涇縣涇川鎮(zhèn)新橋采石場礦山地質(zhì)環(huán)境治理措施分析

文 潔

（安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院，安徽蕪湖241000）

1 礦山現(xiàn)狀概述

1.1 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

涇縣新橋建筑建筑石料用灰?guī)r礦原為山坡露天爆破開采，開采礦種主要為石灰?guī)r，停采后邊坡呈現(xiàn)高陡裸露巖面，節(jié)理裂隙發(fā)育，自然風(fēng)化破裂嚴(yán)重，留下破碎的山體、裸露的巖石，形成大面積的“白色污染”，對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。由于大規(guī)模開采且未及時進(jìn)行治理，在后期長時間的風(fēng)化作用和人為活動的影響下，導(dǎo)致該高陡邊坡殘留懸石危巖，造成治理區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患，同時造成了嚴(yán)重的景觀破壞和環(huán)境污染。治理工程區(qū)總面積61738.5m2，共分二個治理區(qū)：露采邊坡區(qū)和坑底區(qū)。

1.2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

礦山的露天開采，在一定程度上破壞了原有山體的穩(wěn)定性，而且礦山開采過程中未實施礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與綜合治理工程，因此，礦山開采存在的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題為：露采邊坡存在崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患；礦山開采對土地資源形成挖損、壓占，并對原有地形地貌景觀和植被環(huán)境遭到破壞，造成水土流失及生態(tài)環(huán)境破壞。

2 礦山邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 赤平投影分析評價

治理工程區(qū)局部段邊坡巖石風(fēng)化、破碎嚴(yán)重，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，邊坡高且陡。根據(jù)裸露邊坡不同位置不同結(jié)構(gòu)面的組合關(guān)系，采用赤平投影法和極限平衡法對采場邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，分析結(jié)果見圖1。

圖1 北側(cè)邊坡赤平投影圖

由圖1可以看出，巖層面傾向坡內(nèi)，巖層傾角小于邊坡角，邊坡高陡，邊坡整體為穩(wěn)定，但局部裂隙分布段、邊坡較陡部位，在雨水、震動的作用影響下，邊坡局部巖石塊體有可能發(fā)生崩落破壞，因此，需采取有效的治理措施消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

2.2 邊坡穩(wěn)定性計算評述

計算采用瑞典法又稱Fellenius法，根據(jù)斷面計算，邊坡目前狀況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.11，暴雨狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)為1.03，與允許安全系數(shù)1.10相比相差較大，穩(wěn)定性明顯不足，需要采取工程措施進(jìn)行提高。

3 治理工程設(shè)計方案

3.1 治理設(shè)計原則

根據(jù)涇縣新橋建筑石料礦用灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程提出的總體目標(biāo)，結(jié)合礦區(qū)的具體情況和區(qū)內(nèi)的地質(zhì)條件以及項目實施的可行性等方面因素，主要堅持以下原則：①邊坡穩(wěn)定、安全優(yōu)先的原則；②因地制宜、技術(shù)可行的原則；③堅持科學(xué)創(chuàng)新的原則；④社會效益和生態(tài)效益相統(tǒng)一的原則；⑤結(jié)合相關(guān)規(guī)劃，功能優(yōu)先的原則。

3.2 治理工程

結(jié)合各區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，治理區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理主要是對高陡邊坡進(jìn)行削坡、清坡，對平臺進(jìn)行修整后實施復(fù)綠工程；廢棄地（坑底）削高填低、回填平整。結(jié)合各區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀，治理區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理主要是對高陡邊坡進(jìn)行削坡、清坡，對平臺進(jìn)行修整后實施復(fù)綠工程；坑底削高填低、回填平整。

（1）坡面清理工程。主要清理巖面碎石、松散層等，保證施工前坡面的凹凸度，同時，對于光滑巖面需要通過挖掘橫溝等措施進(jìn)行加糙處理，以免后期巖體下滑。清理的塊石可用于露采坑內(nèi)底部的回填及綜合利用，松散巖土用于上部回填。

（2）坑底整平。對露采坑采取回填、覆土措施，回填的土方量一是利用廢渣堆的土石；二是利用削坡后遺留下的小塊巖塊及土體進(jìn)行回填，考慮到廢渣土的方量及削坡后留下的土石方量較大，坑底自坑口向里回填成緩坡，要求向坑外傾斜，坡度保持在5°以內(nèi)。

（3）復(fù)綠工程。設(shè)計采用高次團(tuán)粒噴播復(fù)綠。噴播選用植物種類應(yīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件，抗旱性、抗寒性、抗熱性、抗貧瘠性及抗病蟲性強(qiáng)，耐粗放管理并能產(chǎn)生適量的種子；其植物選配宜冷暖季草種相結(jié)合，草本與灌木相結(jié)合，一年生與多年生相結(jié)合。主要植物種類有：百慕大、彎葉畫眉草、黑麥草、紫花苜蓿、沙打旺、木豆、胡枝子、紫穗槐、馬棘、鹽膚木、刺槐、二月蘭等。植物品種的配置其常綠品種數(shù)量不得少于總數(shù)量的1/3，植被類型應(yīng)在6個月內(nèi)完成由以草本為主向以草灌結(jié)合直至以灌木和小型喬木為主的過渡。

