礦山地質環(huán)境恢復治理工程施工技術與現(xiàn)實意義

■李志明

（廣東肇慶廣地爆破工程公司廣東肇慶526020）

礦山地質環(huán)境恢復治理工程施工技術與現(xiàn)實意義

■李志明

（廣東肇慶廣地爆破工程公司廣東肇慶526020）

隨著廣東省肇慶市端州城區(qū)的城市規(guī)劃發(fā)展，于九十年代停采、位于城東新區(qū)的廣東省肇慶市端州區(qū)黃崗鎮(zhèn)馬頭崗石場礦山因開采對地形地貌、景觀等地質環(huán)境影響明顯，影響肇慶市市容市貌，與城市規(guī)劃極不相適應，最重要的是對礦區(qū)下方為武警五中隊樓房和工業(yè)區(qū)人員生命構成嚴重的安全隱患，為消除潛在礦山地質災害安全隱患，恢復地形地貌，急需對礦山進行恢復治理。

石場礦山 錨桿格構梁 培土植生 資源效益

1 工程概況

1.1 地理位置

廣東省肇慶市端州區(qū)黃崗鎮(zhèn)馬頭崗石場礦山位于廣東省肇慶市中心310。方向，直距約1KM，地處端州區(qū)端州一路市武警五中隊營房和工業(yè)區(qū)東側，行政區(qū)劃屬肇慶市端州區(qū)黃崗鎮(zhèn)管轄，馬頭崗石場西距端州一路約100m，距G321國道約800m。

1.2 場地地質條件

1.2.1 地形地貌

治理區(qū)域為丘陵地形地貌區(qū)，地勢呈東南高北西低，最大相對高差約159m，當地最低侵蝕基準面標高約9m，礦山開采邊坡相對高差約82m，坡度40～80°，局部為陡崖，采場外植被發(fā)育，但場地內大部分坡面巖石裸露，部分坡面上見稀疏喬、灌木雜草。

1.2.2 氣象條件

該項目所在肇慶市地處亞熱帶季風氣候區(qū)，多年平均氣溫22.2℃，多年月平均最高氣溫26℃，極端最高氣溫38.7℃（2000年8月17日），極端最低氣溫-1.0℃（2005年1月11日）。降雨充沛，降雨量主要集中在4～9月份，占全年的80%左右，年均降雨量1841.0mm，年平均雨日數168天，歷年最大降雨量2952.5mm（2004年），歷年最小降雨量1099.1mm（1996年），最大一日降雨量216.3mm（2001年9月30日），最大一小時降雨量102.3mm（1996年4月19日）。年平均蒸發(fā)量1432～1738mm，年均相對濕度78%。

2 礦山環(huán)境地質條件

礦山邊坡巖土層從上到下劃分為：第四系沖洪積層（Q4al+pl）、第四系殘坡積層（Q4dl+el）及泥盆系春灣組（Dch）。分述如下：

2.1 第四系沖洪積層（Q4al+pl）

①碎石土：分布于西部坡腳，黃色，碎石含量50～60%，成分為強-中風化粉砂巖、砂巖，塊徑1～10cm不等，次圓狀，充填物為粘土，粘結一般，散體結構，中密，厚度1.50m。

2.2 第四系殘坡積層（Q4dl+el）

②礫質粉質粘土：主要分布于坡頂位置，土層呈黃色、褐黃色，硬塑，結構較松散，含植物根系，以粘粒為主，局部夾風化砂巖塊石，厚度1.0～2m。

2.3 泥盆系春灣組（Dch）

場地內均見分布，巖性為砂巖，根據其風化程度，可分為中風化砂巖、微風化砂巖2個工程地質層。

③1中風化砂巖：以灰色為主，部分巖芯見紫紅色，細粒結構，中-厚層狀構造，巖芯較破碎，以塊狀為主，個別為扁柱狀或短柱狀，裂隙發(fā)育，裂面見鐵質渲染。該層最薄處為4.0m，最厚處5.0m，該層層頂埋深0～4.5m，層底埋深4～9.5m，層底標高30.8～3.1 m，平均厚度4.25m。另外，在該層中含有斷層破碎帶，巖性為壓碎巖，灰黃色、灰色，散體結構，巖石破碎，擠壓現(xiàn)象明顯，局部夾斷層泥。鉆孔揭露厚度3.00m。

③2微風化砂巖：該層灰色，細粒結構，中-厚層狀構造，巖石堅硬，巖芯完整，以短～長柱狀為主，局部破碎成塊狀，裂隙不發(fā)育，偶見閉合裂隙，裂面平直光滑。該層層頂埋深0～9.5m，層頂標高30.8～3.1 m。

