一种顺层灰岩破损山体的绿化方法与流程

本发明涉及一种顺层灰岩破损山体的绿化方法，属于山体生态环境修复技术领域。

背景技术：

“人人都说沂蒙山好，沂蒙山上好风光……”，一曲优美的民歌唱出了沂蒙山区那迷人的风貌。蒙阴县位于沂蒙山区腹地，生态环境优美，地质地貌景观及旅游资源丰富。云雾山山脉山体岩性为中厚层状灰岩，位于京沪高速公路蒙阴段的南侧，山体走向与灰岩走向基本一致，属于顺层灰岩山体，历史上由于蒙阴县水泥厂等10余个采石场的无序开采，对山体造成了严重破坏，山体植被被毁、留下了光秃的采石面，影响了山体生态环境。

技术实现要素：

针对上述情况，本发明提供了一种顺层灰岩破损山体的绿化方法。破损山体的采石场开采面多为扇面状或不规则状，裸露面高度一般在30～50m，采石面坡度一般在56°，边缘部位岩石松动，危岩耸立。采石面坡前地表常有采石坑和废石堆，采石场底面宽度5～15m。本发明的绿化方法，遵循安全性原则、环境协调性原则、永久性原则、景治合一原则和经济原则。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种顺层灰岩破损山体的绿化方法，包括以下步骤：

（一）对于高度高于5米的破损山体的采石场坡面（简称采石面），清除其上的危石、松石、浮石，并回填到采石坑中；然后，在采石面上钻凿种植穴（利用工程钻机穿凿），种植穴中填充土（周边的土，或配制的营养土），栽种侧柏、刺槐、梧桐或其它当地野生物种；在坡脚开挖一条种植槽，回填土（周边的土，或配制的营养土），栽植葛条、爬山虎等藤类植物；

进一步地，在岩石比较致密、裂隙发育差的采石面上，采取规则的种植穴穿凿方式；在裂隙相对发育的采石面上，沿裂隙穿凿；

进一步地，种植穴的形状为圆柱形，直径不低于11cm，深度60～100cm；种植穴的株行距为2～3m×2～3m，可呈梅花型布置，并根据实际情况适当加密或稀疏；

进一步地，种植穴垂直于地面；

进一步地，在采石面上钻凿通风孔，通风孔直径在20～30mm，通风孔与种植穴垂直并且相连通；

进一步地，在种植穴中充填的营养土，富含有机质，团粒结构完好，具有较好的保肥、透水、透气能力，土壤酸碱度（ph值）在6～7之间，干燥土密度小于1200kg/m³；

进一步地，在种植穴中栽种侧柏、刺槐、梧桐或其它当地野生物种，栽种的苗木枝条饱满，株型整齐，胸径不超过1cm，株高30～60cm，根部带土球，根系无病虫害及病原体，根系保存完好，无劈裂根；

（二）对于高度低于5米的破损山体的采石场坡面，在坡脚开挖一条种植槽，回填土（周边的土，或配制的营养土），栽植葛条、爬山虎等藤类植物；

进一步地，种植槽宽40cm、深50cm；回填40cm厚的土；种植槽的株距为30cm；

（三）对于破损山体的采石场底面，开挖或钻凿种植穴，种植穴中填充土（周边的土，或配制的营养土），栽种杨树、梧桐等乔木树种；向采石场底面人工播撒野生草种（当地的野生草种），其目的是固土防尘，涵养水分，改善生态环境；

进一步地，种植穴的规格为1m×1m×1m，间距2～3m，行距2～3m；

（四）养护：上述施工完成后，两年内进行定期养护，养护内容包括浇水、施肥、补种、病虫害防治等，具体如下：

1.在养护期内，保持种植穴的湿润，适当浇水施肥（对于干旱区，应适当增加浇水次数，雨季可适当减少）；后期浇水可遵循“多量少次”原则；

进一步地，选择在早上进行浇水作业，浇水量依土壤性质和蒸发量而定，一般应使土壤湿润10～15cm为宜，通常一周二次，干旱时适当增加次数；根据当地的现场实际，建议采用滴灌方式进行浇水；

