省级工法-微生物与耐酸植被联合修复酸性地质边坡施工工法.pdfVIP

微生物与耐酸植被联合修复酸性地质边坡施工工法 1 前言 随着交通强国等国家重大战略实施，公路工程建设越来越多，需 要对矿山边坡进行修整，金属矿产资源自身特点决定了边坡岩层地质 构造复杂，岩质成分多变，多浸入有酸性岩体，岩体间化学性质差异 明显，致使岩体断裂或层间裂隙围岩蚀变强烈。尤其是岩体或岩质中 夹杂有金属硫矿物，长期裸露蚀变更加明显。硫矿物与空气长期接触， 经雨水淋溶，再经过复杂的氧化还原反应，导致岩缝裂隙中析出大量 的S元素，形成强酸性岩。因强酸性岩体植被无法生长。 经济合理、效果好的酸性岩石边坡覆绿技术一直是矿山面临的严 峻难题。酸性陡坡覆绿传统施工方式有，1、采用基材喷播的方式为 植被生长提供养料，喷射基材较厚才能满足植被生长，对喷播技术要 求高且基材成本高；2、在酸性边坡上喷播耐酸性植被，植被生长因 酸性偏差导致参差不齐，后期植被维护成本大。综上所述，在酸性边 坡上复绿成本大。 针对上述问题，本工法申报单位结合具体工程应用案例，以工程 为对象、工艺为核心，提出了微生物与耐酸植被联合修复酸性地质边 坡施工技术，将相关技术应用于长江沿线国土空间生态修复工程等项 目，取得了较高的经济技术效益，并将施工技术和经验进行总结，并 集成了“微生物与耐酸植被联合修复酸性地质边坡施工工法”，相关 核心技术授权国家专利2项：一种露天矿山边坡生态修复施工方法 1 （ZL202111656559.6 ） 、 一 种 矿 山 边 坡 喷 播 复 绿 结 构 ZL202221566558.2 （ ）。本工法核心内容经浙江省科技信息研究院查 新 （查新报告：202333B2108491），在所检浙江省级工法中未见报 道。此后在工程实践中不断克服施工难点，完善施工方法，最后集成 本次申报文本，此后在工程实践中不断克服施工难点，完善施工方法， 最后集成本次申报文本。 2 工法特点 2.0.1 构建的微生物系统稳定，提出了酸性地质边坡微生物快 速修复技术，构建了地层微生物系统，依靠微生物将黄铁矿的氧化产 酸过程抑制。具有固氮、固碳的作用，实现有机营养汇入酸性边坡。 2.0.2 提出了耐酸植被复绿技术，在菌液喷淋时将筛选出的属 地植物播种，有利于高层次的草本及木本生态系统迅速恢复，并长期 维持稳定。 2.0.3 植被恢复速度快且复绿效果佳，微生物改变了岩层酸性， 有利于耐酸植被生长，实现了人与自然的和谐统一。 2.0.4 本工法施工流程短、工程措施少、后期维护成本低、可 持续性强，微生物修复后，可降低土壤渗透系数，实现表层土壤的紧 密团聚，减少雨水渗入土壤内部，具有抗雨水冲刷的效果。 3 适用范围 适用于酸性地质边坡防护施工，特别适合微生物与耐酸植被联合 修复酸性地质边坡施工。 2 4 工艺原理 黄铁矿氧化产酸的关键氧化剂是三价铁离子和氧气，在表层阻断 氧气的情况下，利用三价铁离子还原菌和硫酸盐还原菌，可以将三价 铁还原为二价铁，将硫酸根还原成负二价硫离子，降低电位，抬升 pH，使得黄铁矿氧化过程终止。 另外，高台阶坡面生态破损区，长期水土流失后，生态系统被破 坏，而生态系统是立体的，最底层是微生物生态系统，承担保水，碳 汇、固氮、维持土壤结构、支撑植物生长等功能，其被破坏后，单纯 种草种树很难存活，利用微生物快速复绿技术可以重构底层微生物生 态系统，当健康的底层微生物生态系统恢复后，可自发的从空气中固 氮、固碳，实现有机营养的尽汇入，改良属地微环境土壤功能，高层 次的草本及木本生态系统会迅速恢复，并长期维持。 图4.1-2 酸性边坡地质 3 图4.1-2 酸性边坡防护原理 5 工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 本