安徽省灵璧县平山矿山地质环境治理设计思路探讨

来源:用户上传      作者:杜学建

　　摘要：我国的许多废弃矿山和老旧矿山由于开采原因造成环境非常恶劣，崩塌、滑坡等地质灾害随时有可能发生，对周边人民的生活环境造成极大的影响，给人民的生命财产安全带来一定的威胁，亟须对矿山地质环境进行综合治理。本文以实例探讨矿山地质环境的综合治理，为矿山地质环境的治理提供更科学，更合理，更安全的治理设计方案。
　　关键词：地质环境治理;边坡稳定性;绿化;截、排水沟
　　治理区原系关闭露天采石场，现属无主矿山。闭坑前主要生产水泥用灰岩、建筑用石料，由于原矿山开采技术和设备落后，开采不合理，致使治理区内的矿山地质环境非常恶劣，崩塌、滑坡、水土流失等地质灾害随时有可能发生，且该处地质环境严重影响新城区及钟馗文化园的景观，亟待对该处矿山地质环境进行综合治理。
　　1.矿山地质环境治理目标与任务
　　消除矿山地质灾害和改善不良环境地质问题，使矿山地质环境向良性发展。根据灵璧县新城区的规划，并结合当地实际情况，项目治理以恢复山体边坡和边坡绿化为主，通过治理，尽可能的恢复山体原貌，改变治理项目区周边脏、乱、差环境，生态环境得到改善。山体恢复治理后，可以为建设钟馗文化园添一道美丽的风景，为当地经济发展创造良好的投资环境，实现经济、社会、环境协调、健康发展。
　　2.治理区地质环境条件
　　2.1地形地貌条件
　　治理区地处皖北低山丘陵区，山脉呈串珠状，北东向分布，平山最高64.34m，坡洪积裙环山分布，逐渐向平原过渡，山上无植被和建筑物。水系不发育，山间冲沟浅、短，为季节性干沟，流向与坡向一致，治理区西有凤河，向南流入新汴河。
　　2.2地层特征及构造条件
　　治理区可视地层为震旦系倪园组（Zn），主要为灰色中厚层含燧石结核泥质、白云岩、白云质灰岩、夹灰黄色页片状泥质条带灰岩，微细层理发育。九顶山组（Zjd），主要为灰色中厚层灰岩、白云质灰岩，中下部为块状灰岩，底部产迭层石。第四系（Q），主要为浅棕色、棕红色粘土，含碎石，钙质结核主要分布在山间凹地及山前平原。平山为单斜构造，断层不发育。
　　2.3水文地质及工程地质条件
　　治理区内采石场采用露天开采，矿床开采底板标高位于当地侵蚀基准面之上，地表水径流条件好;区内岩石裂隙不发育，矿床充水因素主要为大气降水，地形坡度相对周围较大，有利于大气降水的下渗和排泄。故属水文地质条件简单类型。治理区地层呈单斜产出，构造简单，岩层完整，强度高，风化作用和岩溶作用均较弱，致密状灰岩及白云质灰岩岩石坚硬，节理裂隙发育。工程地质条件属于简单。
　　3.治理区地质环境问题
　　治理区内因历史原因无序开采，矿山闭坑后，遗留大量堆积的废渣石，采掘形成的大片基岩裸露区域，植被遭到严重破坏，矿山开采对治理区地貌景观和生态环境造成了严重影响，弃土、废石零乱堆放，基岩裸露，因紧邻新城区其矿山地质环境与四周极不协调，一方面严重影响新城区的景观，给人们生活造成视觉污染;另一方面导致山体坡度增大，在降水作用下，造成严重的水土流失及环境污染。治理项目区原地形坡度一般15°-30°，岩石为中厚层白云质灰岩，产状倾向330°，倾角40°，节理裂隙发育。零星分布有危岩，在自然条件下，风化程度将进一步加深，预测引发崩塌灾害的危险性较大。
　　4.治理设计原则及技术路线
　　通过项目的治理消除地质灾害隐患，改善矿区生态环境。设计的主要原则为：安全原则;统筹规划、因地制宜的原则;实事求是，因地制宜的原则;治理与保护并重原则;技术可行、经济合理原则。
　　5.边坡稳定性分析
