礦山地質環境恢復治理工程施工技術與現實意義

■李志明

（廣東肇慶廣地爆破工程公司廣東肇慶526020）

礦山地質環境恢復治理工程施工技術與現實意義

■李志明

（廣東肇慶廣地爆破工程公司廣東肇慶526020）

隨著廣東省肇慶市端州城區的城市規劃發展，于九十年代停采、位于城東新區的廣東省肇慶市端州區黃崗鎮馬頭崗石場礦山因開采對地形地貌、景觀等地質環境影響明顯，影響肇慶市市容市貌，與城市規劃極不相適應，最重要的是對礦區下方為武警五中隊樓房和工業區人員生命構成嚴重的安全隱患，為消除潛在礦山地質災害安全隱患，恢復地形地貌，急需對礦山進行恢復治理。

石場礦山 錨桿格構梁 培土植生 資源效益

1 工程概況

1.1 地理位置

廣東省肇慶市端州區黃崗鎮馬頭崗石場礦山位于廣東省肇慶市中心310。方向，直距約1KM，地處端州區端州一路市武警五中隊營房和工業區東側，行政區劃屬肇慶市端州區黃崗鎮管轄，馬頭崗石場西距端州一路約100m，距G321國道約800m。

1.2 場地地質條件

1.2.1 地形地貌

治理區域為丘陵地形地貌區，地勢呈東南高北西低，最大相對高差約159m，當地最低侵蝕基準面標高約9m，礦山開采邊坡相對高差約82m，坡度40～80°，局部為陡崖，采場外植被發育，但場地內大部分坡面巖石裸露，部分坡面上見稀疏喬、灌木雜草。

1.2.2 氣象條件

該項目所在肇慶市地處亞熱帶季風氣候區，多年平均氣溫22.2℃，多年月平均最高氣溫26℃，極端最高氣溫38.7℃（2000年8月17日），極端最低氣溫-1.0℃（2005年1月11日）。降雨充沛，降雨量主要集中在4～9月份，占全年的80%左右，年均降雨量1841.0mm，年平均雨日數168天，歷年最大降雨量2952.5mm（2004年），歷年最小降雨量1099.1mm（1996年），最大一日降雨量216.3mm（2001年9月30日），最大一小時降雨量102.3mm（1996年4月19日）。年平均蒸發量1432～1738mm，年均相對濕度78%。

2 礦山環境地質條件

礦山邊坡巖土層從上到下劃分為：第四系沖洪積層（Q4al+pl）、第四系殘坡積層（Q4dl+el）及泥盆系春灣組（Dch）。分述如下：

2.1 第四系沖洪積層（Q4al+pl）

①碎石土：分布于西部坡腳，黃色，碎石含量50～60%，成分為強-中風化粉砂巖、砂巖，塊徑1～10cm不等，次圓狀，充填物為粘土，粘結一般，散體結構，中密，厚度1.50m。

2.2 第四系殘坡積層（Q4dl+el）

②礫質粉質粘土：主要分布于坡頂位置，土層呈黃色、褐黃色，硬塑，結構較松散，含植物根系，以粘粒為主，局部夾風化砂巖塊石，厚度1.0～2m。

2.3 泥盆系春灣組（Dch）

場地內均見分布，巖性為砂巖，根據其風化程度，可分為中風化砂巖、微風化砂巖2個工程地質層。

③1中風化砂巖：以灰色為主，部分巖芯見紫紅色，細粒結構，中-厚層狀構造，巖芯較破碎，以塊狀為主，個別為扁柱狀或短柱狀，裂隙發育，裂面見鐵質渲染。該層最薄處為4.0m，最厚處5.0m，該層層頂埋深0～4.5m，層底埋深4～9.5m，層底標高30.8～3.1 m，平均厚度4.25m。另外，在該層中含有斷層破碎帶，巖性為壓碎巖，灰黃色、灰色，散體結構，巖石破碎，擠壓現象明顯，局部夾斷層泥。鉆孔揭露厚度3.00m。

③2微風化砂巖：該層灰色，細粒結構，中-厚層狀構造，巖石堅硬，巖芯完整，以短～長柱狀為主，局部破碎成塊狀，裂隙不發育，偶見閉合裂隙，裂面平直光滑。該層層頂埋深0～9.5m，層頂標高30.8～3.1 m。

