淺談霍邱縣蘆山廢棄石料礦礦山地質環(huán)境治理工程設計

[摘要]通過簡要介紹霍邱縣馬店鎮(zhèn)蘆山廢棄石料礦山的地理、地質環(huán)境背景條件、現(xiàn)狀存在的地質環(huán)境問題，結合礦山地質環(huán)境特征和霍邱縣土地利用總體規(guī)劃，制定切實可行的地質環(huán)境治理設計方案，使治理區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到改善，一定程度上消除環(huán)境視覺污染、礦山地質災害及相關安全隱患，達到恢復礦區(qū)自然生態(tài)環(huán)境，與周邊生態(tài)環(huán)境相協(xié)調，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益共贏的目標，為今后此類露采礦山的治理恢復提供了很好借鑒意義。

[關鍵詞]土地資源；廢棄礦山；環(huán)境保護；治理設計

1.概況

霍邱縣蘆山廢棄石料礦礦山地質環(huán)境治理項目位于霍邱縣馬店鎮(zhèn)境內，G328南側，距霍邱縣城256°方向約32km（平距）處。治理區(qū)內礦山開采始于本世紀初，2007年經(jīng)資源整合形成了現(xiàn)有規(guī)模，組建形成了霍邱縣馬店鎮(zhèn)蘆山石料有限公司，屬于私營獨資企業(yè)。2011年9月原霍邱縣國土資源局對其進行政策性關閉，變?yōu)閺U棄礦山。經(jīng)過多年的無序開采，治理區(qū)形成三處較大獨立露天采坑、多處陡峭邊坡及凹凸不平的宕底，地質環(huán)境破壞嚴重，土地資源挖損、地形地貌景觀破壞等問題十分突出，視覺污染嚴重，且存在地質災害隱患，對周邊人類活動構成極大威脅，亟需治理。礦山開采共破壞土地面積約13.15hm2。礦山現(xiàn)狀邊坡為裸露巖質邊坡，坡度多呈60°以上，部分邊坡近似垂直，坡高一般10～56m。

2.廢棄礦山地質環(huán)境背景條件

治理區(qū)位于江淮丘陵區(qū)，氣候屬季風副熱帶濕潤型，四季分明，氣候溫和，雨量充沛。礦區(qū)及附近地表水體不發(fā)育，僅礦區(qū)內底部因宕口露天開采而形成三處積水坑，最大積水深度約3m。礦區(qū)最低侵蝕基準面標高為+75m。

治理區(qū)區(qū)域地貌單元屬江淮丘陵區(qū)，治理區(qū)微地貌為中丘，礦區(qū)位于蘆山北坡山麓地帶，地勢東南高西北低。現(xiàn)狀地面高程+70～+130m，地形切割程度中等。礦區(qū)內為丘陵斜坡地形，地形坡度約20°～40°，局部大于40°。治理區(qū)植被以低矮灌木叢及荒草及低于2m的次生灌叢為主。

治理區(qū)分布的地層主要為震旦系四頂山組（Zsd）和震旦系九里橋組（Zj）[1]。四頂山組出露于治理區(qū)西部，主要巖性為灰色、灰白色中厚層至厚層白云質、硅質灰?guī)r；該組巖性穩(wěn)定，厚度變化不大，層厚65～81m；九里橋組出露于治理區(qū)東部。主要巖性為泥砂質碳酸鹽巖，裸枝疊層石較豐富，交錯層理發(fā)育，為潮間陸源碎屑-潮間藻席碳酸鹽沉積，層厚70～101m。

3.礦區(qū)地質災害與主要環(huán)境地質問題

3.1植被資源和地貌景觀破壞嚴重

礦區(qū)位于江淮丘陵區(qū)，區(qū)內山巒起伏，綠樹叢生，由于礦山的開采，宕口直接暴露，不但破壞了礦區(qū)的自然地貌景觀和生態(tài)環(huán)境，巖石裸露，寸草不生，而且改變了原有地形地貌，對周圍景觀的整體性造成了嚴重的視覺污染。由于治理區(qū)礦產(chǎn)資源早期過度、無序開采，礦山地質環(huán)境遭到了嚴重破壞，產(chǎn)生了不良影響，主要體現(xiàn)在土地、植被的挖損，地質災害隱患突出和地形地貌景觀破壞等。據(jù)調查，治理區(qū)共占用、挖損土地面積達13.15hm2。

3.2破壞土地資源

由于治理區(qū)礦產(chǎn)資源早期過度、無序開采，礦山土地資源遭到了嚴重破壞，產(chǎn)生了不良影響，主要體現(xiàn)在土地的挖損，破壞土地類型為采礦用地和有林地，治理區(qū)形成三處較大采坑，宕底積水成塘。礦山開采造成土地挖損面積為13.15hm2。

