基于廢棄礦山綜合治理設(shè)計(jì)的研究

房永健

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局九一二大隊(duì)，江西 鷹潭 335000）

本著促進(jìn)礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用、提高資源利用率和保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境的目的，XX 國(guó)土資源局對(duì)境內(nèi)的廢棄礦山開(kāi)展礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理和土地復(fù)墾工作。通過(guò)公開(kāi)招投標(biāo)，由我院和XX 土地儲(chǔ)備開(kāi)發(fā)有限公司、XX 生態(tài)景觀股份有限公司、XX勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司組成的聯(lián)合體中標(biāo)XX 礦山生態(tài)治理修復(fù)工程第一批項(xiàng)目投融資、設(shè)計(jì)、施工一體化工程，其中由我院負(fù)責(zé)礦山生態(tài)治理修復(fù)工程的設(shè)計(jì)工作[1]。

1 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

1.1 第四系山前組殘坡積層

主要由灰色粘質(zhì)砂土夾碎石構(gòu)成，碎石含量約40%，粒徑2mm ～10mm。粘質(zhì)砂土稍濕，上部稍密，往下中密，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)殘坡積粘質(zhì)砂土粘聚力C 值一般為8kPa ～12kPa，內(nèi)摩擦角Φ 值一般為15°～22°。

1.2 寒武-奧陶系九龍群三山子組

三山子組分布于LH16采坑?xùn)|部，主要巖性為中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、薄層泥質(zhì)灰?guī)r，巖石以中風(fēng)化為主，表層有部分強(qiáng)風(fēng)化出露。

強(qiáng)風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，灰白～灰黃色，錘擊聲悶，無(wú)回彈，較易擊碎，塊狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育有2 ～3 組結(jié)構(gòu)面，主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合一般，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅲ級(jí)，基巖承載力基本值?0為2MPa ～4MPa，γ 為24.5kN/m3～26.5kN/m3，內(nèi) 摩 擦 角φ為40°～50°，黏聚力c 為0.7MPa ～1.5MPa。

中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，灰白～深灰色，錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎，中厚層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合一般，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅱ級(jí)，基巖承載力基本值?0為4MPa ～7MPa，γ 為26.5kN/m3，內(nèi)摩擦角φ 為50°～60°，黏聚力c 為1.5MPa ～2.1MPa。

1.3 寒武系長(zhǎng)清群饅頭組

分布于LH16 采坑西部，主要巖性為薄層頁(yè)巖與泥灰?guī)r互層、中厚層灰?guī)r，巖石以中風(fēng)化為主，表層有部分強(qiáng)風(fēng)化出露。

強(qiáng)風(fēng)化細(xì)頁(yè)巖與泥灰?guī)r互層，灰黃色，錘擊聲悶，無(wú)回彈，易擊碎，薄層狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育有2 ～3 組結(jié)構(gòu)面，主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，極易剝離，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅴ級(jí)，基巖承載力基本值?0小于2MPa，γ 為24.5 ～26.5kN/m3，內(nèi)摩擦角φ 為30°～34°，黏聚力c 為小于0.7MPa。

中風(fēng)化頁(yè)巖與泥灰?guī)r互層，黃綠、灰色，錘擊聲較清脆，有輕微回彈，較難擊碎，薄層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面結(jié)合一般，巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅳ級(jí)，基巖承載力基本值?0為2MPa ～4MPa，γ 為26.5kN/m3，內(nèi) 摩 擦 角φ 為40 ° ～50 °，黏 聚 力c 為0.7MPa ～1.5MPa。

2 設(shè)計(jì)方案

洛河LH16 治理區(qū)面積較大，采用統(tǒng)籌性、整體性、美觀性思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了工作量統(tǒng)計(jì)及后期施工規(guī)劃的方便，對(duì)整個(gè)治理區(qū)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分區(qū)描述及工作量統(tǒng)計(jì)[2]。

2.1 治理1區(qū)

臨水邊坡按1:1 坡率削坡到頂，坡口線外圍依地形平整，頂部設(shè)189.0m 平臺(tái)。邊坡覆土10cm 后撒播紫穗槐種植復(fù)墾成灌木林地；平臺(tái)及緩坡覆土10cm 后，按3.0×3.0m 間距坑穴栽植黑松、面狀撒播紫穗槐種植復(fù)墾成有林地。

表1 治理1 區(qū)挖填方統(tǒng)計(jì)表

表2 治理1 區(qū)復(fù)墾地類面積及覆土量統(tǒng)計(jì)表

2.2 治理2區(qū)