（4）平臺及坑底復(fù)綠。平臺上種植翅莢木（任豆）、側(cè)柏等耐干旱可在貧瘠的山地上生長的喬木，灌木可選擇紅葉石楠、紫穗槐等耐堿、耐旱適應(yīng)性強(qiáng)的植物，平臺覆土厚度不小于0.6m。樹種規(guī)格要求，苗木高度不小于1.5m，植樹間距2m。平臺覆土厚度不小于0.6m，恢復(fù)為林地。

4 主要施工工藝及技術(shù)措施

4.1 人工、機(jī)械清坡

削坡后，為消除坡面仍然存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象，防止不穩(wěn)定巖塊（體）產(chǎn)生的崩落、滾落等地質(zhì)災(zāi)害，滿足邊坡安全需要，保證邊坡經(jīng)修整施工后能保持長期穩(wěn)定，基本無懸石、危巖。可采用人工風(fēng)鎬和機(jī)械相結(jié)合的方法進(jìn)行坡面清理。對削坡后的最終邊坡角控制在設(shè)計要求以內(nèi)，且坡面應(yīng)達(dá)到基本平整。

4.2 坑底回填平整

回填碎石土?xí)r，應(yīng)分層填筑，下部可采用粒徑較大的碎石土夯實回填，自下而上，逐步減小回填碎石土碎石粒徑，最后根據(jù)種植需要進(jìn)行覆土?；靥罹唧w技術(shù)要求：碎石土碎石粒徑應(yīng)小于20cm。碎石土應(yīng)每30～40cm分層夯實，距表層0～80cm的填料壓實度不小于85%，距表層80cm以下填料壓實度大于90%。

4.3 排水溝施工

應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場實際，對排水工程進(jìn)行定位放線，施工技術(shù)要求如下：

（1）根據(jù)施工現(xiàn)場測量放線進(jìn)行溝槽開挖，控制好開挖尺寸和深度，避免超挖、欠挖。

（2）排水溝采用漿砌石砌筑，砌筑砂漿標(biāo)號采用M10，并用比砌筑砂漿高1級標(biāo)號的砂漿進(jìn)行勾縫，且以勾陰縫為主。

（3）應(yīng)嚴(yán)格控制水溝的坡度，為防止溝渠淤塞，溝底縱坡坡度一般不宜小于0.5%。

（4）溝渠的頂面高度應(yīng)高出水位0.1～0.2m。

（5）墻體每隔10～15m設(shè)置伸縮縫，伸縮縫內(nèi)應(yīng)設(shè)止水。

（6）開挖出的溝基，如地基承載力達(dá)不到設(shè)計要求時，應(yīng)進(jìn)行除泥換土、填砂礫石料和夯實處理加固。

（7）排水溝底板和邊墻砌筑要求為：平、穩(wěn)、緊、滿。

（8）砌石用座漿法或灌漿法，石料使用前應(yīng)洗刷干凈。

（9）砌片石(磚)時，應(yīng)注意縱、橫縫互相錯開，每層橫縫厚度保持均勻。未凝固的砌層，避免震動。

4.4 邊坡及平臺植被恢復(fù)

（1）露采邊坡復(fù)綠工程。在保證坡面穩(wěn)定、安全的前提下，將邊坡恢復(fù)成自然、和諧、生態(tài)的植被環(huán)境。根據(jù)“設(shè)計要點”的要求，采取團(tuán)粒噴播技術(shù)對露采邊坡進(jìn)行復(fù)綠，確定綠化目標(biāo)為：將裸露的邊坡建成與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)、植被繁茂、配置合理、觀感自然的綠色地質(zhì)環(huán)境。

（2）平臺復(fù)綠工程。

①工藝流程：拓坑→耕植土回填→植被綠化。

②施工工藝：覆土應(yīng)為有利于植物生長的耕植土，回填均要求碾壓密實。覆土標(biāo)準(zhǔn)：pH值范圍一般為5.5～8.5之間，含鹽量不大于0.3%，覆土沉實厚度0.3m。

③品種選擇：選用鄉(xiāng)土類植物建立起來的植物群落更易于向穩(wěn)定的植物群落發(fā)展，鄉(xiāng)土植物通過不同種類間的競爭已經(jīng)適應(yīng)了當(dāng)?shù)氐纳姝h(huán)境。

④苗木種埴：工藝流程：場地平整→定點放線→覆蓋耕植土、下基肥→種植→修剪整形→施工場地清理。見圖2。

圖2 生態(tài)工程流程圖

4.5 植被養(yǎng)護(hù)管理

（1）初期養(yǎng)護(hù)。

①加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，利用人工軟管澆灌，杜絕養(yǎng)護(hù)盲區(qū)。