2.所有苗木在栽后15～20天期间，对各种苗木进行喷药一次，以达到预防病虫害的目的，比如800倍多菌灵；

3.种植完成一个月后，全面普查成活情况，对于明显不成活的苗木予以补种；

4.两年后，移植的植被根系已生长发育，且逐渐侵入岩体，成活率提高，由其自然养护。

本发明的绿化方法，充分考虑“乔灌藤草”相结合的立体绿化思路，立面绿化主要以灌木为主，底面绿化以种植乔木为主，坡脚种植藤类植物。乔木以当地优势树种白杨树或梧桐树为主，灌木以侧柏为主，可以交叉种植。藤类植物采用当地物种爬山虎、葛条，分片种植。白杨树、梧桐树种植在底面。本发明的绿化方法，对破碎岩体进行了卸载，消除了安全隐患–采用“乔、灌、藤、草”相结合的方式对斜坡进行了绿化美化，以科学发展观为指导，考虑生态恢复的自然规律，不追求立竿见影的效果，恢复了自然生态，可在采石场周边环境推广应用。

附图说明

图1：通风孔布置示意图。

图2：山体绿化效果示意图。

图3：灰岩裂隙中生长的梧桐树照片。

图4：栽种的侧柏照片。

图5：治理前山顶局部照片。

图6：治理前局部照片。

图7：治理后破损山体的照片（一）。

图8：治理后破损山体的照片（二）。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。

实例山东省蒙阴县京沪高速公路沿线采石场地质环境治理方案

一、治理区概况

1自然地理

1.1地理位置

工作区位于蒙阴县城南京沪高速公路沿线的南侧，云雾山、卧牛山的北侧，由蒙阴县水泥厂采石场和十多个乡镇、村、个体采石场组成。行政上隶属蒙阴县。区内交通便利，京沪高速公路、205国道于蒙阴城南、云雾山北麓通过。工作区地理坐标：东经117°53′00″－117°55′10″，北纬35°41′02″－35°42′43″；本次治理的区段为会泉峪段，该段破损山体长约632m，裸露面积3.66万m²。

1.2气象

蒙阴县地处暖温带半湿润大陆性季风气候区，一年四季分明，具春旱多风、夏热多雨、秋高气爽、冬冷干燥等气候特征。年平均气温13.4℃，多年（1971－2006年）平均降水量752.8mm，年最大降水量1100.6mm（1990年），受季风气候作用年内降水主要集中在6－9月份，占全年降水量的70％－80％，其中7、8月份的降水量可占全年降水量的50％以上，故而该月份多暴雨出现（24小时>50mm），年内最多暴雨次数10次（1990年），最大暴雨量358mm（1960年）。

1.3水文

工作区位于地表分水岭附近，为东汶河支流的上游区，多属季节性河流或冲沟。

2地质环境条件

2.1地形地貌

工作区为中低山丘陵区，属单面山，自然坡度40°左右，剥蚀地形。区内云雾山海拔417.2mm，呈北西－南东走向，植被较发育，景色秀丽。

2.2地层

区内出露地层比较单一，自南向北依次分布寒武系、奥陶系地层。以山顶地表分水岭为界，山南侧为奥陶与寒武系灰岩、泥质条带灰岩、页岩等；山北侧为奥陶系灰色厚层灰岩。采石场地带为奥陶系马家沟组北庵庄段灰色灰岩，厚层，质纯，层理发育，倾向北东，岩层倾角35～43°。

