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摘要：挂网喷播在废弃矿山治理中较为常见，对于改善地区生态环境有着重要的意义。本文详细介绍了挂网喷播技术的原理与实施过程，并且采用案例分析法，根据某废弃矿山的实际情况，阐述了该项目中如何运用挂网喷播技术的思路与方法，并总结了该技术的应用效果。根据案例项目的施工经验，实施上述挂网喷播措施后，基本实现了矿区的绿化，达到了稳定边坡的目的，这对于类似工程具有一定的借鉴价值。
关键词：挂网喷播,废弃矿山,绿化效果,矿山边坡
以往金属矿山开采和生产缺乏科学规划，再加上民采活动严重，导致矿山岩质边坡裸露，地表植物被破坏，引发了严重的生态环境问题。在传统的废弃矿山边坡治理中，主要采取浆砌片石、锚喷以及重力式挡土墙等施工工艺，并使用爬山虎等植物来恢复植被。但是实际施工效果显示，传统工艺虽然对稳定边坡有帮助，但是存在绿化进展慢、工期长、成本高等问题，难以大范围推广。而随着相关技术的发展，挂网喷播因为具有植物成活率高、绿化效果满意、见效快等优点而被广泛应用在废弃矿山治理中。这种方法值得关注。
1挂网喷播分析
1.1技术原理
挂网喷播是一种融合土壤学、植物学与生态理论的新型生态防护技术。它通过在边坡上锚固金属网或者高强度塑料三维网，并使用压缩空气喷枪将混合好的客土喷射到坡面上，再向客土上喷射种子。通过植被根系与金属网格的结合，达到快速固定边坡的效果。与传统工艺相比，挂网喷播技术有以下优势：首先，它实现了土壤结构改良，解决了废弃矿山边坡土壤不足而导致植物无法生存的问题。目前大部分矿山治理项目中通常使用加工的养生材料、纤维、树皮以及少量当地优质土壤混合物，并向其中添加土壤稳定剂、营养剂后制成客土，并均匀喷洒在坡面上。其次，由于该技术大量使用客土，因此可以为植物生长提供良好的土壤支持，有助于实现灌木、草等植物的群落生长，并将其与传统植被融为一体。最后，由于灌木根系可扎根于岩石缝隙中，因此具有更强的护坡效果，有助于减少边坡坍塌，降低后期维护成本。
1.2挂网喷播的实施过程
(1)挂网的选择与使用。目前，挂网喷播中的常见挂网形式包括高强塑料加强土工网、高镀锌菱形铁丝网等几种形式，其网孔规格通常无详细要求，从5cm×5cm至8cm×8cm均可。挂网施工中，使用风钻或电钻按梅花状布设锚钉，将挂网固定在岩石表面，锚钉间距通常为1.0m。施工流程自上而下，逐层下放挂网，并使用铁丝绑扎相邻两个挂网之间以确保绿化效果。为达到此目的，相邻两个挂网之间至少预留10cm的重叠区；为避免挂网掉落，每平方米的锚钉数量应大于等于5只。若岩面坡度高，则可以使用草绳缠绕在网格上，以确保客土厚度能满足植物生长要求。
(2)客土施工要求。挂网一旦被固定到边坡上，就可以形成一个稳定的板块。在喷洒客土之前，需要先浇水，并确保湿润效果满意后再将客土喷洒在挂网中，客土的喷洒厚度应为8cm。同时，为了考虑到基质水分丧失会导致高度下降，可能无法满足植物生长要求的情况，可以按照设计厚度的125%标准喷洒客土，约为10cm厚。
(3)植物种类选择与施工要求。根据矿山边坡岩面性质、当地气候、施工季节等关键指标，选择合适的当地植物，以确保种植后的植被能够快速融入当地生态系统，并提高植物成活率。在施工过程中，先将处理好的种子与纤维、粘合剂、保水剂、复合肥、缓释肥、微生物菌肥等物质混合搅拌成喷播泥浆，然后通过喷洒装置将其均匀喷洒在作业面上。
(4)喷播后的养护。在进行种子喷播时，需要注意避免雨季，以免种子被雨水冲刷走，同时也要避免低气温影响种子的发芽率。喷播之后，可以使用无纺布或稻草帘等材料均匀覆盖在客土表面，以保温保湿，这有助于提高种子的发芽率。