3 礦山地質環(huán)境恢復治理設計與施工

3.1 各巖土層參數選擇

計算選取的巖土物理力學參數見表1。

表1 巖土參數表

3.2 治理設計方案與施工

根據治理場地的條件，結合有關部門的意見和建議，在確保安全的前提下，對石場內的邊坡進行恢復治理，使其達到安全、穩(wěn)固、景觀美化的效果。

Ⅰ區(qū)，主要治理對象為武警五中隊訓練場及訓練用房東側邊坡：將危巖體清除后+錨桿格構梁+格構內植草進行防治；

Ⅱ區(qū)，主要治理對象是武警五中隊辦公樓東側邊坡：采用清除表層浮土石后+掛鐵絲網噴混植生（10cm）；

Ⅲ區(qū)，主要治理對象為馬頭崗石場舊采場邊坡：采用清除表層浮土石+V型槽培土+撒播植草。

截排水系統(tǒng)工程：坡頂、坡腳、開采平臺設置截排水溝，并與治理場地排水系統(tǒng)相連，完善排水系統(tǒng)。在Ⅰ區(qū)的坡頂、坡腳設置梅花型泄水孔，保證坡體內部排水順暢。

3.3 施工技術與工藝流程

3.3.1 錨桿格構梁施工技術

3.3.1.1 錨桿施工

6種導線方案在考慮大風、覆冰等條件下的鐵塔荷載及其投資費用如表6所示。其中假設鋼材單價1萬元/t、混凝土單價0.2萬元/t、導線單價2萬元/t、金具單價2.5萬元/t、420 kN和550 kN絕緣子單價分別為240元/片和360元/片。

錨桿施工流程：修整坡面→搭腳手架→測量放線→鉆機就位→成孔→清孔→錨桿安放→注漿。

（1）錨桿制作工藝：錨桿采用Ⅱ級Φ25mm螺紋鋼（HRB335），錨桿制作前應確保鋼筋平直除油和除銹，接頭應采用焊接的搭接接頭，焊接長度為30d，但不小于500mm。

（2）鉆孔（清孔）：錨桿鉆孔前應按設計孔位準確測量定位，并用鋼筋或竹木桿做好標記，孔位偏差不大于50mm。鉆孔偏斜角度誤差不大于1度。為了提高鉆孔周圍孔壁的粘結強度，提高錨桿錨固力，通常鉆孔采用專門的風動鉆機，鉆孔前按照測量放樣的孔位搭設鉆機平臺，調整好鉆桿的傾角即可開始鉆孔，鉆孔深度應比設計深度深0.50m。

（3）錨桿安裝入孔：鉆孔完成后及時進行清孔，并及時下錨桿，錨桿安裝入孔采用人工抬運、人工送入的方式，將錨桿前端安好導向頭，由一人掌握入孔方向，其他人齊心協(xié)力將錨桿一次性推入孔內，安裝過程中，要避免桿體產生折彎的硬傷，對一次性難以入孔的，不可強行入孔，應將鉆孔重新進行洗孔，若錨桿桿體或者支架損壞的需重新加工錨桿。

（4）注漿：根據本工程地層的特點，為了提高巖土層的錨固力，注漿管前端應伸入到距孔底0.50m左右處，首先注漿為常壓，水泥漿從孔底向孔口反向灌注，將孔底渣土及水排出，當孔口排氣管排出正常水泥漿后，封閉排氣管進行壓力注漿。注漿壓力控制0.5～1.0MPa。注漿液采用現(xiàn)場攪拌，漿液強度M30，水泥為P.O425普通硅酸鹽水泥，水灰比1：0.45。

3.3.1.2 格構梁施工

（1）施工順序：坡面清理→放線定位→開挖梁槽→綁扎鋼筋→支模→現(xiàn)澆砼→拆模養(yǎng)護。

（2）坡面清理：人工清理坡面，使坡面平整、無溜滑體、蠕滑體和松動巖塊；

（3）放線定位：邊坡清理完畢后，由測量放線員按照設計圖紙要求對格構梁進行測量定位，用短鋼筋或撒細白灰線作為標志；

（4）開挖梁槽：梁槽采用人工開挖，開挖必須順直，梁面為高出地面5.0cm，開挖梁槽時邊坡局部凹處應回填C25砼，并盡量使表面平整；

（5）鋼筋制安：①鋼筋尺寸、規(guī)格、布筋間距、焊接強度及保護層厚度等都必須符合設計要求和規(guī)范規(guī)定；②鋼筋連接位置在梁跨中L/3范圍內，并在同一部位接頭占比例不大于25%；③鋼筋保護層按設計保留，施工時提前預制與保護層厚度相同并且足夠數量的墊塊，墊塊用于混凝土中水泥、砂成分相同比例的砂漿制作，施工時對鋼筋加以支墊，以滿足設計要求，同時保證鋼筋位置準確，特別是靠土體位置，必須布設足夠的墊塊以保證鋼筋保護層厚度。格構梁鋼筋綁扎完畢后，將錨桿錨固彎頭與格構梁鋼筋有效鏈接。