　　由于历史原因，开采秩序混乱，作业不规范，没有遵循白上而下、分水平、分台阶开采，致使原地形地貌破坏严重，产生多处地质灾害隐患。目前，分析矿山岩质边坡的稳定与否，一般多采用结构面赤平投影方法分析边坡岩体稳定性。综合分析未进行治理的坡面高度大、坡度陡，人为地改变了坡体的自然稳定平衡状态，使边坡的应力重新调整，坡面上裸露的岩土体产生卸荷和拉张松弛;由于坡体岩体的上述变形，在降雨及其他外荷载作用下，边坡随时会发生沿节理裂面剥落、掉块和岩石失稳形成的局部崩塌，边坡的整体稳定性受到影响，采石场边坡现状稳定性差～较差。
　　6.治理方案设计
　　本矿山地质环境治理工程主要采用工程技术手段和生物治理技术手段两种方法。
　　6.1边坡治理工程
　　边坡治理中，坡形坡率设计很大程度上决定了边坡的稳定性与工程费用。因项目区内原山体坡缓，按照坡长来区分，只有中长边坡，其余均为短边坡，治理难度相对较低。本次边坡治理工程采用土石方回填及削坡工程等工程技术手段，一方面通过削坡改变坡体形态降低坡角来增强坡体的稳定性，削坡平整后的山体与周围山体标高相协调;另一方面挖除顶部废石、废渣，用于填平采坑达到综合利用的目的
　　6.2绿化工程
　　治理区的矿山地质环境得到最终改善和保护，绿化是治理成效的关键。结合本地条件，本次治理将采用木本植物与草本植物结合的方式进行绿化，草本植物用于近期水土保持，木本植物绿化山地边坡以树种、草种的选择需要因地制宜。因松树种植的适应性强，常绿树种，树形美观，耐干旱瘠薄，抗风，抗大气汚染，故木本植物选择松树。草本植物百喜草是著名的多用型水土保持草种，对土壤选择性不严，生长迅速，根系发达，能够形成稠密的草皮，有效限制其他杂草的侵入，耐旱性、耐暑性极强，耐寒性尚可，从而具有较强的防止土壤冲刷和固土护坡的能力，尤其在缓坡地上表现出相当好的水土保持效果。绿化过程中要科学布局，种植前应对场地进行整治，改善立地条件，提高种植成活率促进植被生长。修建蓄水池，做好种植区的管护工作。
　　6.3截水沟及排水沟设计
　　（1）截流沟：治理区为风化剥蚀丘陵地貌，地形坡度较缓，坡度一般15°-30°，自然排泄条件差。设计在回填边坡上方开挖截水沟，缓解雨水对边坡的冲刷破坏。截水沟采用浆砌片石浇筑，嵌入于地表开挖沟槽中，设计横断面呈倒梯形，大小应满足设计要求。
　　（2）排水沟：为防止雨季地表径流对回填坡面冲刷破坏，对西部回填治理边坡稳定性造成影響，设计在回填边坡上方开挖排水沟，引导坡顶截水沟和自然小冲沟来水至坡脚，排水沟采用预制混凝土U型管修筑。
　　7.施工顺序
　　根据各单项工程的施工特点，以及各分项工程量、相互干扰因素和施工难度，建议各分施工项目按以下程序进行：岩体削坡一边坡浮土、浮石，危岩清理一平整一分层碾压一土石方回填边坡一砌筑简易道路一修筑后缘截水沟、排水沟一修筑蓄水池一覆土绿化。施工过程中对整个治理区采坑的危险区域要做标识、清理、稳定、隔离的工作。
　　8.结论及建议
　　本次治理方案主要是对破损的山体进行回填，局部不稳定岩体基本恢复自然坡形、坡率，对植被破坏严重的边坡进行覆土绿化，恢复平山地质环境原貌。
　　建议：施工队伍要具有丰富的施工经验，能够在复杂灾害地质条件下保证施工质量。地质灾害具有复杂性和不确定性，因而边坡稳定治理总体设计是一次完成的，细部设计则需要在施工过程中不断完善和修正。当施工过程中揭示出的地质条件与设计时有出人时，要及时反馈设计，从而调整设计，确保设计意图的准确落实。因施工场地离居民区较近，在施工前必须设置警戒线，施工中注意施工人员、居民、行人的生命安全。施工要尽量避开雨季，确保施工安全。
　　参考文献：
　　[1]《灵璧县灵城镇平山矿山地质环境治理设计》报告[R].淮北：安徽省地质矿产勘查局325地质队，2012.
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