(5)日常养护管理方案。从种子发芽到幼苗期，需要定期进行浇水养护。初期每天早晨可进行一次浇水，有时气候较热时还可以在晚上再进行一次。浇水时使用水滴雾化的方法，使水分均匀洒落在客土中。随着植物的生长，可以逐渐减少浇水次数。通常在进行15天到30天的养护后，边坡的绿化情况就会得到改善。经过两个月的养护，植被覆盖率就可以超过80%，景观效果非常满意。
1.3挂网喷播技术的运用要点
(1)植物种类选择方案。在废弃矿山治理中，选择适宜的植物种类对于景观形成效果具有直接影响。因此，可以按照以下原则选择植物：①植物应具有良好的适应性，能够适应矿山边坡气候条件和生长环境，因此可以优先选择当地乡土植物，并根据其他植物属性选择搭配优质植物。②在植物类型上，优先选择灌木，因为灌木的根系发达，适应矿山边坡的生长条件，并适量辅以藤本和草本植物。③在植物选择中，应选择耐旱、耐贫瘠且符合粗放管理要求的优质植物。根据经验，低矮植物的成活率更高，因此可以作为废弃矿山改造的首选。
为了实现上述目标，设计人员需要充分调研当地植被特征和气候特点，并根据此选择最适合矿山治理工程的植被。例如，在某个地区进行废弃矿山治理时，选择的灌木包括胡枝子、荆条和紫穗槐，而选择的草种包括沙打旺、黑麦草、早熟禾和高羊茅等。
(2)不同立地条件的挂网喷播保持情况。根据不同地区的经验表明，不同立地条件下的挂网喷播保持效果存在明显差异，因此工作人员需要及时进行鉴别，具体包括以下几点：①阴坡的生物量达到了1200g·m-2，基质脱落率约为5%~7%。②阳坡的生物量达到了550g·m-2，基质脱落率约为15%~20%。③大于等于70度岩质陡坡的生物量达到了400g·m-2，基质脱落率约为60%~70%。④小于70度岩质陡坡的生物量达到了650g·m-2，基质脱落率约为5%~8%。
通过上述数据可以发现，坡度越高，挂网喷播技术的脱落率越高，这对植物的成长不利，甚至在一些严重的区域只剩下裸岩和铁丝网。因此，在施工中应高度警惕这类区域的施工情况。对于坡度超过70°的废弃矿山边坡，考虑到植物成活率偏低，建议上述区域只进行挂网安全防护，并在台阶、底部等位置选择适宜的藤本植物实现垂直绿化。
2挂网喷播及时在废弃矿山治理中的运用研究
2.1项目简介
某金属矿山是一座露天开采矿山，整个治理区呈椭圆形。由于早期开采不规范，项目地区存在严重的地质安全问题，主要包括以下两点：①项目北东侧边坡已经形成高陡边坡，分为三级台阶，标高约为＋80m、＋60m、＋40m，其中最陡峭的位置接近90°。北东侧后缘的地形起伏大，存在严重的地质灾害隐患，且地形地貌景观遭到了破坏。②中部开采底部区域地形起伏较小，周围有多个凹陷的水塘，水源为大气降水。该区域的主要问题在于地形地貌景观受到了破坏。
2.2挂网喷播材料配置方案
(1)选择挂网材料。该项目中选择的挂网材料为钩花铁丝编网，由三级螺纹钢加工制作而成，次网钉为10mm的圆钢。
(2)喷播材料选择。客土是影响植物成活率的重要因素，为确保施工效果，在该项目中喷播种植土层厚度为80mm，喷播种子层厚度为20mm，共计100mm。
喷播客土的主要材料包括：①种植土，为当地精选种植土，无杂质且具有良好的团粒结构，密度为0.1立方米每平方米。②掺加少量草炭土，含有长纤维高腐殖酸。③植物纤维，主要由洁净的锯末和麦糠组成，每平方米用量为1.5kg。④固化剂，可在当地市场采购喷播专用固化剂，每平方米用量为1.3kg。⑤保水剂，采购专用喷播保水剂，每平方米用量为60kg。⑥缓释复合肥，采购长效缓释复合肥，每平方米用量为5kg。⑦生物菌肥用量为每平方米1kg。
