關(guān)于露天礦的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理工程勘查研究

曹宗權(quán)

（廣東核力工程勘察院，廣東 廣州 510800）

1 礦山地質(zhì)環(huán)境概況

廣寧縣潭布鎮(zhèn)某礦場位于S350省道南側(cè)50m，自90年代以來陸續(xù)有民采、盜采行為，盜挖、無序開采形成了高陡危險邊坡及松散堆土坡，造成了生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，并形成了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害隱患。

2 勘查設(shè)計目的、任務(wù)

（1）勘查目的。通過收集分析現(xiàn)有資料、綜合地質(zhì)調(diào)查、勘探等手段，查明區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的特征，對相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性和危害性作出評價，為該瓷土礦場礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工程設(shè)計提供所需的工程地質(zhì)資料。

（2）勘查任務(wù)。根據(jù)工程項目特點并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，針對該露天礦山地質(zhì)環(huán)境治理提出如下任務(wù)：①在充分收集區(qū)域地質(zhì)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象、地震及人類工程活動等資料的基礎(chǔ)上，開展礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，結(jié)合調(diào)查結(jié)果分析確定區(qū)內(nèi)的環(huán)境地質(zhì)條件；②查明區(qū)內(nèi)的地形地貌、地層結(jié)構(gòu)礦物特征，提供各礦層的地質(zhì)構(gòu)造特征及物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，查明地下水類型、逕流、腐蝕性等；③查明區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的類型特征、分布范圍、形態(tài)規(guī)模等；④根據(jù)邊坡的工程地質(zhì)條件劃分邊坡的安全等級；⑤對區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性做出合理評價，并提出合理的礦山恢復(fù)治理對策及方案建議。

3 勘查工作評述

（1）勘查工作依據(jù)。①《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218-2006）；②《巖土工程勘查規(guī)范》（GB 50021-2001）（2009年版）；③《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T 0219-2006）；④《泥石流災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0220-2006）；⑤《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330-2013）；⑥《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）；⑦《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2010）；⑧《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/J 50123-1999）；⑨《工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50266-2013）；⑩《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50218-2014）。

（2）勘查等級。根據(jù)現(xiàn)行《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218-2006）[1]規(guī)定，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害危害對象等級為Ⅱ級。根據(jù)現(xiàn)行《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T 0219-2006）[2]，該邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程分級為Ⅰ級。綜合分析，區(qū)內(nèi)邊坡安全等級為Ⅱ級。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及主要地質(zhì)災(zāi)害

（1）礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀。本次治理區(qū)范圍包含舊采區(qū)、堆土區(qū)及已發(fā)生滑坡區(qū)：①舊采區(qū)位于礦場西南側(cè)，區(qū)內(nèi)植被破壞嚴(yán)重，區(qū)內(nèi)存在一個已堆滿排土堆及土質(zhì)高陡邊坡，在長期雨水沖刷下，溝壑縱橫，水土流失嚴(yán)重。本段邊坡長約113.3m，邊坡傾向約172°～259°，傾角約60°～近直立，邊坡坡腳高程約266.63m～279.61m，坡頂高程約275.60m～307.42m，相對高差約8.97m～27.81m。坡體及坡腳堆填崩坡積土層，主要由砂土、塊石及碎石組成，厚度不均，土質(zhì)不均勻。②堆土區(qū)位于礦場東南側(cè)，排土堆坡度較平緩，植被破壞及水土流失嚴(yán)重。坡長約80.32m，邊坡傾向約259°，邊坡坡腳高程307.94m～328.71m，坡頂高程339.47m～348.02m，相對高差約10.76m～40.08m。③已發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域位于礦場中北側(cè)，該區(qū)內(nèi)東部山體發(fā)生山體滑坡，在強(qiáng)降雨的作用下引發(fā)泥石流，邊坡高陡，邊坡后緣出現(xiàn)裂縫。坡長約120m，邊坡傾向約0°～139°，邊坡坡腳高程約307.90m～319.99m，坡頂高程約311.85m～343.45m，相對高差約5.23m～33.21m，北側(cè)低，南側(cè)高。坡體由人工開挖山體及人工堆積填土構(gòu)成，主要由礦山表層剝離土堆填而成，厚約5.75m～10.32m。

