安徽省靈璧縣平山礦山地質(zhì)環(huán)境治理設(shè)計(jì)思路探討

杜學(xué)建

摘要：我國的許多廢棄礦山和老舊礦山由于開采原因造成環(huán)境非常惡劣，崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隨時(shí)有可能發(fā)生，對周邊人民的生活環(huán)境造成極大的影響，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來一定的威脅，亟須對礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合治理。本文以實(shí)例探討礦山地質(zhì)環(huán)境的綜合治理，為礦山地質(zhì)環(huán)境的治理提供更科學(xué)，更合理，更安全的治理設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)環(huán)境治理;邊坡穩(wěn)定性;綠化;截、排水溝

治理區(qū)原系關(guān)閉露天采石場，現(xiàn)屬無主礦山。閉坑前主要生產(chǎn)水泥用灰?guī)r、建筑用石料，由于原礦山開采技術(shù)和設(shè)備落后，開采不合理，致使治理區(qū)內(nèi)的礦山地質(zhì)環(huán)境非常惡劣，崩塌、滑坡、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害隨時(shí)有可能發(fā)生，且該處地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重影響新城區(qū)及鐘馗文化園的景觀，亟待對該處礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行綜合治理。

1.礦山地質(zhì)環(huán)境治理目標(biāo)與任務(wù)

消除礦山地質(zhì)災(zāi)害和改善不良環(huán)境地質(zhì)問題，使礦山地質(zhì)環(huán)境向良性發(fā)展。根據(jù)靈璧縣新城區(qū)的規(guī)劃，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，項(xiàng)目治理以恢復(fù)山體邊坡和邊坡綠化為主，通過治理，盡可能的恢復(fù)山體原貌，改變治理項(xiàng)目區(qū)周邊臟、亂、差環(huán)境，生態(tài)環(huán)境得到改善。山體恢復(fù)治理后，可以為建設(shè)鐘馗文化園添一道美麗的風(fēng)景，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造良好的投資環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)、健康發(fā)展。

2.治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地形地貌條件

治理區(qū)地處皖北低山丘陵區(qū)，山脈呈串珠狀，北東向分布，平山最高64.34m，坡洪積裙環(huán)山分布，逐漸向平原過渡，山上無植被和建筑物。水系不發(fā)育，山間沖溝淺、短，為季節(jié)性干溝，流向與坡向一致，治理區(qū)西有鳳河，向南流入新汴河。

2.2地層特征及構(gòu)造條件

治理區(qū)可視地層為震旦系倪園組（Zn），主要為灰色中厚層含燧石結(jié)核泥質(zhì)、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、夾灰黃色頁片狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r，微細(xì)層理發(fā)育。九頂山組（Zjd），主要為灰色中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，中下部為塊狀灰?guī)r，底部產(chǎn)迭層石。第四系（Q），主要為淺棕色、棕紅色粘土，含碎石，鈣質(zhì)結(jié)核主要分布在山間凹地及山前平原。平山為單斜構(gòu)造，斷層不發(fā)育。

2.3水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件

治理區(qū)內(nèi)采石場采用露天開采，礦床開采底板標(biāo)高位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，地表水徑流條件好;區(qū)內(nèi)巖石裂隙不發(fā)育，礦床充水因素主要為大氣降水，地形坡度相對周圍較大，有利于大氣降水的下滲和排泄。故屬水文地質(zhì)條件簡單類型。治理區(qū)地層呈單斜產(chǎn)出，構(gòu)造簡單，巖層完整，強(qiáng)度高，風(fēng)化作用和巖溶作用均較弱，致密狀灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r巖石堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙發(fā)育。工程地質(zhì)條件屬于簡單。

3.治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題

治理區(qū)內(nèi)因歷史原因無序開采，礦山閉坑后，遺留大量堆積的廢渣石，采掘形成的大片基巖裸露區(qū)域，植被遭到嚴(yán)重破壞，礦山開采對治理區(qū)地貌景觀和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，棄土、廢石零亂堆放，基巖裸露，因緊鄰新城區(qū)其礦山地質(zhì)環(huán)境與四周極不協(xié)調(diào)，一方面嚴(yán)重影響新城區(qū)的景觀，給人們生活造成視覺污染;另一方面導(dǎo)致山體坡度增大，在降水作用下，造成嚴(yán)重的水土流失及環(huán)境污染。治理項(xiàng)目區(qū)原地形坡度一般15°-30°，巖石為中厚層白云質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)狀傾向330°，傾角40°，節(jié)理裂隙發(fā)育。零星分布有危巖，在自然條件下，風(fēng)化程度將進(jìn)一步加深，預(yù)測引發(fā)崩塌災(zāi)害的危險(xiǎn)性較大。

4.治理設(shè)計(jì)原則及技術(shù)路線

通過項(xiàng)目的治理消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。設(shè)計(jì)的主要原則為：安全原則;統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜的原則;實(shí)事求是，因地制宜的原則;治理與保護(hù)并重原則;技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理原則。