现将区内出露地层及分布情况由老至新分述如下：

1、寒武系（∈）：分布于云雾山南侧，主要为浅海相碳酸盐岩沉积。

馒头组（∈m）：紫灰色云母质页岩、粉砂岩及砂质页岩夹含小鲕粒灰岩，厚度133mm。

张夏组（∈j）：灰色中厚层鲕粒灰岩夹灰绿色页岩。厚度441m。

崮山组（∈jg）：黄绿色钙质页岩夹薄层疙瘩状灰岩、竹叶岩灰岩，厚度45m。

炒米店组（∈j）：灰色竹叶状砾屑灰岩、薄层灰岩、藻灰岩及鲕粒灰岩。厚度173m。

三山子组（∈ojs）:灰色中厚层含燧石结核条带细晶白云岩，小竹叶状白云岩，细晶含灰质白云岩。厚度65m。

2、奥陶系（o）：分布于云雾山北侧。

马家沟组（om）：灰色厚层灰岩，夹泥质白云质灰岩，厚度610m。东黄山段，浅黄色角砾状泥质白云质灰岩，厚度20m。北庵庄段，灰色厚层灰岩，厚度112m。

2.3工程地质与灾害地质特征

采石场开采前，该处山体主要由灰岩构成，块状或层状结构，岩性为灰岩、白云质灰岩、鲕状灰岩夹页岩、泥灰岩。灰岩致密坚硬，力学强度高；泥灰岩、页岩易风化，强度低；灰岩fc=90－160kpa，白云质灰岩fc=50－190kpa。工程地质条件良好。

受矿山采动强烈作用影响，山体地貌形态发生了改变。同时采石活动还改变了山体的工程地质条件，尤其是在开采扇面地带，岩石明显松动，裂隙发育，还存在大块的危岩体，在冻融、降水及震动作用下，极易发生滑塌、崩落，对附近村民和道路交通构成威胁。

3现状

蒙阴县京沪高速公路沿线采石场会泉峪段位于云雾山山脉的北侧，京沪高速公路南侧，蒙阴县国土资源局已于2001－2002年将其全部关闭，目前采矿权人全部灭失。该段采石场灰岩呈中厚层状，相对比较完整致密，局部裂隙发育。

经调查，会泉峪段破损山体长约632m，采石场开采面多为扇面状或不规则状，裸露面高度一般在30－50m，总面积约为3.66万m²，采石面坡度一般在56°左右，边缘部位岩石松动，危岩耸立。采石面坡前地表常有采石坑和废石堆。采石场底面宽度5-15m不等，面积约7200m²，采石场底面东段底面已经种植了速生杨，西段底面仍然闲置，没有进行任何处理。栽植的速生杨长势良好。

二、治理方案

1采石面绿化与美化设计总体思路

在与周围环境相协调的前提下，适地种草植树，因地制宜进行采石面的绿化与美化。采石面绿化与美化应以景观良好、生长稳定、粗生易管且经济实惠的本地草树种进行多层次绿化，营造与自然环境融为一体又不失其独特绿化风格的工程景观。具体设计思路如下：

1、保留和恢复原有良好景观效果的自然植被，并充分利用周围环境景观要素。

2、对采石面边坡和采石场底面顺坡就势进行地形改造，理顺地形，搞好水土保持，尽可能与周围自然环境相协调。

3、基本的绿化思路：对于高度低于5m的采石面，可采用坡脚种植爬山虎等藤类植被，采石场底面种植高大的乔木遮挡；高度大于5m的采石面，在采石面上点缀式种植侧柏、黑松等常绿灌木。

4、绿化物种的选择主要根据当地的自然环境，结合气候条件，在美观、经济、实用的原则下采取“乔、灌、藤、草”相结合的方式，以达到活跃和开阔视野的多层次绿化效果。

2坡面（采石面）

2.1危岩体清理

采石面上的松动破碎岩石，危险性较大，必须对其卸载，卸载主要采用人工清理的施工方法，把坡面上的危石、松石、浮石必须清除干净。卸载岩石直接回填到周边采石坑中。卸载体积约500m³。

采石场东部底面有一处高约12m，长约9m，厚度3m左右的“小石山”，建议在国土资源部门监督下由企业、村集体或个人将其采平。如果本次治理之前尚未处理，本次进将其表层危岩体卸载。

