孫銳

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局322地質(zhì)隊）

近年來，由礦山資源開采導(dǎo)致日益嚴(yán)重的生態(tài)問題已經(jīng)引起國家以及社會各界的廣泛重視，推行市場化運(yùn)作、科學(xué)化治理廢棄礦山，是各地區(qū)相關(guān)部門首要工作。廢棄石灰?guī)r礦山對生態(tài)環(huán)境有著極大的破壞作用，甚至影響到區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展［1］。宣城市貍橋鎮(zhèn)石灰?guī)r礦產(chǎn)豐富，由此發(fā)展眾多的石灰?guī)r上下游產(chǎn)業(yè)，從而產(chǎn)生了相當(dāng)數(shù)量的廢棄石灰?guī)r礦山。以貍橋鎮(zhèn)金云采石廠為例，從礦山地質(zhì)環(huán)境角度較系統(tǒng)地介紹了廢棄礦山現(xiàn)狀及存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，針對不同的問題提出合理的治理方法。

1 治理區(qū)概況

貍橋鎮(zhèn)地處宣州區(qū)東北部，蘇皖交界處，交通條件優(yōu)越，金云采石廠位于貍橋鎮(zhèn)以東2 km 處，現(xiàn)為廢棄礦山，開采礦種為建筑石料用灰?guī)r，開采方式為露天開采。治理區(qū)南北長約350 m，東西寬50～340 m。

治理區(qū)地層發(fā)育三疊系下統(tǒng)和龍山組灰?guī)r，巖體呈青灰—灰白色、薄—中薄層狀。巖體走向近南北、傾角為30°～45°。第四系主要發(fā)育土黃色夾紫紅色、黃綠色粉砂質(zhì)黏土。

治理區(qū)構(gòu)造發(fā)育程度相對簡單，龍山組灰?guī)r發(fā)育有裂隙構(gòu)造，沿伸規(guī)模一般幾米到幾十米，切割巖石呈網(wǎng)塊狀，裂隙多受方解石脈及鐵質(zhì)充填。

2 治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及問題

治理區(qū)為廢棄露天石灰?guī)r礦山，采用山頂往深部一坡到底方式開采，致使山體破損嚴(yán)重、土地植被破壞、水土流失加劇，加之巖體自然風(fēng)化崩塌，形成嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害隱患［2］。根據(jù)地形地貌現(xiàn)狀將治理區(qū)分為底盤區(qū)和高陡邊坡區(qū)。

2.1 底盤區(qū)

底盤區(qū)位于治理區(qū)中部，由礦山自山頂往底部一坡到底開采方式形成。底盤區(qū)現(xiàn)呈四周高、中間低的低洼采坑，采坑?xùn)|西長約180 m，南北長約70 m，邊坡坡度為60°～65°。坑底有積水，水域面積約6 000 m2，平均水深約0.9 m。礦坑周邊巖石裸露，廢石、建筑垃圾雜亂堆積，部分區(qū)域回填有礦粉、洗礦淤泥，植被破壞嚴(yán)重。

存在問題：①本區(qū)人員流動密集，生產(chǎn)生活用地緊張，廢棄露天礦山占用大量土地，導(dǎo)致土地資源浪費(fèi)；②本區(qū)降雨量較大，采坑常年積水下滲，對挖損山體的破壞作用日益顯著，由此對周邊工業(yè)園區(qū)及村莊的存在較大的安全隱患，危害程度較大；③坑底積水周邊未設(shè)置警示牌及防護(hù)設(shè)施，嚴(yán)重威脅附近村民及牲畜家禽的安全；④礦山開采致使土地和植被破壞，基巖裸露，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重。

2.2 高陡邊坡區(qū)

高陡邊坡區(qū)分布于露采挖損區(qū)的中部及西南側(cè)，由山體開采挖損殘余山體構(gòu)成。邊坡沿走向長度約250 m，礦山開采方式為一坡到頂，中間無開采平臺，坡度為60°～65°，最大高差約23 m。

通過野外現(xiàn)場勘察和施工發(fā)現(xiàn)，礦山存在部分問題：露天石灰?guī)r礦山受開采活動的影響，加之礦山坡面節(jié)理裂隙較發(fā)育，致使坡面殘存巖石較為破碎；邊坡最大高差達(dá)23 m，且坡頂、坡底周邊未設(shè)置防護(hù)網(wǎng)和安全指示牌，存在較大的安全隱患。

針對治理區(qū)南側(cè)高陡邊坡，采用赤平投影法對邊坡類型、結(jié)構(gòu)面特征進(jìn)行分析（圖1）。

可以看出，層面傾向與邊坡傾向相差約5°，邊坡呈順向坡，巖層傾角40°，坡面傾角較陡，因此層面對邊坡穩(wěn)定性具有一定影響，存在發(fā)生滑動的可能性。節(jié)理與邊坡交線傾向與邊坡一致，切割成的塊體易發(fā)生滑動。

