山西省運(yùn)城市鹽湖區(qū)廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)與治理二期工程初步設(shè)計(jì)

林 強(qiáng)

（山西省地勘局二一四地質(zhì)隊(duì)，山西 運(yùn)城 044000）

1 治理區(qū)概況

（1）地理位置。運(yùn)城市鹽湖區(qū)位于山西省西南部，轄區(qū)東西寬41公里，南北長(zhǎng)62公里，總面積1237平方公里。

（2）地形。本區(qū)地處黃土高原，地形多樣，河谷、塬地、丘陵、山地共存。全區(qū)地形南北兩端為山地，中間為運(yùn)城盆地，盆地中間有鳴條崗?fù)黄?，盆地在兩夾槽間。南部為中條山，山高林密，群峰疊翠，海拔在1500m左右。北部為稷王山，山丘起伏，溝壑縱橫，海拔800m～1000m，中間盆地海拔300m～600m之間，涑水河、姚暹渠從中穿過(guò)。

（3）地貌。解州鎮(zhèn)北部廢棄露天礦山治理區(qū)處中山區(qū)海拔450m～1497m，相對(duì)高差1047m，由太古界涑水雜巖，下元古界的大理巖、中元古界石英巖及古生界寒武、奧陶系白云巖、灰?guī)r組成，山勢(shì)陡峻，溝谷深切，均呈“V”字型谷。

解州鎮(zhèn)南部廢棄露天礦山治理區(qū)處中條山北麓，為山前沖洪積扇連接組成的裙?fàn)畹匦?，由山前向鹽湖傾斜。由第四系全新統(tǒng)砂卵礫石及粉質(zhì)粘土組成。地勢(shì)低凹，東西波狀起伏，海拔340m～400m。

（4）地層巖性。治理區(qū)中條山出露基巖外，其余大部分為第四系黃土覆蓋。出露的地層有太古界涑水群，新生界第四系。

（5）地質(zhì)構(gòu)造。鹽湖區(qū)大地構(gòu)造單元主要有中條山塊隆、運(yùn)城凹陷、稷王山陷隆。

2 設(shè)計(jì)概述

本次工作圍繞自然資源部關(guān)于開(kāi)展長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、京津冀周邊及汾渭平原等重點(diǎn)地區(qū)露天礦山生態(tài)修復(fù)的工作部署，以“減災(zāi)、抑塵、復(fù)綠”為治理目的，通過(guò)土地平整、植被恢復(fù)、工程治理等措施，消除廢棄露天礦山安全隱患，達(dá)到廢棄露天礦山生態(tài)環(huán)境治理修復(fù)與土地復(fù)墾的目的。

3 總體思路

針對(duì)礦山區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與存在的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，結(jié)合其它礦區(qū)治理經(jīng)驗(yàn)，方案設(shè)計(jì)思路如下。

（1）砌體拆除工程。廢石堆場(chǎng)地殘留建筑，應(yīng)首先拆除清理，就地掩埋，再覆土修復(fù)。并就地填埋壓實(shí)，壓實(shí)系數(shù)必須大于0.93。

（2）平整工程。①坡面清理。危巖體清理用挖掘機(jī)將坡體裂隙發(fā)育易形成傾倒式、墜落式崩塌危巖體進(jìn)行清除，清除危巖體可攤鋪于場(chǎng)地進(jìn)行平整。清理坡面用挖掘機(jī)將邊坡強(qiáng)風(fēng)化層及坡面廢渣進(jìn)行清除，清除廢渣可攤鋪于場(chǎng)地進(jìn)行平整。②場(chǎng)地平整。主要是針對(duì)治理區(qū)內(nèi)高低不平的地段，采用挖高填低的方法進(jìn)行土地平整。先對(duì)其地表石碴和碾壓層進(jìn)行清理，平整，壓實(shí)≥0.93。平整方量根據(jù)cass軟件采用三角網(wǎng)法進(jìn)行計(jì)算。③擋水棱。為了防止地表徑流流進(jìn)采坑，在采坑外圍修筑土質(zhì)擋水棱，擋水棱規(guī)格為：高0.3m，頂寬0.3m，內(nèi)外邊坡1:1，土質(zhì)夯實(shí)，擋水棱截面積0.18m2。

