巖土工程在綠色礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理中的應(yīng)用

陶 付

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊(duì)，福建 福州 350001）

莆田市礦山開采歷史悠久，特別是在上世紀(jì)九十年代中期，興起了興辦礦業(yè)的熱潮，陸續(xù)開辦了大量的小型礦山，由于礦山規(guī)模小、難以進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的開采規(guī)劃和設(shè)計(jì)，礦業(yè)發(fā)展為社會(huì)做出巨大的貢獻(xiàn)，也留下了諸多地質(zhì)環(huán)境問題，突出的地質(zhì)環(huán)境問題主要表現(xiàn)為：占用破壞土地資源；地形地貌景觀破壞；水土流失；崩塌、滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境背景

莆田市礦山分布分散、面廣，主要集中在秀嶼沿海一帶，個(gè)別礦山隱蔽性差，直觀可視性強(qiáng)，可視范圍廣，多數(shù)沿公路、圍繞村莊、城鎮(zhèn)周邊分布，且緊鄰國省道，位于人類活動(dòng)頻繁區(qū)域。礦山以往開采和加工的過程中產(chǎn)生大量的固體廢棄物，占用土地面積大。

2 礦山環(huán)境破壞成因

（1）自然因素。調(diào)查區(qū)主要礦產(chǎn)資源為花崗巖、凝灰?guī)r、粘土礦，開采方式為露天開采，在開發(fā)利用的過程中對土地植被及地形地貌自然景觀造成嚴(yán)重破壞，與此同時(shí)還易形成陡峭的臨空面，巖層穩(wěn)定性較差的地方極易產(chǎn)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患。

（2）技術(shù)因素。礦山開采技術(shù)落后。在開采過程中對圍巖性質(zhì)認(rèn)識(shí)不足，采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等開采技術(shù)，造成爆堆分散，占用大量土地；爆破面凹凸不平，巖石松動(dòng)，易形成崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患。

（3）恢復(fù)治理技術(shù)落后。礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理專業(yè)性強(qiáng)，難度較大，尤其是開山采石形成的高陡巖質(zhì)邊坡及其廢渣堆等水土難以保持、植被難以覆蓋的地方，采用傳統(tǒng)的恢復(fù)治理方法很難達(dá)到預(yù)期效果。亟待新工藝、新方法對現(xiàn)有的恢復(fù)治理方法進(jìn)行補(bǔ)充和提升，以期達(dá)到更好的恢復(fù)治理效果。

3 莆田市礦山地質(zhì)環(huán)境總體評價(jià)

莆田市礦山破壞土地資源；地形地貌景觀破壞；水土流失；崩塌、滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害。

（1）占用破壞土地資源。由于莆田市廢棄礦山（點(diǎn)）多，礦山占地面積大，缺少合理的開發(fā)規(guī)劃和恢復(fù)措施，形成多處中轉(zhuǎn)場地和棄渣堆，壓占大量土地，造成資源浪費(fèi)。因以往開采工藝落后，布局不合理，普遍存在開采過高，邊坡較陡，局部甚至呈直立或倒傘狀的開采立面。采場邊坡多呈不規(guī)則，山體表層土體剝離，基巖出露。采面周圍山體淺層土體受開挖影響，植被砍伐破壞嚴(yán)重。采礦廢棄渣石、渣土順坡堆放，或平地堆填，壓占大量土地，毀壞大片原生植被。

（2）地形地貌景觀破壞。莆田市廢棄礦山破壞地形地貌景觀較為嚴(yán)重，主要分布于北岸經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)一帶。礦山開采立面、開采平臺(tái)、中轉(zhuǎn)場、堆渣場等區(qū)域，由于開采不規(guī)范，產(chǎn)生一系列的環(huán)境問題，如植被砍伐、水土流失、侵占土地、環(huán)境污染，甚至誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害等，不僅毀壞礦山原有的地形地貌，也造成了自然景觀破壞。極大地影響礦區(qū)及其周邊地區(qū)居民環(huán)境質(zhì)量的改善與提高，特別是在“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)，嚴(yán)重破壞旅游資源、影響觀瞻。

