涇縣涇川鎮新橋采石場礦山地質環境治理措施分析

文 潔

（安徽省地勘局第二水文工程地質勘查院，安徽蕪湖241000）

1 礦山現狀概述

1.1 礦山地質環境現狀

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

1.2 礦山地質環境問題

礦山的露天開采，在一定程度上破壞了原有山體的穩定性，而且礦山開采過程中未實施礦山地質環境保護與綜合治理工程，因此，礦山開采存在的主要礦山地質環境問題為：露采邊坡存在崩塌、滑坡地質災害隱患；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境遭到破壞，造成水土流失及生態環境破壞。

2 礦山邊坡穩定性分析

2.1 赤平投影分析評價

治理工程區局部段邊坡巖石風化、破碎嚴重，節理、裂隙較發育，邊坡高且陡。根據裸露邊坡不同位置不同結構面的組合關系，采用赤平投影法和極限平衡法對采場邊坡進行穩定性分析，分析結果見圖1。

圖1 北側邊坡赤平投影圖

由圖1可以看出，巖層面傾向坡內，巖層傾角小于邊坡角，邊坡高陡，邊坡整體為穩定，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生崩落破壞，因此，需采取有效的治理措施消除地質災害隱患。

2.2 邊坡穩定性計算評述

計算采用瑞典法又稱Fellenius法，根據斷面計算，邊坡目前狀況下穩定性系數為1.11，暴雨狀態下穩定性系數為1.03，與允許安全系數1.10相比相差較大，穩定性明顯不足，需要采取工程措施進行提高。

3 治理工程設計方案

3.1 治理設計原則

根據涇縣新橋建筑石料礦用灰巖礦山地質環境治理工程提出的總體目標，結合礦區的具體情況和區內的地質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邊坡穩定、安全優先的原則；②因地制宜、技術可行的原則；③堅持科學創新的原則；④社會效益和生態效益相統一的原則；⑤結合相關規劃，功能優先的原則。

3.2 治理工程

結合各區地質災害現狀，治理區地質災害治理主要是對高陡邊坡進行削坡、清坡，對平臺進行修整后實施復綠工程；廢棄地（坑底）削高填低、回填平整。結合各區地質災害現狀，治理區地質災害治理主要是對高陡邊坡進行削坡、清坡，對平臺進行修整后實施復綠工程；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。

（3）復綠工程。設計采用高次團粒噴播復綠。噴播選用植物種類應適應當地氣候和土壤條件，抗旱性、抗寒性、抗熱性、抗貧瘠性及抗病蟲性強，耐粗放管理并能產生適量的種子；其植物選配宜冷暖季草種相結合，草本與灌木相結合，一年生與多年生相結合。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量不得少于總數量的1/3，植被類型應在6個月內完成由以草本為主向以草灌結合直至以灌木和小型喬木為主的過渡。

（4）平臺及坑底復綠。平臺上種植翅莢木（任豆）、側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、耐旱適應性強的植物，平臺覆土厚度不小于0.6m。樹種規格要求，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，恢復為林地。

4 主要施工工藝及技術措施

4.1 人工、機械清坡

削坡后，為消除坡面仍然存在的不良地質現象，防止不穩定巖塊（體）產生的崩落、滾落等地質災害，滿足邊坡安全需要，保證邊坡經修整施工后能保持長期穩定，基本無懸石、危巖?？刹捎萌斯わL鎬和機械相結合的方法進行坡面清理。對削坡后的最終邊坡角控制在設計要求以內，且坡面應達到基本平整。

4.2 坑底回填平整

回填碎石土時，應分層填筑，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，最后根據種植需要進行覆土?；靥罹唧w技術要求：碎石土碎石粒徑應小于20cm。碎石土應每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

應根據設計圖紙，結合現場實際，對排水工程進行定位放線，施工技術要求如下：

（1）根據施工現場測量放線進行溝槽開挖，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，砌筑砂漿標號采用M10，并用比砌筑砂漿高1級標號的砂漿進行勾縫，且以勾陰縫為主。

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

（4）溝渠的頂面高度應高出水位0.1～0.2m。

（5）墻體每隔10～15m設置伸縮縫，伸縮縫內應設止水。

（6）開挖出的溝基，如地基承載力達不到設計要求時，應進行除泥換土、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、緊、滿。