西部緩坡區(qū)按1:4、1:5、1:6 坡率進(jìn)行削、填整理成小于15°緩坡，與外圍銜接處以平臺(tái)或依地形按其他坡率銜接，以保留外圍道路。西部高陡邊坡按1:1.5 坡率削、填坡，設(shè)一級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)標(biāo)高218.0m，臨水邊坡按1:1 坡率削坡到頂，設(shè)二級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)標(biāo)高分別為195.0m、218.0m。耕地復(fù)墾小于15°緩坡覆土60cm后復(fù)墾成耕地。邊坡覆土10cm 后撒播紫穗槐種植復(fù)墾成灌木林地；平臺(tái)覆土10cm 后，按3.0×3.0m 間距坑穴栽植黑松、面狀撒播紫穗槐種植復(fù)墾成有林地。

2.3 治理3 區(qū)

南部臨水邊坡按1:1 坡率削坡到頂，北部邊坡按1:1.5 坡率削坡到頂，其他區(qū)域按1:5、1:6 坡率進(jìn)行削、填整理成小于15°緩坡，與道路銜接處以平臺(tái)或依地形按其他坡率銜接，以保留道路。其中215.0m 平臺(tái)覆蓋了原有道路，設(shè)一條長(zhǎng)109.0m、寬5.0m 田間道與南北兩端道路銜接。未利用地范圍內(nèi)小于15°的緩坡覆土60cm 后復(fù)墾成耕地。邊坡覆土10cm 后撒播紫穗槐種植復(fù)墾成灌木林地；未利用地范圍外的平臺(tái)及緩坡覆土10cm后，按3.0×3.0m間距坑穴栽植黑松、面狀撒播紫穗槐種植復(fù)墾成有林地[3]。

3 施工組織設(shè)計(jì)

3.1 施工準(zhǔn)備

LH16 采坑西側(cè)及內(nèi)部有南北向采坑便道進(jìn)入采坑，施工現(xiàn)場(chǎng)交通運(yùn)輸條件較好，不需要當(dāng)?shù)卣鶕?jù)施工需要協(xié)調(diào)解決施工臨時(shí)用地。石料可就近利用，砂料、水泥、表層覆土和植被等材料可在本縣城購(gòu)買解決。施工用電可從居民區(qū)接380V 動(dòng)力用電，也可考慮自發(fā)電。施工生產(chǎn)用水可直接從采坑水塘抽取。本工程施工搭建宿舍、辦公用房、倉(cāng)庫(kù)、停車場(chǎng)等臨時(shí)建筑3000.0m2，見(jiàn)表1。施工中將涉及到場(chǎng)地征用和青苗補(bǔ)償、臨時(shí)占地等需首先向當(dāng)?shù)卣鞯?，補(bǔ)償后方能進(jìn)場(chǎng)。

3.2 施工要點(diǎn)

土石方開(kāi)挖，由上至下分層、分段開(kāi)挖，坡面采取爆破、風(fēng)鎬松動(dòng)與機(jī)械破碎等形式，每段長(zhǎng)度不得大于5.0m，邊坡土石方開(kāi)挖應(yīng)分段分次，每次開(kāi)挖高度不得大于3.0m。施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→覆蓋層清理→人工+機(jī)械破碎→土石方開(kāi)挖→人工修整坡面。

3.3 施工工藝

3.3.1 爆破施工方法

本工程爆破施工以前，必須編制相應(yīng)的爆破試驗(yàn)大綱，經(jīng)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后，選取不影響建基面、邊坡標(biāo)高、坡度具有代表性的巖石區(qū)域，進(jìn)行爆破試驗(yàn)，根據(jù)爆破試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整后的爆破參數(shù)，直至取得最佳爆破效果，并以調(diào)整后的爆破為現(xiàn)場(chǎng)爆破開(kāi)采的依據(jù)。鉆機(jī)開(kāi)始施工以前，采用機(jī)械或人工對(duì)植被進(jìn)行清理。清理結(jié)束后，再采用反鏟對(duì)表層腐質(zhì)土進(jìn)行清理。鉆孔前，由測(cè)量人員測(cè)量出邊坡預(yù)裂邊線、高程、爆破區(qū)地形，并以交底卡的形式，提供給爆破工程師及鉆孔隊(duì)。本工程必須編制專項(xiàng)爆破設(shè)計(jì)方案，經(jīng)批準(zhǔn)后方可實(shí)施。爆破工程師根據(jù)測(cè)量交底，編制爆破專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案，填寫爆破參數(shù)表，經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核后，交底至施工員、鉆機(jī)隊(duì)。鉆孔時(shí)鉆機(jī)操作手首先根據(jù)技術(shù)交底卡對(duì)孔位進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后才能開(kāi)鉆，開(kāi)鉆時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工員必須到位，對(duì)開(kāi)鉆角度進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)誤后才能下鉆。

