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摘 要 礦產資源的開采為國民經濟發展做出了非常重要的貢獻,但在資源開采的同時產生了很多礦山邊坡,對附近的生態環境造成了不良影響。以植被混凝土生態修復技術為研究對象,對其基本內涵、原料及配合比、主要的技術指標等進行了介紹,重點闡述了植被混凝土新技術的工藝流程,并分析了該技術在礦山邊坡生態修復中產生的生態效益和經濟效益。
關鍵詞 礦山邊坡;生態修復;植被混凝土;水土流失
礦產資源是我國資源結構體系中非常重要的構成部分,為我國社會經濟發展作出了非常重要的貢獻。隨著我國經濟總量的不斷提升,對礦產資源的需求量也不斷增加[1]。但是,在礦產資源開采過程中會形成大量的礦山邊坡,對周圍的生態環境造成不良影響。在我國大力建設生態文明的背景下,有必要采取措施對礦山邊坡進行生態修復[1]。目前,針對礦山邊坡生態修復問題,研究開發了一種植被混凝土技術,不僅可以確保邊坡的強度和穩定性,還能對生態進行有效修復,應用效果顯著[2-3]。
1 植被混凝土新技術的基本內涵
高陡邊坡如何進行生態修復是非常難的問題,植被混凝土生態修復新技術對此問題具有良好的應用效果。此項新技術主要是將水泥作為粘結劑,同時添加部分有機物和綠色添加劑,如肥料、植物種子、砂壤土等,將以上物質充分均勻混合后,以噴射的方式對邊坡進行處理。
1.1 植被混凝土原料之間的配合比
1)砂壤土。砂壤土必須具備良好的綜合性能,要具有一定的蓄水性能,滿足良好的熱條件和氣候條件要求。為了更好地促進植被生長,砂壤土中的含沙量需要控制在5%范圍內,沙子粒徑不得超過8 mm,含水量不得超過20%。砂壤土的厚度需要結合實際情況進行選擇,通常在8~12 cm范圍,厚度必須確保植被能夠可靠固定。植被混凝土中砂壤土的含量是最高的,通常在5%以內。
2)水泥。主要起到粘結劑的作用,普通的PO 32.5型號硅酸鹽水泥較為常用,使用時可以根據具體條件選擇其他型號的水泥。水泥使用量應該控制在砂壤土重量的8%~10%。
3)有機物。有機物的作用是作為肥料促進植被生長,醋渣、酒糟、稻殼、樹枝、秸稈等都可以作為有機物使用。如果是新鮮的有機物,在正式使用前需要進行發酵處理。有機物的使用量應該控制在砂壤土重量的5%~7%。
4)肥料。肥料有短效肥和長效肥之分,通常需要同時使用以上兩種肥料,并且根據所選的植被類型科學選擇肥料的比例。短效肥可以確保植被在短時間內快速增長,而長效肥則可以確保植被在后續的生長中擁有足夠的養分,延長植被的生長時間。
5)保水劑。保水劑的作用是吸收水分,確保植被能夠長時間被水分滋養。實踐應用中,多使用吸水樹脂作為保水劑。通過使用保水劑能顯著提升植被混凝土的抗旱能力,保障植被的存活率。
6)植被種子。在選擇植被種子時,應該充分結合本地區的氣候條件及礦山邊坡的地形地勢,確保植物能夠存活。另外,還要注意植被的季節搭配,確保在不同的季節均有植被能夠正常生長。植被種子只需要設置在面層中即可,基層中不需要使用植被種子。
7)綠化外加劑。綠化外加劑類型很多,不同類型添加劑具有不同的作用。常見的包括團粒劑、消毒劑、著色劑等,添加綠化外加劑的作用是促進植被的生長。在實踐應用中,為了降低施工成本,可以回收化工領域中廢棄的磷石膏,不僅可以對土壤中的pH值進行調整,還可以當作肥料使用。綠化外加劑的使用量需控制在砂壤土重量的4%~5%。
1.2 植被混凝土新技術的重要指標
礦山邊坡生態修復中,植被混凝土技術屬于新興技術,可分別從物理、化學和生物學指標3個方面對技術應用進行控制。1)物理指標。植被混凝土的密度大小應該控制在1.2~1.5 g·cm-3,厚度可以結合實際情況合理確定,孔隙率需要控制在34%~45%,抗壓強度應該控制在0.39~0.50 MPa。2)化學指標。為了確保植被能夠正常生長,整體的pH值需要控制在7.2~8.5,有機物、堿解氮、速效磷、速效鉀等肥料的含量需分別控制在
5~30 g·kg-1、25~70 mg·kg-1、50~300 mg·kg-1和200~500 mg·kg-1范圍內,確保植被能夠獲取足夠的養分。3)生物學指標。植被混凝土中主要對微生物的數目、基礎土壤呼吸和轉化酶有明確要求,合理區間分別為106~
107 CFU·g-1、2~10 mg·kg-1·d-1、10~20 mg·kg-1·d-1。
另外,植被混凝土還應該具有一定的防沖刷能力和植物生長率指標。完成植被混凝土的噴射工作后,應該能夠抵抗年平均2 000 mm降雨量的沖刷。植被種子的發芽率應該控制在90%以上,待植被生長完成后,對礦山邊坡的覆蓋率需要超過95%,且整體生長良好。
2 礦山邊坡應用植被混凝土新技術的工藝流程
2.1 礦山邊坡整理
對礦山邊坡上存在的各種雜草、浮土、浮石、落葉、枯枝等進行徹底清理,對不是特別牢靠的巖石進行擊落處理。另外,如果礦山邊坡上存在明顯的凹坑,需要使用水泥砂漿先進行填平處理。
2.2 安裝固定復合網、錨釘
按照規劃設計的圖紙對邊坡上的錨釘進行固定安裝,在安裝網片時按照從上到下的方向進行施工,在鋪設加筋網時必須確保處于張緊狀態。如果網片需要搭接,則搭接寬度需要超過5 cm,并且通過18#鐵絲進行牢固綁扎。地面和復合網片之間的距離需控制在7~8 cm,特殊情況下可以使用支撐物進行支撐,以保障兩者之間的間距[4]。
2.3 植被混凝土的噴射
按照設計的混合比例,利用攪拌機對各種原材料進行充分混合后,對植被混凝土進行噴射施工。植被混凝土整體上可以分為基層和表層,厚度分別為7~8 cm和1~2 cm。基層噴射施工時,混合料中無需加入植物種子,表層噴射施工時,需要按照一定比例添加植被種子。噴射方向要求與邊坡面保持垂直,避免出現仰射的現象,對于不容易噴射到的地方需要重點進行噴射,禁止發生漏噴的現象,并且要確保整體噴射的均勻性。
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