3.3地質災害

治理區(qū)邊坡頂部風化層節(jié)理裂隙發(fā)育，存在多處巖石松動及探頭巖現(xiàn)象，無任何防治措施，加之采石爆破震動，

將坡體表面原來閉合的裂隙震開，使緊密的巖塊松動，邊坡巖體的強度大為降低，開采形成陡坡后，由于臨空面卸荷作用，采坑邊坡經(jīng)常發(fā)生小規(guī)模崩塌[3]。

4.廢棄礦山地質環(huán)境治理目標

根據(jù)本礦區(qū)地質環(huán)境特征、礦山開采狀況和地質環(huán)境影響問題，結合霍邱縣土地利用總體規(guī)劃，確定礦山地質環(huán)境治理思路為消除地質災害隱患、土地復墾、生態(tài)復綠。治理后恢復林地10.92hm2，水塘4.73hm2；基本消除地質災害隱患和視覺污染；達到恢復礦區(qū)自然生態(tài)環(huán)境，與周邊生態(tài)環(huán)境相協(xié)調的生態(tài)目標；實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益共贏的目標。

5.廢棄礦山地質環(huán)境治理設計

設計將礦區(qū)劃分為5個治理區(qū)，即露采邊坡削坡放階、復綠為林地治理區(qū)，露采邊坡危巖清理、攀爬復綠區(qū)，宕底場地平整復墾為林地治理區(qū)，采場底盤蓄水坑塘防護治理區(qū)，原狀生態(tài)保育區(qū)。治理工程主要有削坡放階、危巖清理、場地平整、種植綠化、圍欄防護、擋墻修建、新建養(yǎng)護道路、外圍安全防護設施與標志安置、監(jiān)測與管護等。

5.1削坡放階工程

根據(jù)調查及收集資料顯示，I-1、I-2及I-3區(qū)域邊坡坡高為采礦遺留形成的高陡邊坡，坡高10～56m，坡頂上部巖塊松散，孤石、浮石突兀，現(xiàn)存在小規(guī)模崩塌災害，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。擬設計對其采用機械破碎加人工開挖相結合的方式由上而下進行放坡，結合赤平投影分析結果，本次設計按1∶0.75邊坡角對邊坡進行放坡[3]。

Ⅰ-1區(qū)削坡放階一個臺階至+75m平臺，削坡高度約15～20m；Ⅰ-2區(qū)削坡放階形成二級臺階，臺階高度由上至下分別為+95、+75m，臺階高度15～20m，+95m臺階由北向西南側緩傾連接Ⅲ-3區(qū)+75m平臺，平臺長度250m，寬度3～33m，+75m平臺北側連接Ⅲ-3宕底，西南側連接Ⅰ-2區(qū)西側削坡放階+75m平臺，平臺長度300m，寬度14～48m；Ⅰ-3區(qū)削坡放階形成一個臺階至+75m平臺，向東側緩傾連接邊界自然高度，削坡高度約1～23m。

5.2危巖清理工程

Ⅱ區(qū)內多段邊坡分布有多處孤石、浮石、碎石等危巖體，普遍分布在采坑周邊高陡邊坡上。擬對區(qū)內各段邊坡坡面進行系統(tǒng)危巖清理，對坡頂?shù)睦饨沁M行修整，使之呈弧形，達到坡面基本平整?？紤]該區(qū)內邊坡穩(wěn)定性較差，且邊坡頂部風化層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，危巖體分布較為集中，通過現(xiàn)狀調查，清理危巖量約為3060m3，此次危巖清理擬采用機械和人工清理相結合的形式。

5.3場地平整工程

擬將對Ⅲ區(qū)進行場地平整，復墾為林地，并修建施工便道，作為養(yǎng)護道路，場地整平標高兼顧土地利用及周邊地形設計，Ⅲ-1和Ⅲ-2區(qū)整體標高在+75m；Ⅲ-3區(qū)施工便道在原有礦山道路基礎上修筑，場地整平標高在+75～+78m，以設計坡頂坡底線分界，坡頂線以東整平+78m標高并緩傾至治理區(qū)邊界自然高度，坡底線以西整平至+75m標高。Ⅲ區(qū)在場地平整后覆土，栽植喬灌木，臨水邊種植一排柳樹，復墾為林地。

5.4復綠工程

治理區(qū)自然復綠植被主要為雜生灌木和喬木。本次治理擬對治理區(qū)宕底平整后進行覆土，并進行土壤改良，覆土厚度約0.6m，結合治理區(qū)周邊植被發(fā)育情況選擇適當?shù)臉浞N，并且能夠產(chǎn)生一定的觀賞和經(jīng)濟價值，因此，擬選擇紅葉石楠、冬青、刺槐、柳樹（臨水邊）等喬灌木樹種作為場地綠化樹種，選擇爬山虎作為攀爬復綠植物，選擇狗牙根、高羊茅等作為林地復綠草種。