2.2绿化方案

采石面上采用穴种（打眼种植）的绿化方式，即在采石面上利用工程钻机穿凿一定直径和深度的种植穴。在岩石比较致密、裂隙发育差的采石面采取规则的种植穴穿凿方式，株行距基本按照2m×2m，呈梅花型布置。在裂隙相对发育的地段主要是沿裂隙穿凿。其株行距参照2m×2m，根据裂隙发育的实际情况另行适当加密或稀疏。在穿凿的种植穴中充填配制的营养土，栽种侧柏、刺槐、梧桐等当地物种（如图4所示）。在有土壤堆积的采石面上可直接在土中挖坑种植侧柏等。坡脚开挖一条宽40cm深50cm的简易种植槽，回填40cm厚的营养土，按照株距30cm栽植葛条、爬山虎等藤类。种植槽长度650m，需要开挖土石方130m³，回填营养土105m³。

3采石场底面

采石场地面处理主要是采取“乔、草相结合”的绿化模式。乔木以种植当地的杨树、梧桐等乔木树种为主。考虑到遮挡效果，大致按照间距2-3m，行距2－3m适地栽种。种植穴要充分利用底面现有的采石坑，没有采石坑的地方，可人工开挖种植穴，种植穴按照1m×1m×1m的规格开挖，预计需要开挖种植穴500个，土石方500m³，回填营养土500m³。草绿化主要是在底面人工播撒当地野生草种，其目的是固土防尘，涵养水分，改善生态环境，预计需要草种20kg。

4绿化美化工程

绿化美化工程充分考虑“乔灌藤草”相结合的立体绿化思路，立面绿化主要以灌木为主，底面绿化以种植乔木为主，坡脚种植藤类植物。乔木以当地优势树种白杨树或梧桐树为主，灌木以侧柏、黑松为主，可以交叉种植。藤类植物采用当地物种爬山虎、葛条，分片种植。白杨树、梧桐树种植在底面，按照间距2-3m行距2－3m；侧柏、黑松株行距基本按照2m×2m；藤类种植1排，株距30cm。经概算，本次绿化工程共需要乔木500株，灌木8000株，藤类2200株。

5营养土土方

打眼穿凿的种植穴为圆柱形，直径按11cm计算，深度按60cm计算，底面乔木种植穴按照1m×1m×1m的规格计算，并充分考虑藤类种植所需的营养土，经计算共需要营养土约650m³。

6养护

施工完成后，必须定期进行养护，养护内容包括浇水、施肥、补种、病虫害防治等。

1、在养护期内，应一直保持种植穴的湿润，对于干旱区，应适当增加浇水次数，雨季可适当减少，六周以后，视生长情况浇水施肥。后期浇水应遵循“多量少次”原则。

2、所有苗木在栽后15－20天期间，对各种苗木进行喷药一次，以800倍多菌灵为主，以达到预防病虫害的目的。

3、施工完成一个月后，全面普查乔灌木、藤本的成活情况，对于明显不成活的苗木应予以补种。

4、选择在早上对植物进行浇水作业，浇水量依土壤性质和蒸发量而定，一般应使土壤湿润10－15cm为宜，通常一周二次，干旱时适当增加次数。根据当地的现场实际，建议采用绿化车喷洒的方式进行浇水。

5、施工后中期及以后阶段，植被逐渐演替发展，为达到预定的植物群落形成、水土保持、景观恢复等目标，应进行保育和更新等维持作业，同时开展病虫害的防治。

6、病害的防治应视症状类型和病因，采用合理的排灌、科学施肥或喷施杀虫剂等措施积极防治。

7、工程竣工后，二年内需精心养护，二年后，移植的乔灌木、藤本根系已发育，喷播的草种和灌木种子也已生长良好，成活率提高，且野生草本灌木也逐渐侵入岩体，由其自然养护。

