隴海鐵路沿線采石場地質(zhì)環(huán)境問題的治理對策

趙阿寧

（中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054）

隴海鐵路沿線采石場地質(zhì)環(huán)境問題的治理對策

趙阿寧*

（中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054）

“三區(qū)兩線”的礦山復綠是我國礦山地質(zhì)環(huán)境治理的主要內(nèi)容。以秦嶺北麓、隴海鐵路沿線的廢棄采石場為對象，分析了采石場發(fā)育的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題，圍繞采石場植被重建，制定了削坡、整平、草袋壘堰、掛網(wǎng)噴薄等地質(zhì)環(huán)境的綜合治理方案，并依據(jù)工程投資估算的相關標準，提出了采石場地質(zhì)環(huán)境綜合治理的工程費為2260萬元。

地質(zhì)環(huán)境治理；采石場；復綠

隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展和城市化進程的加快，采石業(yè)也隨之發(fā)展，在對社會經(jīng)濟做出貢獻的同時，遺留下的高陡邊坡既存在滑坡、崩塌、滾石隱患，也帶來了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，如植被破壞、水土流失、粉塵與噪聲污染、景觀破壞、生境破碎化等［1］。一般采石場以主干道、城市周圍為軸心追求最近的運輸距離，致使大部分采石場分布于交通線路邊、風景區(qū)附近、城鄉(xiāng)結合部及城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)的禁采區(qū)內(nèi)，這些區(qū)域?qū)俪鞘屑爸饕€的可視范圍，對城市生態(tài)與交通景觀的負面影響極大［2-3］。

秦嶺山系橫亙于陜西省關中與陜南之間，是我國南北自然環(huán)境的天然分界線，獨特的地理位置和中低山地形得以阻寒攬濕、蓄熱化雨，涵養(yǎng)水源，具有多種重要的綜合生態(tài)功能，是我國中部重要的生態(tài)安全屏障，西岳華山5A級風景名勝區(qū)、少華山國家森林公園及終南山世界地質(zhì)公園羅列其中，國家已將其列為10個國家生態(tài)保護區(qū)試點之一。

從20世紀60年代開始，為修筑隴海鐵路、連霍高速公路路基，華縣段秦嶺北麓建立了眾多采石場，從事露天采石活動，在秦嶺北麓迎山面和山口峪道兩側，炸山取石，形成了數(shù)處大面積的露天采坑，廢棄碎石就地堆積于山口兩側，占壓大量土地。目前，從連霍高速公路、隴海鐵路南望，裸露石質(zhì)巖面與滿目翠綠的山體極不協(xié)調(diào)，猶如“隴海線的牛皮癬”，破壞了西岳華山和少華山森林公園周邊的俊秀景色，同時也給當?shù)厝司由a(chǎn)、設施、生態(tài)環(huán)境埋下了眾多隱患。屬國土資源部“礦山復綠”的治理區(qū)域。

1　主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題

1.1地質(zhì)環(huán)境背景

采石場位于華北古板塊西南緣，南與秦嶺造山帶相鄰，其南部山區(qū)地跨小秦嶺隆起之太華抬拱和金堆城臺凹，采石場北部為渭河斷凹，地層為太古界太華群桃峪組黑云斜長片麻巖，黑云斜長角閃巖。本區(qū)位于大月坪背斜之北翼，區(qū)內(nèi)構造簡單，為單斜巖層，產(chǎn)狀為350°∠35°～65°。

采石場地表水體不發(fā)育，區(qū)內(nèi)的和尚溝內(nèi)有少量裂隙水，最低侵蝕基準面為530m，最低標高開采為540m，高于當?shù)刈畹颓治g基準面，地形坡度較陡，有利于采場積水自然排泄。

采石場礦石為細晶—微晶結構，塊狀構造，巖石堅硬，節(jié)理發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖層厚度較大，巖石完整程度為中等—較完整。礦床工程地質(zhì)條件屬簡單型。

區(qū)內(nèi)地貌類型屬構造剝蝕低中山區(qū)，巖層相對較單一，無大的危險結構面，山體較穩(wěn)定，無滑坡現(xiàn)象，近在局脅迫陡峭地段有少量落實發(fā)生。