②坡面覆蓋植被毯，可以有效地防止地表徑流，減少坡面植生基材的流失，同時有利于植物初期生長的保墑，促進(jìn)植物生長。

③前期持續(xù)養(yǎng)護(hù)時間為45d左右。養(yǎng)護(hù)澆水的時間以早晚進(jìn)行為佳，盡量避免在強(qiáng)烈的陽光下進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，以免灼傷幼苗葉片。

④在高溫干旱季節(jié)，種子幼芽及幼苗由于地面高溫容易被燙傷，每天應(yīng)增加2～3次噴水，每次濕潤1～2cm即可，隨時觀察坡面植物生長狀況，做好坡面植物生長狀況記錄調(diào)查表，并根據(jù)結(jié)果及時采取應(yīng)對措施。

⑤爬山虎栽培管理簡單粗放，可在早春萌芽前栽種，株距約0.5m，初期每年追肥1～2次，并注意澆水，適時采取牽引措施使攀緣植物的枝條沿依附物不斷延伸生長，并盡快沿巖面吸附生長，2～3年后即可逐漸布滿巖面，其后任其自然生長。

⑥造林后還應(yīng)根據(jù)各樹種特點，注意監(jiān)測病蟲害的發(fā)生情況，及時采取防治措施，同時應(yīng)做好防寒、防旱措施。應(yīng)保證造林成活率在85%以上（含85%）。成活率在41%～85%（不含85%）應(yīng)補(bǔ)植，成活率在41%以下（不含41%）應(yīng)重造。造林成活率不合格的造林地，應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)播或重新造林，植苗造林的補(bǔ)植應(yīng)用同齡大苗。

（2）養(yǎng)護(hù)期內(nèi)的植被養(yǎng)護(hù)。植被養(yǎng)護(hù)由于其特殊的地理條件，所以它的養(yǎng)護(hù)亦具有其特殊性，其養(yǎng)護(hù)工作主要包括澆水、施肥、病蟲防治、補(bǔ)種及后期苗木種植。該治理工程項目植被養(yǎng)護(hù)期為2年。

5 礦山地質(zhì)環(huán)境治理成果及效益分析

治理工程的實施，將消除礦山存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，保證人民群眾的生命財產(chǎn)安全，改善治理工程區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境，治理工程具有明顯的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境條件、礦山地質(zhì)環(huán)境問題及地質(zhì)災(zāi)害隱患的分布，按照宜林、宜墾、宜景、宜漁、宜房等原則，選擇最佳的治理方案進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，這樣不僅有利于礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)，而且，也給當(dāng)?shù)氐拇迕駧磔^好的經(jīng)濟(jì)效益，因此，涇縣涇川鎮(zhèn)新橋采石場礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程具有較好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，礦山露采區(qū)破壞土地面積為61738.5m2（約92.6畝），礦山開采不僅對礦區(qū)地形、地貌及地表植被形成破壞，還存在崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患。因此，通過礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)工程，恢復(fù)了土地的原有功能，提高了土地資源的利用率。

本次治理工程采取的植被恢復(fù)措施，山坡綠地用于灌木類及藤蔓類的植被產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5.2 社會效益分析

（1）通過對礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)，可以消除地質(zhì)災(zāi)害隱患與礦山地質(zhì)環(huán)境問題，防止水土流失，從根本上恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境。

（2）礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)工程的實施，進(jìn)一步提高了全民眾的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識，使礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作深入人心。

（3）通過礦山地質(zhì)環(huán)境治理，使遭受破壞的礦山地質(zhì)環(huán)境得到有效恢復(fù)，區(qū)域視覺與景觀可達(dá)到較好的改觀，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)一步提高。

（4）礦山地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)與治理，有助于改善當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，從根本上改善當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)、生活環(huán)境，使人與自然環(huán)境和諧發(fā)展，“青山白化”的現(xiàn)象被徹底改變。

（5）有利于促進(jìn)社會的進(jìn)步，對社會的和諧和穩(wěn)定起到積極的作用，因此，本項目的實施，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、社會發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

5.3 環(huán)境效益分析

（1）通過陡峭邊坡的治理與恢復(fù)工程，減輕或消除了崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患及礦山地質(zhì)環(huán)境問題對當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)環(huán)境的影響，徹底改善了當(dāng)?shù)匕傩盏沫h(huán)境質(zhì)量。

（2）礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程的實施，不僅使露采區(qū)生態(tài)環(huán)境得到恢復(fù)，而且可以提高礦山的土地利用價值，使礦山的環(huán)境與周圍環(huán)境和諧共存。

（3）礦山地質(zhì)環(huán)境的治理恢復(fù)，可改善礦區(qū)及其附近的地質(zhì)環(huán)境狀況，減少污染源，礦山環(huán)境惡化影響可以從根本上得以消除或改觀，為區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境趨于平衡奠定良好的基礎(chǔ)。

（4）通過對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的治理，水土流失將得到有效控制，綠化面積明顯增加，美化了當(dāng)?shù)丨h(huán)境，恢復(fù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，環(huán)境效益顯著。植被的恢復(fù)，使山林變得青翠，真正實現(xiàn)了礦區(qū)的“青山綠水”。