（3）水土流失。廢棄礦山早期采礦作業(yè)及修筑礦山道路對地形地貌、地表組成物植被、土壤及巖層造成強(qiáng)烈破壞，導(dǎo)致大面積山體裸露，引發(fā)水土流失。大面積的土地生態(tài)結(jié)構(gòu)遭到破壞，甚至出現(xiàn)裸巖礫石地帶，生態(tài)失衡。廢棄渣堆，結(jié)構(gòu)松散，隨意堆放破壞原生植被，也改變原有土體結(jié)構(gòu)，加之缺乏排水系統(tǒng)規(guī)劃，受地表水沖刷、侵蝕、軟化等作用，水土流失較嚴(yán)重。

（4）次生地質(zhì)災(zāi)害。崩塌、滑坡。多數(shù)礦山開采面邊坡陡、高差大，大部分已形成高陡邊坡，土質(zhì)裸露區(qū)、堆渣區(qū)可能存在潛在的邊坡崩塌、掉塊、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。主要部位出現(xiàn)在采場兩側(cè)及頂部近地表的風(fēng)化帶及堆渣面上部?；轮饕性谕临|(zhì)裸露區(qū)和堆渣區(qū)，主要威脅對象一般為礦山公路。

4 綠色礦山實(shí)施方案

4.1 巖土工程措施

（1）對潛在不良地質(zhì)-崩塌的治理。對崩塌首先采用削載卸荷，放緩邊坡、刷坡分級(jí)處理，暢通排水系統(tǒng)，恢復(fù)生態(tài)植被，加固現(xiàn)有土體等。

（2）對潛在不良地質(zhì)-滑坡的治理。對滑坡面采用削載卸荷，放緩邊坡、刷坡分級(jí)處理，在坡底增設(shè)擋墻，加固坡腳。同時(shí)采用工程防護(hù)措施與生態(tài)防護(hù)措施相結(jié)合的手法，對坡面進(jìn)行加固、復(fù)綠。

（3）對地形地貌景觀破壞治理。針對不同的地形地貌破壞分別采用不同的治理措施。①巖質(zhì)采面治理：可以采取簡單的綠化措施，如在開采立面頂部設(shè)置一排滴管，持續(xù)不斷對采面進(jìn)行噴水，短期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)采面快速綠化。②土質(zhì)裸露區(qū)治理：削坡減載、分臺(tái)階以生態(tài)防護(hù)與工程防護(hù)相結(jié)合的手段綜合治理，保證坡面、采面的穩(wěn)定。③堆渣場坡面治理：現(xiàn)存的廢棄石堆堆放坡度過陡，整體為直線坡，穩(wěn)定性差，存在崩塌、滑坡、泥石流等隱患。為提高廢棄石堆的穩(wěn)定性，必須對廢棄石堆進(jìn)行坡面整治。④礦山排水、灌溉系統(tǒng)的治理：排水不暢是廢棄石堆失穩(wěn)的主要誘發(fā)因素，分片區(qū)進(jìn)行排水、灌溉系統(tǒng)規(guī)劃，以截水溝、排水溝、跌水、涵洞等與現(xiàn)狀泄水溝形成排水、灌溉系統(tǒng)，將外圍雨水引往下游，可避免溝谷匯水對廢棄石堆的沖刷，減少水土流失，降低廢棄石所受的土壓力與滲流力，增加廢棄石堆的穩(wěn)定性，有助于消除崩塌、滑坡等隱患。⑤設(shè)置攔堆壩及石砌擋墻：經(jīng)過坡面整治后的廢棄石堆自身內(nèi)部的穩(wěn)定性得到較大的提高，但其下游前緣及其與下伏的殘坡積粘性土之間的接觸面仍屬穩(wěn)定性較差部位，存在著發(fā)生崩滑的危險(xiǎn)性。為此，在廢棄石堆的下游前緣設(shè)置重力式攔渣壩。⑥設(shè)置沉沙池、蓄水池：為防止雨水淋濾廢棄石堆后的污水直接排入下游溪溝而污染下游水體，在廢棄石堆攔渣壩的下方設(shè)平流式沉淀池；邊坡平臺(tái)位置設(shè)置蓄水池利于后期農(nóng)業(yè)灌溉。蓄水池、沉淀池盡量采用漿砌塊石，水泥砂漿抹面。⑦平臺(tái)的治理：重點(diǎn)以打造旱地、經(jīng)濟(jì)林為主，也可結(jié)合當(dāng)?shù)卣枨?，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣?，將部分礦山平臺(tái)作為食用菌生產(chǎn)基地等；凹采采坑可打造成養(yǎng)殖水面、坑塘水面等。⑧礦山道路的治理，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，對于礦山公路不需要保留的，則采取覆土回填綠化，對于需要保留的，根據(jù)實(shí)際情況采用不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對路面進(jìn)行封閉、硬化，兩側(cè)增設(shè)行道樹。⑨設(shè)置警示標(biāo)志：考慮到廢棄礦山存在安全隱患，因此本方案中采取在礦區(qū)入口周邊設(shè)置防護(hù)欄并豎立警示牌等措施，以防止礦山周邊群眾進(jìn)入礦區(qū)。

