淺析廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)
——以句容市北山水庫(kù)沿岸廢棄礦山治理為例

李佳舒，束 騫，姜德民，陸振裕

（1.江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212001；2.江蘇地質(zhì)基樁工程公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

北山水庫(kù)位于江蘇省句容市城北15km處，句容河上游的下蜀鎮(zhèn)境內(nèi)，是句容市內(nèi)水域面積最大的水庫(kù)，水庫(kù)集水面積59.5km2，總庫(kù)容8156×104m3，水域面積4980畝，為江蘇省重點(diǎn)中型水庫(kù)，現(xiàn)為句容市市區(qū)飲用水源地。

上世紀(jì)六七十年代初，由于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，句容市北山水庫(kù)周邊地區(qū)掀起了大規(guī)模開山采石的熱潮，對(duì)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。自2001年起，句容市根據(jù)相關(guān)文件精神，為保護(hù)環(huán)境、推進(jìn)句容市礦產(chǎn)資源合理有序利用，采石宕口陸續(xù)停采關(guān)閉。由于未采取相應(yīng)的治理恢復(fù)措施，留下大量采石場(chǎng)、礦山廢棄地以及裸露巖質(zhì)開采坡面，存在崩塌等地質(zhì)災(zāi)害隱患。同時(shí)還有大量建筑垃圾和生活垃圾凌亂的堆放在宕口內(nèi)，對(duì)區(qū)內(nèi)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。

為更好地保護(hù)北山水庫(kù)水資源，消除環(huán)境污染及安全隱患，提高水源水質(zhì)，句容市人民政府決定對(duì)北山水庫(kù)周邊共15個(gè)廢棄宕口進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。該工程治理量大，治理面積廣，為江蘇省內(nèi)首個(gè)造價(jià)逾1億元的礦山修復(fù)工程。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)狀概況

一期工程包含15個(gè)廢棄宕口，分布于大南山和荊條山，其中大南山治理區(qū)有8個(gè)宕口需進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理。治理區(qū)內(nèi)宕底廢棄地地形高低起伏、坑坑洼洼，局部低洼處形成水塘，部分宕底已成為尾礦、廢石土棄渣堆場(chǎng)，區(qū)內(nèi)植被破壞、土地退化等礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題十分突出，造成大量土地資源荒廢，與周邊秀美的自然環(huán)境極不協(xié)調(diào)。

1.2 存在的問(wèn)題

1.2.1 地質(zhì)災(zāi)害隱患

開山采石會(huì)對(duì)治理區(qū)產(chǎn)生一定的影響，研究區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)陡坡、地形破碎的情況；大量的廢石廢渣被堆放在治理區(qū)，雨季來(lái)臨時(shí)廢石在雨水沖刷作用下，滑坡災(zāi)害頻發(fā)。

1.2.2 占用與破壞土地資源

治理區(qū)總治理面積約42萬(wàn)m2，其中，坡面（含平臺(tái)）投影面積約8.5萬(wàn)m2，廢棄地（含尾礦、廢石棄渣堆、水塘）治理面積約24萬(wàn)m2。其中，大南山山頂未被破壞的面積約5.2萬(wàn)m2。開采后的山體未進(jìn)行治理，導(dǎo)致裸露巖質(zhì)邊坡影響自然景觀，宕口廢棄地坑坑洼洼、高低不平，雜草叢生、土地退化，造成土地資源嚴(yán)重浪費(fèi)。

2 廢棄礦山生態(tài)修復(fù)措施

2.1 削坡降坡及清坡

削坡降坡在廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理中有著廣泛的應(yīng)用，其主要是針對(duì)邊坡坡度偏陡，露采面巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較差，邊坡植被恢復(fù)難以施工及不能滿足植被生長(zhǎng)立地條件的情況進(jìn)行的削坡減載，目的是降低邊坡高度、坡度，提升邊坡穩(wěn)定性，以利于后續(xù)施工。對(duì)于高度較大的臨空面，一般應(yīng)采用分層臺(tái)階的方法施工，該方法不僅是礦山治理的安全技術(shù)要求，也是符合治理體系、治理目標(biāo)的一項(xiàng)重要舉措。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，本治理區(qū)滿足爆破條件的邊坡治理區(qū)可采用爆破工藝，不能滿足爆破條件的邊坡治理區(qū)可采用挖掘機(jī)配錘頭鑿巖施工，最終達(dá)到在徹底消除坡面上存在的崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患的同時(shí)，滿足植被生態(tài)恢復(fù)需要，確保邊坡安全及治理效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

在削坡完成之后，為消除治理區(qū)邊坡存在的不穩(wěn)定巖塊（體），保證邊坡經(jīng)修整和復(fù)綠施工后能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，根據(jù)治理區(qū)邊坡現(xiàn)狀及地層產(chǎn)狀、巖性等條件，可采用挖掘機(jī)配錘頭、人工風(fēng)鎬等方法按照設(shè)計(jì)方案的要求對(duì)邊坡進(jìn)行清坡施工。坡頂處盡可能修整圓滑，清除坡面碎石、浮石等不穩(wěn)定巖體，使坡面達(dá)到基本平整，以徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

