基于地境再造法的高陡宕口边坡生态修复成套化解决方案

       一、引言

      近年来，在两山理论和双碳政策指导下，行业内广大技术人员及科技工作者对高次团粒喷播、植被水泥土、生态袋、V型槽等多种复绿技术手段开展了较多的研究和尝试，但在露采矿山形成的高陡岩质边坡工况下应用效果不佳，主要原因是这些技术更多关注工程施工本身，忽视了岩体本身的地质特征，也没有充分到考虑植物与岩体结合共生的问题。
      基于此，徐州中矿岩土技术股份有限公司以植生孔复绿技术为核心，自主研发高陡边坡生态修复成套化解决方案，从工程、水文地质出发，融合生态、环境地质，实现废弃裸露宕口的地境再造。高陡宕口边坡生态修复成套化解决方案的研发和应用，对治理区域不造成二次破坏，有利于缩短用地协调周期，降低经济成本，提高修复效果，是对年降雨中低区域的一次生态修复技术突破，可填补现有行业技术空白。

      二、高陡宕口边坡生态修复成套化解决方案

      本解决方案包含八大核心技术，为宕口边坡生态修复治理的全寿命周期提供强力支撑，依次为：边坡地质消险、复绿适宜性评价、植生孔参数设计、植生基质土配制、植生物培育、喷滴组合养护、喷植组合施工工法和配套钻孔机械设备。
     （1）边坡地质消险
      宕口边坡地质消险及边坡稳定是景观改造、复绿提升的前提条件，需要从边坡勘查-评估-设计-施工多个环节进行边坡地质灾害综合治理，从源头为宕口生态修复保驾护航。针对高陡边坡，优化削坡退台尺寸，守住各类用地红线，并结合深层锚杆、主被动网保证岩体充分稳定，为植生孔、喷播等人工改造提供坚实的地质载体。
     （2）复绿适宜性评价
       综合考虑边坡的坡体特性、地质条件、天然土壤和气候特性四个方面的16个影响因素，采用APH-模糊综合评价法，对目标边坡的特征条件进行分级评价，判断是否适宜进行生态复绿、适合何种复绿技术，并进一步对复绿效果进行综合预测，为项目前期决策提供增值服务。
    （3）植生孔空间参数设计
      植生孔作为影响高陡边坡长效复绿生态因子的基础载体，其各项设计参数影响着植物的早期成活率并决定了长期稳定生长能力。将植生孔的空间构造参数归纳为平面位置、角度、直径和深度，并通过裂隙评价、数值模拟、栽植试验等研究，得到北方高陡边坡植生孔的最优设计参数范围，并总结固化相应的设计方法、理论依据等，对于提升植生孔复绿技术具有重要意义。
    （4）植生基质土配制
      研发的新型复绿植生基质土，能够克服北方高陡边坡干旱、缺水、少肥、补给条件差及季节温差大等恶劣工况，为植物生长提供持续的物质来源。新型植生土主要由骨架土和增生改良剂两大部分组成，骨架土包含黏土、粉土，改良剂包含生物炭、保水剂、木屑、生根粉、复合肥、缓释肥等，优化配比，实现保水、保肥、保温及透气。
    （5）植生物培育
      在研究北方高陡边坡生态地质特征的基础上，搭建出一套新型栽植组合空间复绿架构，综合利用乡土适生的乔灌藤草，在坡面实现“倾斜-上爬-下垂-铺平”的整体复绿效果。并研制“植生钵”新型复绿产品，在苗木基地提前培育，多维生境，快速移栽，并与坡面有机融合，保证早期复绿度和成活率。
    （6）喷淋-滴灌组合养护
      在坡面设计喷淋-滴灌组合养护，喷淋可以实现缓坡、平台处植物的洒水养护，滴灌可以对植生孔内的植物进行一对一式水肥养护，缓慢渗透、高效可控。同时结合坡面土壤温度、水分及氮磷钾指标的自动化监测，复绿植物的含水率阈值，实现自动化养护，具有节水、节肥、节能、省工等优点。
    （7）“平台-喷播-植生孔”组合复绿
      基于高陡边坡立地条件差特点，创造性提出平台-喷播-植生孔组合复绿技术，首先利用既有平台和削坡减载平台进行平台绿化，前期依靠坡面喷播技术提高复绿效果，后期凭借植生孔实现永久复绿。植生孔的设计施工充分利用岩层面、节理面、构造面等多种裂隙，提高生态指标。同时结合坡体的微地形微地貌特征，辅以鱼鳞坑、挡土围堰、V型槽等技术手段，相互融合，与周边原生态环境和谐统一。
    （8）配套钻孔机械设备
自主研制新型植生孔钻孔机械设备，可以实现高陡边坡精准高效钻孔，用以代替传统的人工钻孔。通过全液压回转实现钻孔角度、深度的准定定位，配备除尘器进行钻孔过程中的粉尘控制，多级冲击器和钻头可以实现多种钻孔直径覆盖，辅助喷淋和摄像功能可以提高作业条件。
     
      三、工程应用

   （1）江苏省徐州市园博园宕口高陡边坡复绿项目
   （2）安徽省淮北市泉山宕口高陡边坡复绿项目