1.2礦山地質(zhì)環(huán)境問題及其危害

開山取石遺留的破壞植被、占壓土地、地質(zhì)災害問題依然存在。采石場高陡采掘工作面存在凹凸不平、突出的危巖體以及后緣拉張裂縫等現(xiàn)象，形成了崩塌、滑坡及不穩(wěn)定斜坡體等地質(zhì)災害隱患，既可能導致裸巖創(chuàng)面繼續(xù)擴大，又威脅生產(chǎn)和游客安全。

（1）危巖體地質(zhì)災害隱患日趨嚴重。由于歷史遺留問題，原采石場高陡工作面存在懸空危巖體，以及后緣拉張裂縫現(xiàn)象，形成了崩塌、滑坡及不穩(wěn)定斜坡體等地質(zhì)災害隱患，威脅附近村民生產(chǎn)和游客安全。

（2）泥石流隱患危及隴海鐵路安全。堆積在河道兩側廢棄石渣，擠占峪口河道，形成卡口，為泥石流的發(fā)生提供了豐富的物源，嚴重威脅隴海鐵路運行安全。

（3）生態(tài)環(huán)境遭到了毀滅性破壞，無法自然恢復。直接剝離山體表面的殘坡積土，露天開采石料，采石場工作面形成了一片一片的灰白巖石面，與滿目翠綠的山體形成鮮明對比，導致植被遭到毀滅性地破壞，石質(zhì)巖壁、采石場基地植被無法自然恢復，嚴重破壞了自然景觀，影響了旅游資源的開發(fā)利用。

（4）大氣環(huán)境粉塵污染，危害村民健康安全。廢棄采石場粉細物質(zhì)成為大風揚塵的主要物源，降低大氣質(zhì)量，危害村民健康，導致群眾多次上訪，影響社會和諧穩(wěn)定。

2　治理對策

2.1治理內(nèi)容

廢棄采石場按其地貌特點分為廢棄石壁和坑口跡地2個區(qū)，其生態(tài)恢復可根據(jù)石壁坡度、高度、巖性、表面粗糙度和坑口跡地及其周邊環(huán)境情況，分別采取不同的措施和方法。

（1）露天采石工作面凹凸不平，對存在崩塌及滑坡地質(zhì)災害隱患的危巖體進行卸載修整，修整的土方量5.15×104m3；

（2）清理擠占河道的渣石，修建2400m的攔渣擋墻，基本消除廢渣泥石流對隴海鐵路運行及駐地村民安全的威脅；

（3）采石場石質(zhì)基地的覆土還田還林，棄渣場進行推高墊低。推平土方量57.2×104m3，黃土覆蓋土方量24.8×104m3；

（4）采石場、渣石場小于25°的地區(qū)實施植樹造林，高陡石質(zhì)面采用草袋壘堰種草、掛網(wǎng)客土噴播等措施，使80.57×104m2裸露石質(zhì)巖面得到有效復綠，與秦嶺北麓自然生態(tài)環(huán)境基本融為一體，采石場復綠率達到85%以上。

2.2治理方案

根據(jù)采石場地質(zhì)環(huán)境、氣候條件、植被毀損情況，采取工程治理及生態(tài)修復綠方案。生態(tài)修復采用主要手段是削坡、攔渣、覆土種植景觀林、草袋壘堰植草和掛網(wǎng)客土噴播植草等技術。

（1）采石場工作面的削坡整理。原采石工作面普遍存在犬牙交錯、凹凸不平、高陡的危巖體，堆積在斜坡上的廢石棄渣存在滑塌隱患。因此，對存在崩、滑隱患的采石場，必須首先開展削坡整治工作。消除崩塌、滑塌災害隱患，同時為草袋壘堰、掛網(wǎng)客土噴播植草的提供技術條件［4］。

該方法若結合正常的開采作業(yè)，費用能得到較好的控制，該方法所增加的成本主要有鉆孔費用、炸藥費用及人工修整坡費用（這里只統(tǒng)計臺階整治成形的費用，覆土及植被的恢復、養(yǎng)護費用不在此列）。用本方法處理所發(fā)生的費用比正常開采費用增高約5%～15%之間，但是通過分臺階開采提高了安全性和采石區(qū)的出料能力。

