爱群联合石场矿山地质环境生态修复设计
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作者:阮剑剑
摘要：由于采石开挖形成了高陡边坡、坡面裸露，且一直未进行任何有效的防护措施，对周围的地质环境构成了一定的破坏，边坡表面岩体裂隙较发育～较发育，容易诱发崩塌、滑坡等地质灾害。为使矿山水土流失得到整治;破坏的原地貌得以恢复，保土保水的能力大大提高;综合治理矿山地质环境，控制或消除矿山存在的地质灾害隐患，恢复矿山建设、生产等活动对地质环境的破坏。对采石场进行恢复治理设计。
关键词：矿山恢复治理;岩质边坡;喷混植生;挡土墙
1.工点概况
爱群联合石场边坡底边长约209.Om，边坡高度为1.67m-65.20m，坡顶最大高程101.40m，坡脚地面高程27.9lm-37.46m。为岩质边坡，其中北侧坡面倾向1850，倾角50°-70°;西侧坡面倾向95°，倾角40°-55°;南侧坡面倾向330°，倾角50°-75°。整个坡面经人工开挖基岩裸露，未见植被发育，边坡总体处于基本稳定状态，自然生态恢复困难。
2.场地地质条件
2.1场区地形、地貌
本区属丘陵地貌，山坡坡度一般20°-35°，局部超过70°，坡上植被发育，矿区下游为鱼塘、农田及养殖场，地势起伏较大，西南高东北低。
2.2边坡岩土工程地质分类
根据本次勘查资料，结合1：20万高要幅区域地质资料，勘查区内出露的地层自上而下分述如下：
（1）第四系人工填土层（Qml），地质层位代号①。素填土：深灰色、褐黄色，稍湿，松散～稍密，主要由粉质粘土及碎石组成，表层含较多落叶及植物根系。平均层厚为0.66m。
（2）第四系残坡积层（Qel+dl），地质层位代号②。粉质粘土：灰黄色，可塑，为石英粉砂岩风化残坡积土，土质不均匀，粘性一般，局部含少量强风化岩块，岩质软，轻击易碎，声哑;表层含较多落叶及植物根系。揭露层厚度0.50m-0.70m，平均层厚为0.58m。
（3）泥盆系中统老虎坳组（D21）石英粉砂岩，地质层位代号③，按岩石风化程度可划分为2个地质亚层。 ③，强风化石英粉砂岩：深灰色、褐黄色，岩石风化强烈，岩芯由半岩半土夹块状过渡为岩块状，岩石节理、裂隙发育，硬度不均匀，普遍较软，轻击易碎，声哑。
③2中风化石英粉砂岩：灰褐色、褐黄色，粉砂质结构，厚层～中厚层状构造，岩石风化不均匀，节理、裂隙发育，岩芯呈块状，岩质较硬，锤击声较脆。其饱和抗压强度为33.2MPa-64.lMPa，岩石饱和抗压强度标准值frk=43.lMPa，为较硬岩，其岩体完整性指数约为0.70，为较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ类。
2.3边坡岩体及结构面特征
边坡经人工开挖后裸露的岩体主要为中风化砂岩，坡顶、坡肩为薄层砂岩风化残积粉质粘土。边坡裸露岩体风化强烈，根据边坡坡体岩土工程性质及坡面的整体倾向，边坡可划分为三段，均为岩质边坡。
北側边坡段：根据本次勘查资料及现场调查，边坡坡面整体倾向185°，倾角50°-70°边坡底边长约54.6m，坡面最大高程为73.4lm，最大坡高37.33m。坡面岩石风化不均匀，裂隙育～较发育，发育层理面一组，其产状为90°∠53°，三组优势结构面，其产状为240°∠74°、131°∠29°及194°∠80°。
西侧边坡段：根据本次勘查资料及现场调查，边坡坡面整体倾向95°，倾角40°-55°边坡底边长约70.30m，坡面最大高程为101.40m，最大坡高65.20m。坡面岩石风化不均匀，裂隙发育～较发育，发育层理面一组，其产状为81°∠53°，三组优势结构面，其产状为241°∠71°、130°∠33°及172°∠46°。