5.邊坡穩(wěn)定性分析

由于歷史原因，開采秩序混亂，作業(yè)不規(guī)范，沒有遵循白上而下、分水平、分臺階開采，致使原地形地貌破壞嚴(yán)重，產(chǎn)生多處地質(zhì)災(zāi)害隱患。目前，分析礦山巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定與否，一般多采用結(jié)構(gòu)面赤平投影方法分析邊坡巖體穩(wěn)定性。綜合分析未進(jìn)行治理的坡面高度大、坡度陡，人為地改變了坡體的自然穩(wěn)定平衡狀態(tài)，使邊坡的應(yīng)力重新調(diào)整，坡面上裸露的巖土體產(chǎn)生卸荷和拉張松弛;由于坡體巖體的上述變形，在降雨及其他外荷載作用下，邊坡隨時(shí)會發(fā)生沿節(jié)理裂面剝落、掉塊和巖石失穩(wěn)形成的局部崩塌，邊坡的整體穩(wěn)定性受到影響，采石場邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性差～較差。

6.治理方案設(shè)計(jì)

本礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程主要采用工程技術(shù)手段和生物治理技術(shù)手段兩種方法。

6.1邊坡治理工程

邊坡治理中，坡形坡率設(shè)計(jì)很大程度上決定了邊坡的穩(wěn)定性與工程費(fèi)用。因項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原山體坡緩，按照坡長來區(qū)分，只有中長邊坡，其余均為短邊坡，治理難度相對較低。本次邊坡治理工程采用土石方回填及削坡工程等工程技術(shù)手段，一方面通過削坡改變坡體形態(tài)降低坡角來增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性，削坡平整后的山體與周圍山體標(biāo)高相協(xié)調(diào);另一方面挖除頂部廢石、廢渣，用于填平采坑達(dá)到綜合利用的目的

6.2綠化工程

治理區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境得到最終改善和保護(hù)，綠化是治理成效的關(guān)鍵。結(jié)合本地條件，本次治理將采用木本植物與草本植物結(jié)合的方式進(jìn)行綠化，草本植物用于近期水土保持，木本植物綠化山地邊坡以樹種、草種的選擇需要因地制宜。因松樹種植的適應(yīng)性強(qiáng)，常綠樹種，樹形美觀，耐干旱瘠薄，抗風(fēng)，抗大氣汚染，故木本植物選擇松樹。草本植物百喜草是著名的多用型水土保持草種，對土壤選擇性不嚴(yán)，生長迅速，根系發(fā)達(dá)，能夠形成稠密的草皮，有效限制其他雜草的侵入，耐旱性、耐暑性極強(qiáng)，耐寒性尚可，從而具有較強(qiáng)的防止土壤沖刷和固土護(hù)坡的能力，尤其在緩坡地上表現(xiàn)出相當(dāng)好的水土保持效果。綠化過程中要科學(xué)布局，種植前應(yīng)對場地進(jìn)行整治，改善立地條件，提高種植成活率促進(jìn)植被生長。修建蓄水池，做好種植區(qū)的管護(hù)工作。

6.3截水溝及排水溝設(shè)計(jì)

（1）截流溝：治理區(qū)為風(fēng)化剝蝕丘陵地貌，地形坡度較緩，坡度一般15°-30°，自然排泄條件差。設(shè)計(jì)在回填邊坡上方開挖截水溝，緩解雨水對邊坡的沖刷破壞。截水溝采用漿砌片石澆筑，嵌入于地表開挖溝槽中，設(shè)計(jì)橫斷面呈倒梯形，大小應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）排水溝：為防止雨季地表徑流對回填坡面沖刷破壞，對西部回填治理邊坡穩(wěn)定性造成影響，設(shè)計(jì)在回填邊坡上方開挖排水溝，引導(dǎo)坡頂截水溝和自然小沖溝來水至坡腳，排水溝采用預(yù)制混凝土U型管修筑。

7.施工順序

根據(jù)各單項(xiàng)工程的施工特點(diǎn)，以及各分項(xiàng)工程量、相互干擾因素和施工難度，建議各分施工項(xiàng)目按以下程序進(jìn)行：巖體削坡一邊坡浮土、浮石，危巖清理一平整一分層碾壓一土石方回填邊坡一砌筑簡易道路一修筑后緣截水溝、排水溝一修筑蓄水池一覆土綠化。施工過程中對整個治理區(qū)采坑的危險(xiǎn)區(qū)域要做標(biāo)識、清理、穩(wěn)定、隔離的工作。

8.結(jié)論及建議

本次治理方案主要是對破損的山體進(jìn)行回填，局部不穩(wěn)定巖體基本恢復(fù)自然坡形、坡率，對植被破壞嚴(yán)重的邊坡進(jìn)行覆土綠化，恢復(fù)平山地質(zhì)環(huán)境原貌。

建議：施工隊(duì)伍要具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，能夠在復(fù)雜災(zāi)害地質(zhì)條件下保證施工質(zhì)量。地質(zhì)災(zāi)害具有復(fù)雜性和不確定性，因而邊坡穩(wěn)定治理總體設(shè)計(jì)是一次完成的，細(xì)部設(shè)計(jì)則需要在施工過程中不斷完善和修正。當(dāng)施工過程中揭示出的地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)時(shí)有出人時(shí)，要及時(shí)反饋設(shè)計(jì)，從而調(diào)整設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)意圖的準(zhǔn)確落實(shí)。因施工場地離居民區(qū)較近，在施工前必須設(shè)置警戒線，施工中注意施工人員、居民、行人的生命安全。施工要盡量避開雨季，確保施工安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]《靈璧縣靈城鎮(zhèn)平山礦山地質(zhì)環(huán)境治理設(shè)計(jì)》報(bào)告[R].淮北：安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)，2012.