（2）攔渣擋墻工程治理。對于擠占河道渣石及坡面不穩(wěn)定廢渣，清理占據(jù)河道的渣石，修建漿砌塊石攔渣擋墻，保護和穩(wěn)定廢渣堆，以免垮塌堵塞河道，形成泥石流隱患。擋墻采用梯形斷面，上寬0.8m，下寬1.5m，高2m，基地埋深0.5m。

（3）采石場、堆渣場場地整理復墾。對坡度小于25o采石場的石質(zhì)臺面及堆渣場實施廢棄土石的清理、推高墊低、覆土復墾，為植樹綠化提供適宜條件。

（4）覆土綠化。對地形坡度小于25o的廢石渣堆、露天采石場石質(zhì)工作面，完成挖高墊低、覆土復墾后，種植適宜當?shù)貧夂驐l件、并與風景景觀協(xié)調(diào)的樹種或經(jīng)濟林，如側柏、油松、核桃樹等。

（5）草袋壘堰技術。對于坡度角在25°～60°間的裸露巖面或坡積碎石坡面，采用布質(zhì)或紙質(zhì)無紡布草袋，將含營養(yǎng)物質(zhì)、草籽等混裝在草袋中，將其壘積成坡面，形成草坪，綠化石質(zhì)坡面［5］。

（6）掛網(wǎng)客土噴播技術。對于坡度大于60°的裸露巖石面，利用客土摻混粘結劑和固網(wǎng)技術，即將植物生長的基礎——土壤與有機材料、草炭土、高分子粘合劑、保水劑、輔料及多種客土添加劑、植物種子和水充分拌和成泥漿狀，利用專用機械或空壓機提供動力，噴射到坡面上，形成具有高層次團粒結構、適宜植物生長的土壤層，并配合掛網(wǎng)固定使植物種子發(fā)芽生長，從而實現(xiàn)綠化的目的［2，6］。該技術為成熟生態(tài)恢復方案，加之項目工作區(qū)年均降雨量900mm，完全能夠保證植物的成活率。

2.3治理工程量

（1）石質(zhì)開采面修整：采石工作面削坡4200m3，消除崩塌危巖體及為坡面提供條件。

（2）修筑攔渣墻：沿河流兩側廢渣堆邊坡修筑擋渣墻，加強渣堆的穩(wěn)定性，防止垮塌堵塞河道，引發(fā)泥石流地質(zhì)災害。擋渣墻總長300m，高2m，漿砌石工程4200m3。施工技術要求：

①擋墻斷面呈梯形，上寬0.8m，下寬1.5m，高2.0m為漿砌石。墻體下埋0.5m。

②墻底面要夯實并漿砌石，墻身留直徑5×5mm的排水孔。

（3）直接種植林木復綠：主要用于廢渣堆和采石場較平坦裸露巖石區(qū)復綠。種植區(qū)域左岸長300m，寬50m；右岸長200m，寬20m。總面積約1.9×104m3。施工技術要求：

①對起伏不平的廢渣堆進行整平，堆石量8250m3，面積共20畝。

②在整平基礎上覆蓋0.5m厚的黃土。

③種植適宜當?shù)貤l件的經(jīng)濟林木如：蘋果、柿子、刺槐、油松等。樹齡2～3年，根徑5cm，高1.5m。要求坑深0.5m，坑直徑0.5m，行間距2m×3m。植樹數(shù)量1000棵。

④坑中預施追肥。

（4）草袋壘坡技術復綠區(qū)：主要用于采石工作面坡角25o～60o的裸露巖石坡面的復綠。修整采石工作面1500m3，稍作局部整平，在基本保持原有地形地貌前提下，將草袋沿坡面壘堰。草袋間重疊距離可視地形角度而定。在保證壘堰穩(wěn)定，不易垮塌的前提下，追求綠化面積的最大化。綠化面積20000m2。其施工技術要求：