南侧边坡段：根据本次勘查资料及现场调查，边坡坡面整体倾向330°，倾角50° -70°边坡底边长约86.20m，坡面最大高程为73.83m，最大坡高39.Olm。坡面岩石风化不均匀，裂隙发育～较发育，发育层理面一组，其产状为95。∠53°，三组优势结构面，其产状为325°∠71°、269°∠64°及15°∠68°。
2.4现状边坡稳定性定性分析
边坡由于采石开挖山体，形成了陡峭的边坡，坡面未作支护处理，在降雨、风化、应力释放因素影响下，岩体形成了方向、规模各异的结构面，这些结构面的不同组合方式，易形成楔形体，导致崩塌[1-3]。根据场地岩土分布及场地边坡下伏岩体节理裂隙，采用赤平投影法对各个坡段的稳定性进行定性分析。西侧段坡面，岩层面倾向坡外，为最不利结构面，但岩层面倾角大于边坡坡角，边坡坡面岩层多呈台阶式出露，边坡较稳定。局部坡体表面松动的岩体可能沿不利结构面或组合结构面发生崩落。
3.治理工程措施
根据勘察资料可知，边坡岩体风化较破碎主要呈中风化块状。矿山地质环境保护与治理恢复方案的实施旨在综合治理矿山地质环境，控制或消除矿山存在的地质灾害隐患，恢复矿山建设、生产等活动对地质环境的破坏。结合本矿实际，恢复治理方案如下：
3.1设计依据及设计原则
根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219 - 2006）等国家相应规范规程的规定，立足于矿区的地质环境条件和实际情况，制定切实可行的治理方案;总体规划，分步实施。因地制宜，宜林则林的原则;工程可行性和经济合理性的原则;环境效益、社会效益和经济生态效益兼顾的原则;动态设计，信息化施工。
3.2总体治理方案
根据治理场地的条件，结合建设单位的意见，要求在确保安全前提下，对现有边坡进行加固和生态恢复治理。既要确保边坡安全，又要保持边坡整体美观。选取的总体方案如下：
喷混植生绿化护面[4]+截排水+坡脚挡土墙。
原状山体稳定性较好，无须进行大的土石方开挖。仅对坡面松散岩土体进行清理，对高陡边坡进行统一修坡或者填平修顺，消除潜在地质灾害确保边坡稳定后坡面设以喷混植生绿化护面。场内排水进行统一规划，设置坡顶截水沟、坡脚排水沟。 3.3具体工程措施
（1）坡脚挡土墙。坡脚建一道护脚挡土墙，本次重力式挡土墙设计墙身及基础采用M7.5砂浆砌筑MU30毛石，外露面采用M10砂浆勾缝。挡土墙设计顶宽0.4m，底宽0.66m，地坪至墙顶高度1.Om，基础深度0.5m。墙底采用M10砂浆垫层，顶部抹面砂浆厚3cm，底部垫层厚15cm。当基础揭露为中风化以上岩体时，直接于岩面上砌筑挡土墙。挡土墙内设置φ lOOmm@2000mm的PVC泄水管，墙后设反滤层，墙后回填硬塑以上粘土，分层夯实，外倾坡率大于3%，保证坡面排水。回填土上部种植乔木、灌木和藤类植物，保证高程45.Om以下至坡脚范围内的边坡遮挡式复绿。
（2）喷混植生绿化坡面。坡面采用喷混植生，坡面挂设镀锌铁丝网，采用14#镀锌铁丝网，网距5cm×5cm。用锚钉进行固定，锚杆可分为长锚钉和短锚钉，长锚钉长度为l.Om，短锚钉长度为0.5m，横向间距与纵向间距均为l.Om，长短锚杆按梅花型交叉布置。挂网后喷射混合料，混合料由土壤、纤维、锯末、水泥、保水材料、有机质、混合种子和肥料等组成，利用喷射机将混合均匀的有机基材喷于坡面，喷射的平均厚度为lOcm-12cm，其中铁丝网之上要保证有3cm-5cm的基材。根据边坡的岩性酌情调整喷射厚度，以保证有机基材能提供草坪生长所需足够的养分及水分。
4.结论
爱群联合石场矿山地质环境生态修复设计以恢复、增加林地和绿化地为目的，以环境效益和社会效益为中心，把矿山地质环境治理恢复与改善生态环境、彻底改变矿山地质环境。采用喷混植草技术成熟，施工工艺简单，施工可行性大，施工后坡面覆绿效果明显，有其优势地位。但是由于区域环境不同应注意对其材料配比进行更有针对性的研究。提高坡面植被的存活率。
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