(3)喷播种子的配制方案。该项目中使用的种子包括荆条、连翘、狗牙根和高羊茅，每平方米用量为22g。确定种植类型后，要进行发芽试验，结果显示种子发芽率大于等于85%时才可使用。在喷播种子前需用凉水彻底浸泡2h，这有助于提升发芽率；对于所使用的灌木种子，需要在喷播前进行24小时以上的温水浸泡。
2.3挂网喷播施工与养护
2.3.1清理坡面
采用人工施工结合机械施工方法，彻底清理废弃矿山坡顶和坡面的松石、危岩，并压实填土，以形成易于回填的边坡。在清理结束后，确保坡面表层不会出现倒角、较大的岩石缝隙和松动的岩面，切实保障挂网喷播施工的安全。
2.3.2挂网锚固方案
(1)挂网施工。挂网的网孔规格为5cm×5cm，横纵方向的重叠长度大于等于100mm，用Φ2mm的钢丝连接。编网时要向坡顶位置延伸0.5m。在施工过程中，要将搭接偏差控制在±20mm以内，绑丝间距偏差为±50mm，坡面与挂网之间的间隙控制在80mm以内即可。
(2)锚固施工。该项目中，锚固采用三级螺纹钢锚杆，锚固间距为1m×1m，次网钉为10mm圆钢。在锚固时，网钉外露4cm，用量为110支/100m2~120支/100m。施工时，使用电锤2进行钻孔，孔径为30mm，孔与坡面斜交，角度为20°。向孔内灌注水泥浆液，该浆液的水灰比为0.5，强度等级需大于等于C20。
(3)固定钢丝网。该项目中，网钉的外露长度为4cm，其中在2cm的位置绑扎挂网，以确保铁丝网能够固定在混合料层的中间位置。
2.4喷播绿化方案
当挂网锚固值符合设计强度后，进行绿化喷播。首先将种植土、植物纤维和保水剂混合，在喷洒设备中充分搅拌后，输送至喷枪进行喷洒，保持喷枪与坡面的距离在1m左右。施工过程中应严格控制加水量，以确保喷护基材之间相互稳定，从而提高植物的成活率。整个施工过程需要分两次进行喷射，分别针对客土层和种子层进行。
2.5养护方案
该项目中的挂网喷播植物养护方案包括以下三个方面：
①苗前养护，需要确保面层湿润。因此在作业的第一天，需要成立专门的养护管理小组，负责检查面层湿润情况。对于湿润度不达标的情况，需进行补水，以保证水分充足。
②苗期管理方案。当植物生长高度达到6m时，应降低补水频率，并根据植物长势判断植物的灌溉时间与灌溉频率。当坡面层被植物完全覆盖后，便可根据气候条件制定补水方案。
③后期管理方案。施工后三个月，挂网系统进入正常生产阶段，可仿照自然补水模式进行补水。
2.6病虫害防治
为了防治病虫害，可在早春各种植被进入到旺季生长期时进行喷洒。在发病前，可以使用少量甲基托布津或多菌灵等药物进行喷洒，之后每隔2周再进行一次，连续喷洒3次即可显著抑制病虫害的发生率。在使用杀菌剂时，应深入了解各类病虫害的发生原因，并根据病害发生率采取相应的防治手段。例如在该项目中，根据不同的病虫害采取了物理防治和人工防治的方法，有效降低了病虫害对绿化效果的影响。
2.7补种
通过该项目的经验，发现由于特殊的生长环境或种子未覆盖到位等原因，导致部分挂网的植物成活率不理想，需要进行补喷。补喷可采用春季补喷和喷后补种两种方式。补喷后，需在7天至20天内观察补喷位置的出苗情况。如果出苗情况不理想，则可以采用紧急补种措施。在进行紧急补种时，需要先浸种催芽3天，然后前一天浇透客土。最后，采用人工播种法进行施工即可。
如果采用春季补种方法，可以将当地采集的草种与种子混合在一起，每天在3月份至5月份进行补充种植。在裸岩或陡坡上方，可以种植悬挂植物(如紫藤)；在裸岩下方，可以种植爬山虎等植物。播种的方法为：在客土层中开设一个小洞，该洞的直径应根据种子直径计算，计算公式为“种子直径×3”，每个洞中投种3棵至4棵后盖土即可。或者也可以直接将幼苗移植到坡面上。
2.8治理效果评价
在该废弃矿山挂网喷播系统建成后的第二年，整个项目边坡的90%面积已经实现了绿化，形成了初步稳定的多层次植物群落。这个项目的生态复绿效果令人满意，显著改善了整个废弃矿山区域的视觉效果。