①草袋通過生產(chǎn)線將植物種子按一定比例均勻播撒在兩層布質(zhì)或紙質(zhì)無紡布中間，行縫、針刺及膠粘等先進工藝制成草包裝土。

②壘坡要求根基穩(wěn)定，不易垮塌，重疊距離根據(jù)地形角度而定，壘坡最大角度不超過60o。在壘坡過程中，應留有排水面。

（5）掛網(wǎng)客土噴播技術復綠：沿采石工作面開采坡角60°～70°左右，長度300m、寬0.2m、高度15m，掛網(wǎng)客土噴播面積約1.9×104m3。采用掛網(wǎng)客土噴播技術，并種植爬墻虎、吊蘭等植物，利用植物攀爬和吊掛的特性達到植被的恢復。

（6）后期管護工作。包括澆水養(yǎng)護、追施肥料、病蟲害防治。

①分前、中、后期3個階段，施行噴灌水養(yǎng)護工作。前期噴灌水養(yǎng)護為60d，播后第一次澆透水，以后根據(jù)天氣情況澆灌。第一個月每天澆水1～2次，第二個月每隔3～5d澆水一次，以保持土壤濕潤。中期依靠自然降水。若遇干旱每月噴水2～3次；后期噴水頻率和水量以使土壤保持濕潤為宜。

②追施肥料。在樹坑中應該預先施入基肥（復合肥），肥料不能與根系直接接觸，深度根據(jù)范圍與樹齡、樹種及根系發(fā)達程度確定。

3　工程經(jīng)費概算

根據(jù)工程手段及工程量，依據(jù)陜西省計委頒發(fā)的《陜西省水利水電工程概預算編制辦法及費用標準》（陜計項目［2000］1045號文）對投資進行估算，費用2260萬元。見表1。

表1　投資估算表

4　結論

隴海線華縣段采石場地質(zhì)環(huán)境綜合治理工程的實施，是貫徹落實“秦嶺北麓生態(tài)環(huán)境保護條例”的具體體現(xiàn)，是規(guī)范秦嶺生態(tài)環(huán)境保護區(qū)礦業(yè)開發(fā)秩序的深化，在提高關中地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的同時，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

通過實施綜合治理工程，可在2～3年內(nèi)實現(xiàn)區(qū)段受毀植被的修復，采石場將會與秦嶺生態(tài)環(huán)境基本融為一體。而秦嶺北麓生態(tài)環(huán)境的改善，將創(chuàng)造一個良好的投資環(huán)境，進一步改善西安—臨潼—少華山—華山度假、休閑、觀光、旅游為一體的環(huán)游專線，推動少華山森林公園的旅游開發(fā)。

［1］黃敬軍.廢棄采石場巖質(zhì)邊坡綠化技術及廢棄地開發(fā)利用探討［J］.中國地質(zhì)災害與防治學報，2006，17（3）：69-72.

［2］楊冰冰，夏漢平，黃娟，等.采石場石壁生態(tài)恢復研究進展［J］.生態(tài)學雜志，2005，24（2）：181-186.

［3］羅松，鄭天媛.采石場遺留石質(zhì)開采面階梯整形覆土綠化方法研究［J］.中國水土保持，2001（2）：38-39.

［4］束文圣，藍崇鈺，黃銘洪，等.采石場廢棄地的早期植被與土壤種子庫［J］.生態(tài)學報，2003，23（5）：1305-1312.

［5］劉文玲，尹建國.淺析寧夏賀蘭山東麓礦山地質(zhì)環(huán)境恢復治理對策［J］.寧夏農(nóng)林科技，2011，52（12）：221-224.

Countermeasures of the Geological Environment of QuarriesAlong the Long-hai Railway

ZHAOA-ning
（Xi'an Institute of Geology and Mineral Resources，CGS，Xi'an Shanxi 710054，China）

The mine recovery of"three districts and two lines"is the main content of mine geological environment governance.Taking the abandoned quarries in the north Qinling Mountains and along the Long-hai railway for the object，the paper analyzes the main mine geological environment problems in quarries，and advances a comprehensive treatment plan about deep cutting，leveling，straw bags hanging barrier，weir and gushing for plant recovery around quarries.In accordance with the estimated standards of project investment，the cost of the quarries'geological environment governance is proposed to be 22.6 million Yuan.

geological environment treatment；quarry；mine recovery

TV554

A

1004-5716（2016）09-0017-04

2016-06-13

2016-06-17

趙阿寧（1979-），女（漢族），陜西寶雞人，助理研究員，現(xiàn)從事礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作。