以上分析表明，南側(cè)邊坡局部區(qū)段巖塊破碎，坡面發(fā)育危巖體，若遇強(qiáng)降雨崩塌的危險性較大，危險性等級較高。通過邊坡穩(wěn)定性分析，高陡邊坡在天然狀態(tài)下處于較穩(wěn)定狀態(tài)，但遇暴雨等特殊條件下產(chǎn)生崩塌的可能性較大，而且存在進(jìn)一步擴(kuò)大影響范圍的可能。

3 治理技術(shù)與方法

針對治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與存在的主要問題，采取因地制宜、分區(qū)分步的方法對礦山進(jìn)行治理［3］；并進(jìn)行場地綠化和安全防護(hù)措施布置，實(shí)現(xiàn)治理后地形地貌與本地區(qū)自然景觀統(tǒng)一和諧。

3.1 高陡邊坡削坡固化及噴坡復(fù)綠

為了解決高陡邊坡存在的問題，設(shè)計第一步對高陡邊坡進(jìn)行削坡工作，第二步進(jìn)行邊坡固化及噴坡復(fù)綠工作，具體實(shí)施內(nèi)容如下。

3.1.1 削坡固化

通過地形地貌現(xiàn)狀研究，結(jié)合削坡固化、噴坡綠化等工程需求，設(shè)計邊坡角45°進(jìn)行放坡開挖作業(yè)。治理區(qū)交通運(yùn)輸便利，方便使用大型機(jī)械設(shè)備，故本次削坡工作采用機(jī)械加人工的方式。對于坡體完整巖石采用巖石破碎機(jī)破碎切割，對于坡體巖石裂縫裂隙發(fā)育切割較深巖體采用風(fēng)鎬挖鑿方法徹底清理；對于殘存孤立危巖體、尖凸鷹嘴崖則采用人工鋼釬抬撬或手風(fēng)鉆鉆鑿清除。邊坡清理應(yīng)從上至下分層逐段進(jìn)行，分層高度小于3 m，禁止一次開挖到底。

3.1.2 噴坡綠化

為了固化邊坡及提高土地利用率，增加綠化面積，設(shè)計對邊坡采用掛網(wǎng)+團(tuán)粒噴播進(jìn)行邊坡復(fù)綠工程。設(shè)計噴播綠化步驟：①采用菱形網(wǎng)目、網(wǎng)孔50 mm×50 mm、網(wǎng)寬200 cm 的14 號鍍鋅鐵絲網(wǎng)，主鉚釘采用16 mm 螺紋鋼，次鉚釘采用10 mm“L”形鋼釘，主、次網(wǎng)釘成梅花狀分布；②邊坡按照主、次錨釘設(shè)計網(wǎng)度200 cm×200 cm鉆?45 mm 錨孔，灌注M30 水泥砂漿，錨釘與鍍鋅網(wǎng)接觸呈90°；③掛網(wǎng)自上而下放卷，相鄰鍍鋅網(wǎng)搭接寬度不小于10 cm，兩網(wǎng)面搭接處采用42.6 鐵絲綁扎牢固，掛網(wǎng)時網(wǎng)面和坡面保留3～5 cm 距離，保證噴播厚度，施工時按照一定間距在網(wǎng)面和坡面之間填塞木條或生態(tài)袋等支撐物，菱形網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)保持坡頂處及坡體兩側(cè)覆蓋不小1 m；④設(shè)計噴播厚度分層噴播，噴坡草籽選擇本地常見的青草籽、馬尾巴草、茅草等，草籽噴坡前混合少量沙土和磷肥，噴坡后上覆適當(dāng)厚度細(xì)土；⑤噴播完成后，為了保證種子的發(fā)芽率，選用13 g/m2的聚丙烯環(huán)保無紡布自上而下進(jìn)行鋪蓋，用U 形釘固定，待苗出齊后揭除無紡布。噴播綠化典型剖面見圖2。

3.2 底盤區(qū)場地平整及覆土復(fù)墾

3.2.1 場地平整

高陡邊坡隱患消除后，針對底盤區(qū)內(nèi)已產(chǎn)生的積水坑、廢石孤丘、砂石堆場、破損廠房等全部進(jìn)行清理，綜合分析治理區(qū)地形及北側(cè)迎賓大道及其排水渠等構(gòu)筑物，考慮后期場地排土、排水等需求，確定以迎賓大道最低點(diǎn)為場地平整標(biāo)高?？紤]到底盤區(qū)交通便利，地形較為平整，設(shè)計采用機(jī)械工具清除堆積廢石、鏟平孤丘殘坡等，輔以人工手段定點(diǎn)清除。