3.3.2 土石方開(kāi)挖

土石方開(kāi)挖嚴(yán)格遵循分段破碎、分段清理，過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

首先，開(kāi)挖過(guò)程中經(jīng)常校核測(cè)量開(kāi)挖平面位置、水平標(biāo)高、控制樁號(hào)、水準(zhǔn)點(diǎn)和邊坡坡度，使之符合設(shè)計(jì)要求。其次，邊開(kāi)挖邊形成施工便道，以方便后續(xù)工程施工。開(kāi)挖料出碴時(shí)先區(qū)分可利用料和棄碴，可利用料和棄碴分開(kāi)裝運(yùn)，部分碴料可就地回填，嚴(yán)禁將可利用料與棄碴混雜裝運(yùn)和堆存。注意保持碴料堆體周邊的邊坡穩(wěn)定，并作好堆碴體的邊坡保護(hù)和排水工作，堆棄碴地的工程措施應(yīng)滿足水土保持的一般規(guī)定。嚴(yán)禁自下而上或采取倒懸的開(kāi)挖方法，施工中邊坡開(kāi)挖應(yīng)隨時(shí)做成一定的坡勢(shì)。

3.3.3 整平覆土

（1）利用挖掘機(jī)及破碎錘，鑿除底盤突出的巖體。

（2）利用挖掘機(jī)及小型推土機(jī)將底盤的積存的廢土、廢碴填筑低洼處，并在大面上進(jìn)行整平。局部底盤坡度小于10°的地面順勢(shì)進(jìn)行平整。

（3）按計(jì)算數(shù)量將自卸車運(yùn)土在底盤均勻堆放，用推土機(jī)進(jìn)行整平，保證覆土厚度耕地區(qū)不小于60cm，林地區(qū)不小于30cm。

3.4 苗木種植

定點(diǎn)、放線：

根據(jù)綠化工程樹(shù)木栽植特點(diǎn)采用網(wǎng)格法進(jìn)行定點(diǎn)放線，按比例在設(shè)計(jì)圖上和現(xiàn)場(chǎng)分別畫出距離相等的方格（3×3m），定點(diǎn)時(shí)先在設(shè)計(jì)圖上量好苗木對(duì)其方格的縱橫坐標(biāo)距離，再按比例定出現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)方格的位置，釘木樁或撒灰線標(biāo)明。其次，運(yùn)苗與假植：運(yùn)苗裝車前須仔細(xì)核對(duì)苗木的品種、規(guī)格、質(zhì)量及數(shù)量，凡不符合要求的應(yīng)要求苗圃予以更換；裝運(yùn)喬木時(shí)應(yīng)樹(shù)根朝前，樹(shù)梢朝后，按順序碼好；車后箱板應(yīng)用柔軟物體鋪墊，以防碰傷樹(shù)皮；裝完后用氈布將樹(shù)根蓋嚴(yán)捆好，以防樹(shù)根失水。栽苗：須先量好坑的深度是否與土球高度一致，如有差別應(yīng)及時(shí)挖深或填土，絕不可盲目入坑，造成來(lái)回搬運(yùn)土球，應(yīng)注意：①平面的位置和高度必須符合設(shè)計(jì)的規(guī)定；②樹(shù)身上下垂直，如果樹(shù)干有彎曲，彎應(yīng)朝西北方向。行列式栽樹(shù)必須保證橫豎平直，左右相差最多不超過(guò)半樹(shù)干；③栽植深度應(yīng)比土球頂面深2cm ～3cm。

3.5 栽植后的養(yǎng)護(hù)和管理

立支柱：為了防止栽植的黑松樹(shù)被風(fēng)吹倒，應(yīng)立支柱支撐，將三根支柱組成正三角形，將樹(shù)圍在中間，用草繩或麻繩把樹(shù)和支柱隔開(kāi)，然后用麻繩捆緊。灌水：水是保證苗木成活的關(guān)鍵，栽后必須連續(xù)灌幾次水，天氣干旱時(shí)尤其重要。苗木栽好壺灌水之前，先用土在原樹(shù)坑的外緣培起高約15cm 左右的圓形土堰，并將土堰拍打牢固，以防漏水；苗木栽好后24 小時(shí)內(nèi)必須澆上水，第一遍水必須澆透，10 天之內(nèi)必須連續(xù)澆三次水，以后視土壤墑情確定澆水次數(shù)，但必須保證如土壤濕潤(rùn)，直至確定樹(shù)苗已成活。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著人民群眾對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高,廢棄礦山所引發(fā)的一系列環(huán)境問(wèn)題的整治工作已迫在眉睫。本文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)廢棄礦山綜合治理進(jìn)行研究，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，以期對(duì)類似礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理有所參考。