Ⅰ-1區(qū)削坡放階至+75m平臺，削坡高度約15～20m，削坡后平臺覆土，覆土厚度0.6m，以3×3m間距種植喬灌木，喬灌木樹種選擇紅葉石楠、冬青、刺槐，柳樹（臨水側），設計坡腳處按間距1m栽植爬山虎。

Ⅰ-2區(qū)削坡放階形成二級臺階，臺階高度由上至下分別為+95、+75m，臺階高度15～20m，削坡邊坡比為1∶0.75。+95m臺階由北向西南側緩傾連接Ⅲ-3區(qū)+75m平臺，臺階寬度3～33m，平臺內側采用植生袋堆疊構筑蓄土槽（圖1），槽內覆土0.8m，按1.5×1.5m間距種植灌木，設計坡腳按間距1m栽植爬山虎，灌木選擇紅葉石楠、冬青，種植比例1∶1。

Ⅰ-3區(qū)削坡放階至+75m平臺，削坡高度約15～23m，削坡后設計坡腳處按間距1m栽植爬山虎。

Ⅲ-1、Ⅲ-2區(qū)場地采取挖高墊底整平至標高+75m，場地整平后臨水側設置擋土墻及防護欄，場內覆土0.6m；Ⅲ-3區(qū)場地依據(jù)地形整平形成二級臺階，臺階高度由上至下分別為+78、+75m，+78m臺階由中間向南北兩側緩傾連接+75m平臺，臺階高度1～3m。場地整平后臨水側設置擋土墻及防護欄，場內覆土0.6m，設計恢復為林地，樹種選擇紅葉石楠、冬青、刺槐、柳樹（臨水）等喬灌木進行種植。

V區(qū)防護欄外側密植一排薔薇作為綠籬防護，綠籬單排籬高50cm，薔薇每3株為一組，按0.3m間距種植。

5.5防護圍欄工程

為防止人員靠近宕底跌入坑塘發(fā)生危險，設計于坡頂及臨水坑塘側設置防護圍欄。

坡頂防護欄：防護欄采用成品鐵絲護欄，網(wǎng)面采用帶刺鍍鋅鐵絲編織網(wǎng)。設計規(guī)格：網(wǎng)面高1.5m；立柱采用鍍塑鋼管，柱長2.23m，外徑48.3mm，壁厚3.5mm，立柱間距3m。

臨水側防護欄：防護欄直接安裝于擋土墻頂部，規(guī)格同上。鋼管立柱埋深不低于300mm。

5.6擋墻工程

Ⅲ區(qū)經(jīng)場地整平后覆土0.6m，治理后復墾為林地。為防止宕底場地覆土出現(xiàn)水土流失，加強回填邊坡穩(wěn)定性，設計于宕底臨水邊坡處修筑擋土墻。

擋土墻規(guī)格為頂部厚度0.3m，底部厚度0.3m，墻高1.3m，地上1.0m，地下埋深0.3m，砌體采用漿砌片石，墻底夯實，墊10cm砂漿墊層，擋墻克頂采用10cm厚C20混凝土，在距離擋土墻底部0.4m處每隔1.5m埋設一根DN50HDPE泄水管，泄水管傾角5°～10°（圖2）擋墻上部隔離柵采用鐵絲網(wǎng)防護圍欄。

5.7標志牌工程

根據(jù)治理區(qū)實際情況，在治理區(qū)入口或便于進入地段、進入采場地段、蓄水塘周圍、高陡邊坡周圍設置安全警示標志，提醒當?shù)匕傩者h離采場宕口等。

為傳播生態(tài)環(huán)境保護理念，示范礦山地質環(huán)境恢復治理經(jīng)驗，設計在治理區(qū)進出采場道路處設立工程簡介標志牌1塊。采用亞克力板制作，板厚不小于5mm，展示內容采用電腦彩色噴繪，規(guī)格3m×2m。

5.8道路工程

場地回填、挖高填低平整結束后配套相應的養(yǎng)護道路工程，作為后期林地養(yǎng)護，道路與治理區(qū)外圍道路相連通。因治理區(qū)場地較大，為方便后期車行養(yǎng)護，設計路面寬4m（圖3）。

6.結論與預期效益

6.1結論

通過本項目的實施，①可消除崩塌等地質災害隱患，保障礦區(qū)周邊居民的生命財產(chǎn)安全，具有較好的減災效益。②可有效改善礦區(qū)的景觀環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，消除視覺污染，具有較好的環(huán)境效益。③通過礦山地質環(huán)境治理后，提高了土地利用率，調整了土地利用結構，坡地宜林則林、宜草則草，使環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展走上良性循環(huán)的道路，并有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。④本次對治理工程將礦山地質災害及地質環(huán)境的治理整體考慮進行，目的使采場高陡邊坡得到有效的治理并恢復治理區(qū)綠化，為今后此類露采礦山的環(huán)境治理提供借鑒意義。

[參考文獻]

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[3]常士驃，張?zhí)K民.工程地質手冊[M].4版.中國工業(yè)出版社，2007：1091-1092.