3挂网喷播技术的经验反思
3.1植物配置调查方案
根据本次工程项目的实践经验，发现在植物配置中存在以下问题：①喷播的植物种类与实际植被的数量、种类对比差异较大。造成这一结果的原因是忽视植物之间的配置方案。技术人员将过多的精力放在本地区的草本植物上，却忽视了植物与灌木之间的结合效果。如果所喷播的植物寿命有限，将会严重影响边坡的保护效果。②技术人员对植物演替规律的认知不足，导
致挂网喷播系统脆弱，容易被破坏。例如，在该项目中，边坡多为裸露岩体，石头间隙小。因此，在喷播客土后，由于基质薄，无法为高大灌木生长提供良好的根系成长空间，从而严重影响了灌木的成长。因此，该项目中主要以草本为主体的植被，在项目建成后的第二年才发现少量荆条等植物生长覆盖率不足5%。并且在当地降水不足时，灌木的生长基本处于休眠状态。为了避免这种问题的发生，后期采用挂网喷播施工技术时，需要考虑增加客土的覆盖面积。
3.2施工过程控制
(1)对施工现场的调查结果发现，在北东侧边坡位置存在坡度陡峭的区域，其坡度大于等于70°。根据该位置现场施工的结果，在该位置的挂网、客土基质容易脱落，植物无法生存。因此，为了降低施工成本，可考虑单纯地挂网而不种植植物。
(2)为了确保植物成活率，在施工建设期间，可以根据基质配比进行施工。此外，还将对所有的植物进行实验室种子发芽试验，并根据试验结果选择发芽率最高的植物。同时，将划分种间竞争关系，并最终确定种子比例，以争取获得最高的种子成活率。
(3)在设计过程中，应当考虑近期效果与远期效果的结合。为此，一方面，在植物配置上应尽量考虑不同植物在不同季节的成长情况以保证绿化效果。另一方面，可以采用护面墙、骨架植草墙等综合性防护体系，并在碎落台上开挖种植槽，以便栽种爬藤植物对下部实体防护结构进行绿化修饰。例如，后期可考虑在2级以上边坡增设平台，并在该平台上种植小乔木或者大灌木，这样可以形成综合坡面防护体系，有助于提升美化效果。
(4)在植物上的创新可以形成长久绿化景观。根据该项目的经验可以发现，该项目在植物选择上主要以本地植物为主，达到了提升植物成活率的目标，但是植物所呈现的景观单调，难以满足未来美观要求。因此本文认为未来可以参照类似工程项目的成功经验，拓展植物种类选择范畴，如美国地锦、杠柳、南蛇藤、鸡矢藤同样具有较高的成活率，有助于营造不同层次景观，并且上述植被还具有抑制杂草覆盖的效果，利用藤本植物的缠绕特性有助于提升废弃矿山边坡稳定性，有效避免边坡失稳等严重问题发生，具有可行性。
3.3喷射层破坏问题不容忽视
根据该项目的施工经验，在挂网客土喷播中，经常出现喷射层破坏的问题。根据现场调查结果，认为造成该结果的原因包括：①边坡坡度陡，同时施工中因为雨水冲刷等原因影响喷薄层与岩面粘接强度，导致滑塌等问题发生。②工程地质条件复杂，例如边坡延性易破碎或者强度低，导致边坡处于不稳定状态，容易出现质量问题。因此，为了杜绝上述问题的发生，可以考虑采用表面加固处理方法。例如，可以将螺纹钢锤进长度控制在4m左右，这样可以避免结构失稳。此外，也可以通过在人工挖出土槽中布设菱形钢筋网并将喷射混凝土厚度提升至15cm的方式来提升稳固程度。
4结语
在废弃矿山综合治理中，挂网喷播技术具有广阔的应用前景。该技术的出现实现了矿山边坡绿化的目的，并且具有防止水土流失、降低扬尘污染的功能。案例经验证实，在采用挂网喷播工艺后实现了边坡长久绿化的施工目标。这一做法的社会效益和生态效益都得到了满意的体现。此外，该技术对于类似的矿山项目环境综合治理也具有一定的借鉴和指导作用。
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