中小型礦山環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)探討

梅志華

（山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264000）

膠東半島區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展，區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)開采程度較高，伴生的各類地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害問(wèn)題日益明顯。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害防治而言，最基本的任務(wù)可能是：①科學(xué)描述地質(zhì)災(zāi)害體的特征及其成因的地質(zhì)環(huán)境，自然衍化過(guò)程或人為引發(fā)因素，初步判斷地質(zhì)災(zāi)害體的發(fā)展趨勢(shì)，解決其是什么（What）的問(wèn)題；②給出地質(zhì)災(zāi)害的成因機(jī)理，建立地質(zhì)災(zāi)害概念模型和變形破壞力學(xué)模式，評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性或變化性，預(yù)測(cè)對(duì)人類社會(huì)生存與發(fā)展的危害性或變化性，解決為什么（Why）的問(wèn)題；③提出防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策、工程方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)工藝和工程效果檢測(cè)評(píng)估等，解決怎么辦（How）的問(wèn)題。地質(zhì)環(huán)境修復(fù)與生態(tài)設(shè)計(jì)是解決怎么辦（How）的具體措施之一，是指依據(jù)實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害類型有針對(duì)性的采取工程防護(hù)措施，對(duì)破壞的土地及潛在的地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行整理，使其恢復(fù)可供使用的狀況。

本文以“丁家金礦礦山環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)”為例，重點(diǎn)探討礦山環(huán)境中渣石堆的防治設(shè)計(jì)及生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)工作。

1 項(xiàng)目背景

下丁家金礦區(qū)開采歷史悠久，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，小型斷裂構(gòu)造發(fā)育?，F(xiàn)階段礦區(qū)內(nèi)山體已遭到嚴(yán)重破壞，渣石堆遍布，且分布雜亂無(wú)章。導(dǎo)致了大量土地破壞、潛在不穩(wěn)定高邊坡的形成、泥石流誘發(fā)松散堆積體、新的崩塌滾石、地面塌陷及地裂縫等一系列潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患。

2 治理與修復(fù)設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)的目的是不良地質(zhì)環(huán)境向良性轉(zhuǎn)化，消除安全隱患，改善視覺(jué)效果，從而與周圍的環(huán)境融為一體為。在工程地質(zhì)調(diào)查、勘察的基礎(chǔ)上，結(jié)合堆積區(qū)原始地形、地貌特征，兼顧安全、成本控制等，確定設(shè)計(jì)內(nèi)容為：渣石堆邊坡修整設(shè)計(jì)；擋土墻設(shè)計(jì)；蓋板涵設(shè)計(jì)；截水溝工程設(shè)計(jì)以及生態(tài)修復(fù)工程設(shè)計(jì)。

2.1 渣石堆邊坡修整優(yōu)化設(shè)計(jì)

目的是提高松散堆積體自然條件下的穩(wěn)定性，滿足修整后邊坡坡角小于松散堆積體自然休止角。在充分考慮防治地質(zhì)災(zāi)害危害和生態(tài)修復(fù)的雙重作用的基礎(chǔ)上，將治理區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀堆積的渣石堆，依據(jù)豎向標(biāo)高，自下而上重新規(guī)劃坡體標(biāo)高，邊坡坡率≥1:1.5，分級(jí)放坡，坡體表面壓實(shí)度≥90%，理順坡面，保證坡體的穩(wěn)定性（圖1：坡體恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)圖）。

圖1 坡體恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)圖

圖2 擋土墻標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2.2 擋土墻優(yōu)化設(shè)計(jì)

目的一是在通過(guò)修整坡體坡度后，通過(guò)埋壓坡腳提高渣石堆整體穩(wěn)定性；二是在極端氣候條件下防止渣石體滾落，對(duì)交通及人員安全造成影響。

通過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算，在渣石堆坡腳處設(shè)計(jì)擋土墻，上邊墻寬1000mm，外側(cè)坡為1:0.05，內(nèi)側(cè)坡為1:0.35，外露面采用塊石鑲面。砂漿強(qiáng)度M7.5，毛石強(qiáng)度不低于30Mka、中部厚度不小于20cm的毛石，墻頂、外露面采用1:2水泥砂漿勾縫、抹平（詳見圖2：擋土墻標(biāo)準(zhǔn)斷面圖）。

2.3 蓋板涵優(yōu)化設(shè)計(jì)

目的是有效疏散地表水體，防止地表水對(duì)坡體沖刷。根據(jù)渣石堆周邊地形現(xiàn)狀，東側(cè)為三處溝谷，雨季時(shí)地表匯流水量較大，對(duì)坡體沖刷現(xiàn)象嚴(yán)重。故此在匯水區(qū)主動(dòng)截流，增設(shè)1m～4m蓋板涵及兩側(cè)附屬溝槽，以解決雨季匯水對(duì)坡體沖刷問(wèn)題。蓋板涵尺寸見圖3。

圖3 1-4m蓋板涵斷面圖

2.4 截水溝工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

目的一是在雨期山體匯水量較大，防止其對(duì)治理坡體進(jìn)行沖刷；二是減少渣石體滾落到安全區(qū)以外，造成不必要的安全隱患。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)渣石堆與原始地形地貌相對(duì)位置關(guān)系，截水溝位置設(shè)置于與原山體原貌銜接處外1m，截水溝出水口的位置根據(jù)總體設(shè)計(jì)圖沿坡體向外一側(cè)自由排放，一側(cè)進(jìn)入板涵內(nèi)；截水溝為漿砌片石，砂漿強(qiáng)度M7.5，形狀為矩形，上邊寬90cm，下底寬40cm，深度50cm。

2.5 生態(tài)修復(fù)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

所謂生態(tài)修復(fù)是指通過(guò)人工方法，按照自然規(guī)律，恢復(fù)天然的生態(tài)系統(tǒng)。

依據(jù)渣石堆特點(diǎn)，設(shè)計(jì)既要充分考慮坡體條件、土壤成份，又要結(jié)合區(qū)域人文地理環(huán)境及生態(tài)要求，做到與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相協(xié)調(diào)。

根據(jù)以上條件，生態(tài)環(huán)境修復(fù)設(shè)計(jì)應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件的黑松、紫穗槐等作為主要綠化樹種。黑松種植于南側(cè)道路擋土墻外，用以遮擋擋土墻；紫穗槐種植于坡體，起到護(hù)坡固土的作用。

3 結(jié)論

回顧并總結(jié)以往膠東地區(qū)中小型礦山環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，得出以下重要認(rèn)識(shí)：

（1）渣石堆在不同的自然條件下，極易產(chǎn)生滑塌、滾石、泥石流等，對(duì)周邊群眾的生產(chǎn)、生活等構(gòu)成了較大威脅。

（2）設(shè)計(jì)的根本目的是回答How的問(wèn)題，設(shè)計(jì)必須使不良地質(zhì)環(huán)境向良性轉(zhuǎn)化，消除安全隱患。

（3）工程設(shè)計(jì)首先在滿足安全的條件下，充分考慮不利因素，采用多種設(shè)計(jì)措施相結(jié)合的方式并結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度使設(shè)計(jì)效果與自然環(huán)境融合。

（4）生態(tài)修復(fù)工程設(shè)計(jì)的根本原則是必須與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相一致，不能違背生態(tài)發(fā)展的自然規(guī)律。