（3）土壤培肥。①土地翻耕。土地平整和表土回覆后，由于機(jī)械碾壓和挖運(yùn)，使土壤的通透性變差，本方案設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行翻耕，設(shè)計(jì)翻耕厚度為30cm。②修筑田埂工程。圖斑在溝谷中，為了防止地表徑流對(duì)田塊的沖刷及充分利用降水，在平整的田塊外側(cè)和邊坡上部修筑田埂。田埂規(guī)格為：高0.3m，頂寬0.3m，內(nèi)外邊坡1:1，土質(zhì)夯實(shí)，田埂截面積0.18m2，田坎坡度70°。③有機(jī)肥與復(fù)合肥。土地翻耕后進(jìn)行土壤培肥，以提高土壤生產(chǎn)能力。耕地土壤培肥分為精制有機(jī)肥和復(fù)合肥兩種。

（4）植被恢復(fù)工程。根據(jù)鹽湖區(qū)二期工程治理區(qū)現(xiàn)狀特點(diǎn)分類設(shè)計(jì)，植被重建工程措施具體如下：①栽植側(cè)柏。喬木（側(cè)柏）采取帶土球的坑植方式，采用60×60×80cm的小穴整地，株行距規(guī)格2m×2m，土球直徑≧30cm，地徑3公分，苗高為1m～1.2m。②栽植酸棗樹(shù)。鹽湖區(qū)南山一帶東郭鎮(zhèn)、南城街道辦事處、解州鎮(zhèn)、席張鄉(xiāng)灌木選用酸棗樹(shù)，酸棗樹(shù)采取裸根坑植方式，采用30×30×50cm的小穴整地，株行距規(guī)格1m×1m，苗高0.8m～1m，地徑約2cm。③栽植紫穗槐。鹽湖區(qū)中北部上郭鄉(xiāng)、上王鄉(xiāng)、泓芝驛鎮(zhèn)、解州鎮(zhèn)、席張鄉(xiāng)灌木選用紫穗槐，紫穗槐采取裸根坑植方式，采用30×30×50cm的小穴整地，株行距規(guī)格1m×1m，苗高0.8m～1m，地徑約2cm。④播撒草籽。選用紫花苜蓿和黃花草木犀混合草籽，撒播草籽播種量為40kg/hm2。⑤坡面挖坑種樹(shù)。挖坑種樹(shù)：用于坡度30°～50°斜坡，首先對(duì)采面進(jìn)行危巖清理，消除安全隱患。在坡面挖坑，坑穴壁應(yīng)光滑平整，要求人工用攢子開(kāi)鑿，坑穴大小符合設(shè)計(jì)要求，坑穴內(nèi)壁直立，深度以內(nèi)側(cè)控制；底寬30cm，在坡面寬45cm，坑內(nèi)栽植酸棗樹(shù)苗，坑穴開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)植樹(shù)、回填種植土，以防垮塌；為保證其灌木成活，樹(shù)苗根部應(yīng)帶有少量土壤?？友ㄐ芯?.0×1.0m。

（5）截排水溝工程。由于覆土后場(chǎng)地周邊坡體植被較少，因此降雨后，雨水易匯流形成較大的沖力，對(duì)覆土后的場(chǎng)地產(chǎn)生破壞，因此為場(chǎng)地設(shè)計(jì)截排水溝，以消解雨季水流對(duì)場(chǎng)地的破壞，降低水土流失的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)排水量的大小設(shè)計(jì)兩種規(guī)格的截排水溝，截排水溝如下：截排水規(guī)格1：過(guò)水?dāng)嗝鏋?.6m×0.8m排水溝內(nèi)外墻寬均為0.4m，截排水溝采用矩形斷面，底寬1.6m，邊坡坡度1：0，高度1m，溝渠襯砌采用漿砌石，內(nèi)側(cè)邊墻厚0.4m，外側(cè)邊墻厚0.4m，底板厚0.4m；塊石材料都采用較堅(jiān)硬新鮮砂巖，尺寸大于10cm，砂漿采用M10水泥砂漿砌筑。截排水規(guī)格2：過(guò)水?dāng)嗝鏋?.4m×0.4m排水溝內(nèi)外墻寬均為0.3m，截排水溝采用矩形斷面，底寬0.4m，邊坡坡度1：0，高度0.7m，溝渠襯砌采用漿砌石，內(nèi)側(cè)邊墻厚0.3m，外側(cè)邊墻厚0.3m，底板厚0.4m；為保證截水溝具有足夠的抗沖刷強(qiáng)度，漿砌石水溝內(nèi)側(cè)面抹面處理。即在砂漿初凝后，用砂漿抹面，抹面采用M10的水泥砂漿，厚度為2cm，水泥標(biāo)號(hào)為R425#。為保證整體的美觀，漿砌石側(cè)墻頂面采用M10的水泥砂漿抹面，厚度2cm。