三、施工要求

1坡面处理与凿穴

1.1坡面处理要求

坡面危岩体的卸载一般采用人工的方法施工，坡面危石、松石、浮石必须清除干净，需要削坡的削坡后坡面要稳定平顺。在坡面施工要注意以下几点：

1、坡面危岩体的卸载按照由上而下的顺序进行，特别要做好施工过程中的安全防护工作。

2、清理坡面杂物、危石，使坡面基本保持稳定平顺，对浅层不稳定的坡面，可采取点状喷浆使其稳定。

3、对过于平滑的坡面，应建造一定的凹凸粗糙面，以营造植物的生存空间。

4、对坡面原有植被要注意保护，不能随意破坏。

1.2种植穴施工

1、立面种植穴

由于山体较陡，岩石呈中-厚层状，种植穴间距2m×2m。小孔径成孔后用爆炸扩孔，极易造成山体的再次破损、滑坡，形成新的灾害，根据以往的施工经验以及该工程的地质条件，现有山体植物的生态环境等因素，为保证种植物的成活率，采用钻孔直径ф108～ф127的钻头进行成孔，成孔直径ф110～ф130mm，成孔深度不小于60cm。钻孔时使用水钻，对种植穴是否有裂隙（漏水或不漏水），裂隙的大小（漏水的快与慢）很容易判断，对于无裂隙或裂隙较小的孔穴可适当增加孔深，对不能保证植物成活的孔穴，要进行技术处理。主要注意事项如下：

（1）打眼在距坡底5－8m以上的坡面进行，其下部主要靠底面栽植的乔灌木遮挡。

（2）打眼应按垂直底面的方向，直径不应小于110mm，成空深度不小50cm。

（3）岩石致密、裂隙发育差地段采石面的技术处理

由于岩石比较致密、裂隙发育较差，成孔后种植对植物生长不利，故对种植穴孔进行技术处理，可采取钻凿通风孔的方法。通风孔为水平方向，与种植穴垂直并且相连通，直径控制在20-30mm左右，如图1所示。

（4）工具的选择

建议使用轻型便携式工程钻机，其优点是：钻机重量轻、操作简便、效率高，既能减少岩石面的破碎率，又能防止采石面再次出现碎石、松石和浮石等现象，减少了安全隐患。

2、底面乔木种植穴

采取人工挖坑为主的方式，必要时可采取机械、爆破等方式，种植穴设计规格为1m×1m×1m。

2绿化工程

绿化工程主要包括回填种植土和种植乔、灌、藤类，种植后的山体坡面见图2。

2.1营养土的加工

首先将适合于山体绿化的种植基土拉至加工场地，按照粒径小于15mm的要求，采用人工加机械的作业方式进行精筛，在筛土的同时按照一定的比例将草炭土、牛粪、鸡粪、木纤维、锯木屑、保水剂、黏合剂、土壤改良剂、植物生长剂、ph缓冲剂、复合肥料以及草种等填料按照不同阶段进行拌和后，晾晒至干爽程度，拉至施工现场备用。

2.2绿化总体要求

1、对于原有野生荒山上的乔、灌木，原则上予以保留；采石面下部堆有土的地方，应当挖穴栽植侧柏等灌木，并适地栽植藤类作物和撒播野草种。

2、施工前应查明治理区内沿线附近灌溉水管的布置、流向或可供排水的水沟情况以及暴雨后的积水情况，以便施工和养护期间的排水措施，设定场地排水流向。

3、在满足施工需要的前提下，尽量减少施工用地，施工现场布置要紧凑合理，保护好施工现场的原留有树木等。

4、底面已有树木的地段，株距达不到3m的，适当加密。

2.3栽植（播撒）工程

1、苗木的栽植

树木运到现场，如当日不能栽完，根部就加以覆盖，如一时不能定植完，应立即假植在不妨碍绿化施工、运输灌溉比较方便又可避风且不积水的地方。

2、苗木要求带土球移栽，土球大小视苗木大小确定，能将主要根系包裹在土球中即可，包扎可用草绳，包扎程度以土球不散为准，栽植时将苗木放到栽植坑后应去掉包扎材料，以便于根系生长。

3、在苗木投入使用前应进行选择，符合设计的要求，使得同一作业区苗木大小整齐，生长均匀，对生长势弱、根系严重受损的苗木应剔除。

4、采石场底面苗木栽植时一人用手将树干扶直，放入坑中，另一人将坑边的好土填入。在泥土填入一半时，用手将苗木向上提起，使根茎交接处与地面相平，然后将土踏实。继续填入好土，直到与地平或略高于地平为止，并随即将浇水的土堰做好。

