经验总结 1 考虑经济成本的前提下，选择适宜当地环境 的草灌植物， 根据植物生长习性进行合理的科学配比， 同时考虑到草灌植物的发芽期和成熟期，根据发芽期 不同， 季节性选定草灌植物， 达到四季美观的效果。（ 2 植物的种植方式可根据边坡的高度来选定相应的施工 方法。 （ 3 要选用适合当地植物生长的种植土装入植 生 袋 中 ，土壤装袋前在土壤中添加适量的农家肥并搅 拌 均 匀 ，打碎土壤中比较大块的土，这样有利于植物 后续生长。 （ 4 定点打线可以一定程度上减少码砌的 植生袋不平整的现象。 （ 5 公路边坡的后续养护工程中， 必须要做好及时补充水分工作，主要为了避免公路边 坡中的水分流失，在种子生长阶段中间，要注意病虫 问题，一旦发现需要及时地进行处理，避免后续产生 严重的病虫害问题，其中最重要的就是结合当地环境 以及天气状况进行工程维护工作处理。 （ 6 施工中要 保证安全，必须有专人指挥车辆。建立安全文明施工 小组。 5结论 通过以上的论述，对煤矸石边坡防护通过边坡的 高度进行了分别的施工处理。煤矸石边坡生态防护施 工技术分析难度较高，在工作中应明确煤矸石公路边 坡防护工作的必要性和影响性，要科学合理规范地应 用生态防护技术，根据不同的地质条件、边坡高度以 及煤矸石风化程度确定最适合的施工技术，尽可能地 提升边坡的安全性和稳定性，同时也可以提高公路建 设的生态效益和经济效益。公路建设是一个国家发展 的必然过程，但盲目的建设而忽视针对生态环境的保 护将不利于国家的持续发展。因此，在进行公路工程 建设过程中， 加强路基的边坡生态防护显得尤为重要。 公路路基边坡的防护，应以恢复生态环境和确保行车 安全为最基本的原则。 作者简介刘 益 芳 （ 1 9 9 7 - , 女 ，籍贯湖南益阳， 学历硕士，研究方向建筑与土木工程。 参考文献 |1】 张 峰 ， 许 锋 .公路边坡生态防护施工技术[ J].黑 龙江交通科技， 20191157-58. |2]胡静.生态防护技术在公路边坡中的应用分析 UI.科技风,2〇1819124-125. 丨 3丨周溪， 黄进华.高速公路边坡生态防护技术研 究 U1.交通世界， 201936136-137. 89