（6）隔離欄工程。在治理區(qū)入口處設(shè)置防護(hù)欄及警示牌，鋼筋混凝土立柱金屬網(wǎng)片防護(hù)柵欄由立柱、網(wǎng)片及連接部件組成，高度1.8m。①立柱。采用C30鋼筋混凝土預(yù)制，截面尺寸分120mm×120mm，高度2.5m。預(yù)制立柱時(shí)，于頂部中間位置預(yù)留42mm×42mm方孔，深度150mm，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)插入帶連接板并封口的HPB235方管，并用風(fēng)水材料填充縫隙。方管規(guī)格40mm×40mm，厚度2.5mm。矩管插入端長(zhǎng)度150mm，外露部分向外折角30°，垂直高度300mm。在立柱相應(yīng)位置預(yù)留三個(gè)Ф12圈孔，安裝時(shí)通過(guò)螺桿固定兩側(cè)連接板。設(shè)計(jì)隔離網(wǎng)需要145根立柱。②網(wǎng)片。金屬網(wǎng)片采用HPB235矩管鋼邊框，規(guī)格30mm×50mm，矩管厚度2.0mm；內(nèi)部往死采用HPB235Ф6.5高線鋼絲冷拔加工，規(guī)格75mm×150mm（Ф4.0mm），上部向外折角30°，垂直高度300mm。③連接板與螺栓。立柱連接板、網(wǎng)片連接板采用90°折角鋼板、厚度4.0mm，根據(jù)不同使用位置分A、B、C三種形式。螺栓采用防盜設(shè)計(jì)、由螺桿、螺帽、防盜墊圈組成、安裝及拆卸需專門(mén)工具、根據(jù)不同連接點(diǎn)的厚度，選用圖集中不同尺寸的防盜螺栓。連接板與螺栓均采用HPB235鋼，并鍍鋅處理，鍍鋅量270g/m2。④柵欄門(mén)。采用雙開(kāi)門(mén)，雙開(kāi)寬度3m，七網(wǎng)片形式與防護(hù)柵欄保持一致，門(mén)柱采用C30鋼筋混凝土預(yù)制，基礎(chǔ)、截面尺寸及高度同鋼筋混凝土立柱金屬網(wǎng)片形式，并通過(guò)銷軸、銷軸套及門(mén)柱連接。門(mén)柱上預(yù)制設(shè)置“保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)”的警示標(biāo)志。門(mén)上應(yīng)設(shè)鎖，并應(yīng)防水。

（7）邊坡防護(hù)工程。邊坡防護(hù)工程主要是針對(duì)堆渣場(chǎng)進(jìn)行分級(jí)削坡，坡面每升高約5m設(shè)置3m寬的馬道，邊坡1:2，填方壓實(shí)系數(shù)≥0.93，坡度小于自然安息角36°左右，分級(jí)削坡后進(jìn)行植被重建工程。

（8）監(jiān)測(cè)及管護(hù)方案。監(jiān)測(cè)及管護(hù)的主要目的任務(wù)是通過(guò)對(duì)土壤和植被恢復(fù)情況（成活率、郁閉度）等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)將監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題反饋，有利于采取適當(dāng)?shù)拇胧?，有利于土地植被恢?fù)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的效果。

4 結(jié)論

通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查和工程勘查，在基本查明鹽湖區(qū)解州鎮(zhèn)廢棄露天礦山（地質(zhì)環(huán)境條件、工程地質(zhì)條件和礦山生態(tài)環(huán)境問(wèn)題基本特征的基礎(chǔ)上，確定解州鎮(zhèn)廢棄露天礦山生態(tài)修復(fù)總面積約67.51hm2，修復(fù)內(nèi)容為：對(duì)治理區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)展廢渣清理、采坑回填、場(chǎng)地平整、覆土工程、植被恢復(fù)等工程。修復(fù)面積50.39公頃（755.85畝）。該項(xiàng)目對(duì)解州鎮(zhèn)廢棄露天礦山進(jìn)行恢復(fù)治理，恢復(fù)后水澆地19.05hm2，灌木林地2.66hm2，其他林地25.49hm2，其他草地3.19hm2，使破損的山體全部恢復(fù)，使廢棄露天礦山破壞的土地得于恢復(fù)，水土得于保持，具有一定的社會(huì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益。