（6）支模：由于格構梁隨坡面鋪設，場地坡度較陡，支?？刹捎脙擅婺＃磧蓚€側面），以保證砼的密實度和外觀質量；

（7）混凝土現(xiàn)澆：混凝土強度為C25，利用混凝土攪拌機現(xiàn)場攪拌方式，嚴格按照C25砼標準的配合比，現(xiàn)澆過程中必須防止松散土塊混入砼中?；炷翝仓旰蟊仨毟采w澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于28天。

（8）伸縮變形縫：格構梁每間隔一定距離應設置伸縮變形縫，變形縫豎向布置，間距一般10～15m左右（可根據現(xiàn)場實際情況調整），變形縫寬度以2cm左右為宜，縫中填塞瀝青麻絲。伸縮縫應設在兩錨桿的中間。

3.3.2 V型槽+撒播植草施工技術

施工順序為：清理坡面→搭建施工腳手架→現(xiàn)澆混凝土槽板→培土（配無機肥、營養(yǎng)基質、保水劑等）→點播、栽植草、灌、藤→澆水、施肥、病蟲害防治）。

V型槽培土植生工藝是在石壁上開鑿植生槽或筑立外飄臺，加填客土，栽植草、灌、藤植物，以接力的方式綠化石壁。方法具體措施是：

（1）壁面搭施工腳手架；

（2）壁面高差每相距2.8m建一排板槽，在壁上以45°角打鉆一排深50cm的孔，現(xiàn)澆混凝土槽板，板豎向斜高50cm，板厚5 cm，長度可以根據地形無限延長，用直徑為Φ18mm的Ⅱ級螺紋鋼（HRB335）作縱向筋，每間隔50cm 1條。

（3）向槽內填充較為質輕、保水性好、肥效長的營養(yǎng)土。植物建植可以采用撒播工藝，也可以直接栽植抗旱性強的攀爬植物。

3.3.3 截排水溝施工技術

（1）施工放樣：排水溝工程分段施工，分段放樣，根據路基中線及護坡道高程放出兩側坡角線，再根據邊溝流水高程坡比及護坡道寬度，放出排水溝中線及邊線，符合要求后再進行下道工序。

（2）施工方法：溝槽開挖，放好邊溝溝底溝沿邊線，并用白灰在地上畫出，利用人工配合挖掘機械開挖，自卸汽車運輸，開挖至距設計尺寸10～15cm時，改以人工挖掘。人工修整至設計尺寸，不能擾動溝底及坡面原土層，不允許超挖。開挖清理完畢溝槽檢驗合格后，先用木樁每15米一處釘好砌石位置，掛好橫斷面線及縱斷面線，即可按線砌筑。分層與分層間的砌筑砌縫應大致找平，各工作層應相互錯開，不得貫通。較大的片石使用于下層且大面朝下，安砌時選取形狀及尺寸較為合適的片石，尖銳突出部分敲除，豎縫較寬時，在砂漿中塞以小石塊，砌縫寬度不大于2cm，砌筑過程中要注意選用較大、較平整的石塊為外露面和坡頂、邊口，石塊使用時應灑水濕潤，若表面有泥土、水銹先沖洗干凈，尤其下層砌及角隅石不能偏小，砂漿要飽滿，石縫以砂漿和小碎石充填，片石不能豎立使用，石料擠漿要符合要求，不能緊貼無砂漿，寬度要一致，不能有假縫。

3.4 項目實施現(xiàn)實意義

肇慶市黃崗鎮(zhèn)馬頭崗石場礦山地質環(huán)境恢復治理工程項目的實施，有利于區(qū)域社會經濟發(fā)展，解決治理區(qū)域環(huán)境自身平衡問題，其現(xiàn)實意義如下：

（1）有利于生態(tài)環(huán)境恢復與資源效益發(fā)揮。廢棄石場的有效治理，可改善與人類生活息息相關的自然環(huán)境，有利于減輕人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的壓力。

（2）有利于人民生命財產安全的保護。通過對該石場礦山的綜合治理，有效防治崩塌、滑坡等地質災害情況的發(fā)生，保證礦區(qū)下方武警五中隊樓房和工業(yè)區(qū)人員生命安全。

（3）提高植被覆蓋率，恢復生態(tài)環(huán)境。廢棄石場經綜合治理后可以植樹造林、提高土地利用率和植被覆蓋率，改善已經破壞的生態(tài)環(huán)境，改善日益惡化的空氣質量。

[1]《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》 （國土資源部DZ/T0219-2006）.

[2]廣東省有色礦山地質災害防治中心工程設計書.

TD167[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-397-2