（2）主要地質(zhì)災(zāi)害。區(qū)內(nèi)內(nèi)已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌和滑坡。區(qū)內(nèi)內(nèi)礦山開采形成危險斜坡，主要表現(xiàn)為邊坡上部坡殘積土、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及表層松散土體崩落，礦體物理力學(xué)性質(zhì)差，邊坡裸露，在降雨、滲流及自身重力作用下易發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（3）礦層特征。礦層自上而下主要包括：①層崩塌堆積層。褐黃色，松散，干～稍濕，主要由砂土、碎石土及部分粘性土組成，厚度一般2m～17m；②人工填土層。褐黃色、灰黃色，松散～稍壓實，干～稍濕，厚度約10m；③砂質(zhì)粘性土層。褐紅色、褐黃色稍濕，可塑～硬塑狀，為火山巖風(fēng)化殘積土，厚度1.20m～29.80m。

5 邊坡穩(wěn)定性分析評價

（1）邊坡穩(wěn)定性分析的原則。邊坡穩(wěn)定性分析采用以定性分析為基礎(chǔ)，以定量計算為輔助手段，進(jìn)行綜合評價的原則。

（2）邊坡工程安全等級。計算邊坡一般工況和暴雨工況下的穩(wěn)定性計算結(jié)果如下。

表1 邊坡穩(wěn)定性系數(shù)計算成果表

由分析結(jié)果得知區(qū)內(nèi)區(qū)邊坡一般工況下安全系數(shù)在1.057～1.649之間，邊坡處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡在暴雨工況下安全系數(shù)在0.858～1.215之間，邊坡處于不穩(wěn)定～基本穩(wěn)定穩(wěn)定狀態(tài)?？傮w上邊坡安全系數(shù)小于規(guī)范要求，邊坡出現(xiàn)滑坡、崩塌的可能性較大。

6 防治方案建議

①消除邊坡安全隱患。對于區(qū)內(nèi)危險斜坡，可采取放坡平整或是格構(gòu)錨固措施。對邊坡進(jìn)行放坡平整，放坡坡率宜根據(jù)坡體分布情況確定，建議坡率為1∶1～1∶1.5，放坡每級高5m～10m，每級平臺寬2m～3m。采用格構(gòu)錨固措施，錨固體長度、間距應(yīng)根據(jù)地層情況、錨固體所能承受的拉力等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較后確定。②完善截排水系統(tǒng)。在坡頂、坡腳修建有效的截、排溝，根據(jù)地形條件沿坡面布置急流槽，坡腳增設(shè)排洪渠，下游修建溢洪道，完善截排水系統(tǒng)。③進(jìn)行植被復(fù)綠。對于治理后的邊坡及坡腳堆積區(qū)進(jìn)行植樹、植草復(fù)綠，坡面可采用三維網(wǎng)噴播綠化、草皮綠化、噴混植生或植生袋等措施，對于坡腳堆積區(qū)宜進(jìn)行平整、覆土，采用植樹植草綠化。具體治理方案宜根據(jù)礦床特性、坡高、坡率等確定。

7 地質(zhì)災(zāi)害防治效益評估

①社會效益。對礦山的地質(zhì)環(huán)境通過以工程控制、復(fù)墾復(fù)綠的方式進(jìn)行治理，能增強(qiáng)人們環(huán)保意識，能有效減少因礦山生產(chǎn)活動而帶來的地質(zhì)災(zāi)害，是促進(jìn)人類與環(huán)境和諧發(fā)展的重要舉措。②經(jīng)濟(jì)效益。通過治理有效控制礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，大大降低礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患，減少下游地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治費用，節(jié)省了大量的搬遷費用；同時破壞的地形地貌景觀得到恢復(fù)，土地的使用價值增加了，經(jīng)濟(jì)效益明顯。③環(huán)境效益。通過治理復(fù)綠之后，展現(xiàn)在人們面前的將是一幅青山綠水、花草山水融合、礦產(chǎn)資源開采與礦山環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)、人為景觀與原生態(tài)自然景色交相輝映的美麗畫面。