（4）土地復(fù)墾。根據(jù)礦山土地適用性評價(jià)原則，因地制宜，對開采平臺(tái)、中轉(zhuǎn)場地等進(jìn)行場地平整，覆土不小于30cm種植相思樹、爬山虎和狗牙根等；對于堆渣面，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行改造，局部可做成梯田式坡面，坡面坡度修整至不大于25°，覆土厚度不小于50m種植山毛豆、相思樹、爬山虎等，并設(shè)置截、排水溝，完善礦區(qū)排水系統(tǒng)，坡腳設(shè)置攔擋壩等。

4.2 植被措施

為防止水土流失及消除泥石流隱患，對坡面整治后的廢棄石堆的坡面進(jìn)行植被恢復(fù)。植被恢復(fù)主要包括以下措施。

（1）覆土回填。對坡面整治后的廢棄石堆的平臺(tái)、坡面進(jìn)行覆土，覆土厚度為0.80m。

（2）植被種植。植被種植采用喬、灌、草本植物相結(jié)合的方式。品種的選擇要求所選品種，一是具有較高的逆境脅迫忍耐力與抵抗力（主要是抗旱、抗高溫、耐貧瘠、PH值幅度的極端適應(yīng)力等），二是要求生長迅速，具有較強(qiáng)的土壤改良功能，三是具有較強(qiáng)的抗污染、水土保持、綠化美化和經(jīng)濟(jì)功能。根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑参锶郝浣Y(jié)構(gòu)及以上要求，初步選定闊葉林類、花木蘭、山毛豆、相思樹、木荷、胡枝子、狗牙根、蔓藤、蘆葦?shù)茸鳛橹脖换謴?fù)品種。具體的做法為：對覆土后的廢棄石堆采取喬灌草相結(jié)合按1:2:2比例種植，多花木蘭、相思樹（采用樹種撒播，40g/m2），山毛豆、胡枝子（采用灌種撒播，40g/m2），狗牙根、葛藤、蘆葦（采用草種撒播，3g/m2）等，種植時(shí)間為春季。

5 結(jié)束語

①礦山地質(zhì)環(huán)境關(guān)系到生態(tài)系統(tǒng)完整性。②巖土工程實(shí)施的方案根據(jù)具體礦山特點(diǎn)綜合利用具體巖土工程方法進(jìn)行綜合治理，采取有效的措施，為其他地區(qū)綠色礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理提供了新的思路。③巖土工程因地制宜的選取當(dāng)?shù)氐膸r土工程方法，需經(jīng)過共同討論研究，選擇適合方法，對處理具體礦山地質(zhì)環(huán)境問題是切實(shí)可行的。④莆田市的礦山環(huán)境恢復(fù)治理方案，為以后周邊地區(qū)礦山環(huán)境恢復(fù)治理項(xiàng)目提供有效借鑒。