5、植被规格：白杨树ø35～40㎜，高﹥2m；侧柏高60cm；藤类60cm。

6、藤类栽植

藤类根部最好带有土球，按照株距30m栽植。载入土槽中要对其根部营养土适当压实，以避免浇水时将其冲出。栽植当天下午收工前要对其进行浇灌。

7、草种撒播

事先将草种湿润并拌入湿润的营养土中，在雨后均匀撒播在山体底面，撒播后用草帘子覆盖并于1周后揭帘炼苗。

3工序要求

根据治理的特点，本次治理应采取如下施工顺序：危岩体清理→立面种植穴开凿→立面绿化→底面整理→底面绿化。

其中危岩体的清理、种植穴的开凿、立面绿化均采取自上至下的顺序。

四、可行性分析与预期效益分析

1可行性分析

本次治理的主要目标是在消除地质灾害隐患的基础上进行绿化，保持长久的绿化效果，逐步修复山体生态功能。

本次治理首先对采石面上松动的危岩体（崩塌体）进行卸载，消除安全隐患，保证工程施工不受地质灾害威胁。同时也消除崩塌地质灾害对当地村民生命财产安全的威胁。

立面种植穴的设计采用了“花盆原理”，确保植被根系的通风，从而保证其成活率和长期绿化的效果。根据调查，在距离治理区不到500m的其他区段破损山体上，裂隙种野生的梧桐生长旺盛（如图3所示），许多表层裂隙较发育区段都生长有野生草灌木，这说明该处“石生”现象较普遍，具备较好的人工绿化基础条件。

立面植被构成采用耐旱、耐贫瘠、四季常绿的黑松、侧柏，能够保证长期的绿化效果，也有助于山体生态功能的恢复，同时由于山顶部的松柏相协调，充分遵循了与周围环境相协调的原则。

底面采取高大乔木绿化的手段，既起到了较好的遮挡作用，又能够产生一定的经济效益。由于绿化后无偿转移给当地老百姓，这一举措还充分调动了当地群众参与养护的积极性。

底面撒播野生草种，进行地毯式绿化，不仅可以起到绿化环境的作用，植被的生长其根系对表层不厚的土壤还可以起到固化的作用，防治扬尘。同时还可以涵养水分，促进生态功能的恢复。

图5、图6为治理前的照片；图7、图8为治理后破损山体的照片。通过对比可见，治理后，绿化效果显著。

本次治理费用的预算严格按照国家和省相关标准，资金的使用严格按照国家规定，实行专款专用，资金能够保障的顺利实施。

综上所述，本次治理工程技术措施可行，资金预算合理，按照实施方案能够保证项目的顺利实施。

2预期效益分析

本次蒙阴县京沪高速公路沿线矿山地质环境治理不可能原样恢复原采石前的自然地质地貌景观，但经过治理后的地质环境，将在显现优美风光的同时，产生明显的环境效益、社会效益。

2.1环境效益

灰岩矿开采以来，该处自然地质环境遭到破坏，开挖山体、渣石堆堆积以及后期生活垃圾、建筑垃圾堆积，严重破坏了云雾山山脉的生态环境，直接影响了沂蒙老区的形象，蒙阴县京沪高速公路沿线采石场矿山地质环境的治理，可以稳定边坡，美化环境，涵养水源，防止水土流失和滑坡，净化空气，丰富景观，其环境意义突出。

2.2社会效益

经过工程治理后，该处夏季绿树成荫，花草互映。一改过去脏、乱、险的状态，为当地居民提供是一处茶余饭后休闲的去处，可受到当地老百姓的热烈欢迎和殷切期待；同时，该治理工程也将为沂蒙老区社会主义新农村建设和构建社会主义和谐社会作出具体贡献。

蒙阴县京沪高速公路沿线采石场作为我省面积最大的“三区两线”可视范围内的废弃矿山，其治理工程可作为典型推广。