（8）砌石用座漿法或灌漿法，石料使用前應洗刷干凈。

（9）砌片石(磚)時，應注意縱、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

（1）露采邊坡復綠工程。在保證坡面穩定、安全的前提下，將邊坡恢復成自然、和諧、生態的植被環境。根據“設計要點”的要求，采取團粒噴播技術對露采邊坡進行復綠，確定綠化目標為：將裸露的邊坡建成與周邊環境協調、植被繁茂、配置合理、觀感自然的綠色地質環境。

（2）平臺復綠工程。

①工藝流程：拓坑→耕植土回填→植被綠化。

②施工工藝：覆土應為有利于植物生長的耕植土，回填均要求碾壓密實。覆土標準：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：選用鄉土類植物建立起來的植物群落更易于向穩定的植物群落發展，鄉土植物通過不同種類間的競爭已經適應了當地的生存環境。

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 生態工程流程圖

4.5 植被養護管理

（1）初期養護。

①加強養護管理，利用人工軟管澆灌，杜絕養護盲區。

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，促進植物生長。

③前期持續養護時間為45d左右。養護澆水的時間以早晚進行為佳，盡量避免在強烈的陽光下進行噴水養護，以免灼傷幼苗葉片。

④在高溫干旱季節，種子幼芽及幼苗由于地面高溫容易被燙傷，每天應增加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查表，并根據結果及時采取應對措施。

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造林后還應根據各樹種特點，注意監測病蟲害的發生情況，及時采取防治措施，同時應做好防寒、防旱措施。應保證造林成活率在85%以上（含85%）。成活率在41%～85%（不含85%）應補植，成活率在41%以下（不含41%）應重造。造林成活率不合格的造林地，應及時進行補植補播或重新造林，植苗造林的補植應用同齡大苗。

（2）養護期內的植被養護。植被養護由于其特殊的地理條件，所以它的養護亦具有其特殊性，其養護工作主要包括澆水、施肥、病蟲防治、補種及后期苗木種植。該治理工程項目植被養護期為2年。

5 礦山地質環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災害隱患，保證人民群眾的生命財產安全，改善治理工程區及周邊生態環境，治理工程具有明顯的社會效益、生態效益和經濟效益。

5.1 經濟效益分析

根據礦山地質環境條件、礦山地質環境問題及地質災害隱患的分布，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行礦山地質環境恢復治理，這樣不僅有利于礦山生態地質環境的保護，而且，也給當地的村民帶來較好的經濟效益，因此，涇縣涇川鎮新橋采石場礦山地質環境治理工程具有較好的經濟效益與社會效益。

根據現狀調查，礦山露采區破壞土地面積為61738.5m2（約92.6畝），礦山開采不僅對礦區地形、地貌及地表植被形成破壞，還存在崩塌、滑坡地質災害隱患。因此，通過礦山地質環境治理恢復工程，恢復了土地的原有功能，提高了土地資源的利用率。

本次治理工程采取的植被恢復措施，山坡綠地用于灌木類及藤蔓類的植被產生的直接經濟效益顯著。

5.2 社會效益分析

（1）通過對礦山地質環境治理恢復，可以消除地質災害隱患與礦山地質環境問題，防止水土流失，從根本上恢復礦區生態地質環境。

（2）礦山地質環境治理恢復工程的實施，進一步提高了全民眾的礦山地質環境保護意識，使礦山地質環境保護工作深入人心。

（3）通過礦山地質環境治理，使遭受破壞的礦山地質環境得到有效恢復，區域視覺與景觀可達到較好的改觀，生態環境質量進一步提高。

（4）礦山地質環境的恢復與治理，有助于改善當地的自然環境，從根本上改善當地群眾的生產、生活環境，使人與自然環境和諧發展，“青山白化”的現象被徹底改變。

（5）有利于促進社會的進步，對社會的和諧和穩定起到積極的作用，因此，本項目的實施，對當地的經濟、社會發展具有深遠意義。

5.3 環境效益分析

（1）通過陡峭邊坡的治理與恢復工程，減輕或消除了崩塌地質災害隱患及礦山地質環境問題對當地居民生產環境的影響，徹底改善了當地百姓的環境質量。

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

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

（4）通過對礦區地質環境的治理，水土流失將得到有效控制，綠化面積明顯增加，美化了當地環境，恢復了當地的生態環境，環境效益顯著。植被的恢復，使山林變得青翠，真正實現了礦區的“青山綠水”。