2.2 掛網(wǎng)客土噴播

掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)最早應(yīng)用于高速公路兩側(cè)邊坡的防護(hù)。因邊坡植被人工干預(yù)較少，貧瘠的土壤限制了植被的快速覆蓋，阻礙了綠化效果的呈現(xiàn)。該技術(shù)一般是通過(guò)在邊坡上錨固金屬網(wǎng)，利用壓縮空氣噴槍將按要求配比好的客土與植被種子噴射到坡面，通過(guò)植被根系和網(wǎng)體的緊密結(jié)合,對(duì)邊坡達(dá)到防護(hù)、綠化的目的。

關(guān)于客土噴播基質(zhì)，應(yīng)根據(jù)各地氣候及地質(zhì)條件等外部因素配制，主要以肥沃的種植土為主，添加?xùn)|北泥炭、有機(jī)肥和纖維物，按設(shè)計(jì)要求的配比拌勻后儲(chǔ)存。

2.3 廢棄地整治

在常見(jiàn)的地質(zhì)環(huán)境治理中，廢棄地治理往往和廢棄礦山治理密切相關(guān)，對(duì)于廢棄地的治理不僅是恢復(fù)礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的技術(shù)要求，更和地方政府有關(guān)礦山土地復(fù)墾指標(biāo)息息相關(guān)。城市化進(jìn)程中對(duì)土地資源的大量需求則從另一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)了土地復(fù)墾的緊迫性、必要性。

廢棄地的治理主要是針對(duì)場(chǎng)地內(nèi)高低不平的地勢(shì)進(jìn)行修整，后期再通過(guò)覆土、栽植苗木或根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行土地復(fù)墾。在本工程中，挖掘殘丘以爆破結(jié)合機(jī)械挖除為主，人工為輔；回填及挖高填低以機(jī)械為主。廢棄地挖填及平整與土地利用相結(jié)合。對(duì)于后期覆土，主要的技術(shù)指標(biāo)有如下幾條：

（1）覆土土壤PH值范圍一般為5.5～8.5，含鹽量不大于0.30%；土壤中礫石體積含量小于15%，直徑小于7cm。

（2）回填土含水量應(yīng)符合壓實(shí)要求，如含水量偏高時(shí)，可采用翻松晾曬，均勻摻入干土等措施；如填料含水量偏低，可采用預(yù)先灑水潤(rùn)濕等措施。

（3）回填土不得含有有機(jī)雜質(zhì)，粒徑不應(yīng)大于50mm；碎石類土或爆破石碴用作填料時(shí)，其最大粒徑不得超過(guò)每層鋪填厚度的2/3（當(dāng)使用振動(dòng)輾時(shí)，不得超過(guò)每層鋪填厚度的3/4）。鋪填時(shí)，大塊料不應(yīng)集中，且不得填在分段接頭處或填方與山坡連接處。

2.4 澆灌、養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)

本工程治理面積逾25萬(wàn)m2，綠化、苗木栽植等對(duì)于礦山治理效果的綜合評(píng)價(jià)起到至關(guān)重要的作用，本工程因臨近北山水庫(kù)，同時(shí)周邊有治理過(guò)程中保留的水塘，其養(yǎng)護(hù)水源的獲取有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。為此，本工程設(shè)置了如下的養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。

（1）澆灌系統(tǒng)水管的布置：橫向（主）水管沿坡頂布置，水管規(guī)格宜采用4吋PVC水管；縱向水管沿垂直坡頂線方向間距15m布設(shè)，沿縱向水管每15m間距布設(shè)噴頭，縱向水管規(guī)格宜采用2吋PVC水管。以橫向（主）水管從多級(jí)泵站系統(tǒng)抽水至坡面養(yǎng)護(hù)區(qū)到縱向水管，然后通過(guò)噴頭噴射進(jìn)行澆灌。

（2）用增壓泵增壓，保證有足夠的水壓到達(dá)坡面及治理區(qū)平面養(yǎng)護(hù)區(qū)的每個(gè)部位。

3 治理效果評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目自2017年11月開工，2019年8月順利完工，消除了北山水庫(kù)水源地保護(hù)地廢棄宕口出現(xiàn)的崩塌等地質(zhì)災(zāi)害隱患，也消除了水土流失對(duì)水庫(kù)水源的污染，極大的改善了水庫(kù)水質(zhì)，減少了供水部門凈化水源水質(zhì)產(chǎn)生的費(fèi)用，同時(shí)降低了句容市區(qū)用水水源環(huán)境的安全風(fēng)險(xiǎn)；有效整治了工礦廢棄地（本次實(shí)際完成邊坡治理面積24萬(wàn)m2，廢棄地治理面積25.69萬(wàn)m2），增加了后備土地資源，是對(duì)投資環(huán)境的進(jìn)一步優(yōu)化，為地方經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造條件?？⒐ず笾两?，北山水庫(kù)周邊裸露的山體重披綠裝，治理效果初步顯現(xiàn)，自然風(fēng)貌重獲生機(jī)，揚(yáng)塵污染得到控制，空氣質(zhì)量得以提升，受到社會(huì)各界的一致好評(píng)，環(huán)境效益巨大，也為江蘇省礦山生態(tài)修復(fù)添上了舉足輕重的一筆。

圖1 治理區(qū)原貌航拍圖

圖2 治理完成后航拍圖