3.2.2 場地覆土

場地平整后回填原有土層，上部鋪墊種植土，厚度不小于0.5 m［4］。土質(zhì)選擇結(jié)構(gòu)疏松、肥力較高的土壤，具有一定的疏松度，無明顯結(jié)塊、石塊、垃圾等雜物。覆土工作后進(jìn)行林地復(fù)墾。

3.2.3 樹種選擇

現(xiàn)場實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)治理區(qū)周邊樹種以松柏類、刺槐、牡荊、胡枝子等為主，考慮本地氣候、抗性強(qiáng)、栽植成活率高、管理容易等因素，同時兼顧生物多樣性及色彩搭配，營造混交林模式，減少病蟲害的發(fā)生，提高樹木存活率［5］。根據(jù)本地實(shí)際情況，樹種選擇喬木類側(cè)柏與灌木類紅葉石楠混交。

3.2.4 撒播草籽

在喬灌木栽種后另撒播草籽，草籽選用抗早、抗鹽堿、抗病蟲害能力強(qiáng)、耐瘠薄、耐踐踏、耐一定的水濕、易于繁殖的灌草，主要選擇狗芽根、三葉草、銀合歡等［6］，種植密度為15 g/m2。

3.2.5 種植密度與種植方法

側(cè)柏、紅葉石楠按間距2 m 交錯種植，側(cè)柏苗木采用帶土球栽種，紅葉石楠采用覆土后挖坑種植。

3.3 場地排水改造

治理區(qū)場地平整后基巖裸露，結(jié)合場地實(shí)際使用情況，需重新設(shè)計改造排水系統(tǒng)。為了避免造成短期內(nèi)重復(fù)施工，應(yīng)適當(dāng)將排水溝斷面放大。參考本地水文資料估算降水量及排水流量，設(shè)計在治理區(qū)底盤邊坡坡腳外1.0 m 處設(shè)置排水溝，用以排泄坡面、場地的積水，匯水通過迎賓大道下水系統(tǒng)排出。

排水溝采用矩形斷面，尺寸為0.8 m×0.8 m×0.8 m。過程中排水溝采用C15 混凝土澆筑，壁厚0.1 m。治理區(qū)底盤共設(shè)計修筑排水溝1 200 m，基礎(chǔ)開挖量1 080.0 m3，澆筑排水溝需C15混凝土312.0 m3。

3.4 植被養(yǎng)護(hù)工程

治理工程結(jié)束后仍需對植被進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作：①前期持續(xù)養(yǎng)護(hù)時間為3個月左右；②養(yǎng)護(hù)澆水的時間以早晚進(jìn)行為佳，盡量避免在強(qiáng)烈的陽光下進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，以免灼傷幼苗葉片；③在高溫干旱季節(jié)，每天應(yīng)增加2～3 次噴水，土壤濕潤1～2 cm；④隨時觀察植物生長狀況，做好植物生長狀況調(diào)查記錄，并根據(jù)結(jié)果及時采取應(yīng)對措施。

本著因地制宜、節(jié)約成本的原則，植被養(yǎng)護(hù)以汽車?yán)浌軡补酁橹鳎纯蛇x擇附近村莊生活用水，設(shè)計養(yǎng)護(hù)期為2 a。

3.5 安全防護(hù)工程

項(xiàng)目實(shí)施治理的過程中，為確保治理區(qū)周邊的生產(chǎn)安全和外來人員安全，設(shè)計在治理區(qū)周邊設(shè)置安全警示標(biāo)志12 塊，治理工程完成后設(shè)置竣工牌1塊。

4 結(jié)論

（1）金云采石場主要地災(zāi)問題是礦山開采致使土地和植被破壞，基巖裸露，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，高陡邊坡頂部存在較多易崩落危巖體，底部礦坑積水嚴(yán)重。

（2）根據(jù)礦山開采方式和地形地貌現(xiàn)狀，將治理區(qū)域分成底盤區(qū)和高陡邊坡區(qū)。針對不同分區(qū)設(shè)計不同措施，從根本上消除廢棄露天石灰?guī)r礦山帶來的地災(zāi)隱患問題。

（3）高陡邊坡區(qū)通過削坡固化和噴坡復(fù)綠工程，可有效解決本區(qū)邊坡危巖體和水土流失問題。底盤區(qū)通過場地平整和覆土復(fù)墾工程，可清除礦坑積水、堆積廢石等問題，提高本區(qū)土地資源利用率，亦可增加城市綠化覆蓋率，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。