3 礦山地質環境恢復治理設計與施工

3.1 各巖土層參數選擇

計算選取的巖土物理力學參數見表1。

表1 巖土參數表

3.2 治理設計方案與施工

根據治理場地的條件，結合有關部門的意見和建議，在確保安全的前提下，對石場內的邊坡進行恢復治理，使其達到安全、穩固、景觀美化的效果。

Ⅰ區，主要治理對象為武警五中隊訓練場及訓練用房東側邊坡：將危巖體清除后+錨桿格構梁+格構內植草進行防治；

Ⅱ區，主要治理對象是武警五中隊辦公樓東側邊坡：采用清除表層浮土石后+掛鐵絲網噴混植生（10cm）；

Ⅲ區，主要治理對象為馬頭崗石場舊采場邊坡：采用清除表層浮土石+V型槽培土+撒播植草。

截排水系統工程：坡頂、坡腳、開采平臺設置截排水溝，并與治理場地排水系統相連，完善排水系統。在Ⅰ區的坡頂、坡腳設置梅花型泄水孔，保證坡體內部排水順暢。

3.3 施工技術與工藝流程

3.3.1 錨桿格構梁施工技術

3.3.1.1 錨桿施工

6種導線方案在考慮大風、覆冰等條件下的鐵塔荷載及其投資費用如表6所示。其中假設鋼材單價1萬元/t、混凝土單價0.2萬元/t、導線單價2萬元/t、金具單價2.5萬元/t、420 kN和550 kN絕緣子單價分別為240元/片和360元/片。

錨桿施工流程：修整坡面→搭腳手架→測量放線→鉆機就位→成孔→清孔→錨桿安放→注漿。

（1）錨桿制作工藝：錨桿采用Ⅱ級Φ25mm螺紋鋼（HRB335），錨桿制作前應確保鋼筋平直除油和除銹，接頭應采用焊接的搭接接頭，焊接長度為30d，但不小于500mm。

（2）鉆孔（清孔）：錨桿鉆孔前應按設計孔位準確測量定位，并用鋼筋或竹木桿做好標記，孔位偏差不大于50mm。鉆孔偏斜角度誤差不大于1度。為了提高鉆孔周圍孔壁的粘結強度，提高錨桿錨固力，通常鉆孔采用專門的風動鉆機，鉆孔前按照測量放樣的孔位搭設鉆機平臺，調整好鉆桿的傾角即可開始鉆孔，鉆孔深度應比設計深度深0.50m。

（3）錨桿安裝入孔：鉆孔完成后及時進行清孔，并及時下錨桿，錨桿安裝入孔采用人工抬運、人工送入的方式，將錨桿前端安好導向頭，由一人掌握入孔方向，其他人齊心協力將錨桿一次性推入孔內，安裝過程中，要避免桿體產生折彎的硬傷，對一次性難以入孔的，不可強行入孔，應將鉆孔重新進行洗孔，若錨桿桿體或者支架損壞的需重新加工錨桿。

（4）注漿：根據本工程地層的特點，為了提高巖土層的錨固力，注漿管前端應伸入到距孔底0.50m左右處，首先注漿為常壓，水泥漿從孔底向孔口反向灌注，將孔底渣土及水排出，當孔口排氣管排出正常水泥漿后，封閉排氣管進行壓力注漿。注漿壓力控制0.5～1.0MPa。注漿液采用現場攪拌，漿液強度M30，水泥為P.O425普通硅酸鹽水泥，水灰比1：0.45。

3.3.1.2 格構梁施工

（1）施工順序：坡面清理→放線定位→開挖梁槽→綁扎鋼筋→支模→現澆砼→拆模養護。

（2）坡面清理：人工清理坡面，使坡面平整、無溜滑體、蠕滑體和松動巖塊；

（3）放線定位：邊坡清理完畢后，由測量放線員按照設計圖紙要求對格構梁進行測量定位，用短鋼筋或撒細白灰線作為標志；

（4）開挖梁槽：梁槽采用人工開挖，開挖必須順直，梁面為高出地面5.0cm，開挖梁槽時邊坡局部凹處應回填C25砼，并盡量使表面平整；

（5）鋼筋制安：①鋼筋尺寸、規格、布筋間距、焊接強度及保護層厚度等都必須符合設計要求和規范規定；②鋼筋連接位置在梁跨中L/3范圍內，并在同一部位接頭占比例不大于25%；③鋼筋保護層按設計保留，施工時提前預制與保護層厚度相同并且足夠數量的墊塊，墊塊用于混凝土中水泥、砂成分相同比例的砂漿制作，施工時對鋼筋加以支墊，以滿足設計要求，同時保證鋼筋位置準確，特別是靠土體位置，必須布設足夠的墊塊以保證鋼筋保護層厚度。格構梁鋼筋綁扎完畢后，將錨桿錨固彎頭與格構梁鋼筋有效鏈接。

（6）支模：由于格構梁隨坡面鋪設，場地坡度較陡，支模可采用兩面模（即兩個側面），以保證砼的密實度和外觀質量；

（7）混凝土現澆：混凝土強度為C25，利用混凝土攪拌機現場攪拌方式，嚴格按照C25砼標準的配合比，現澆過程中必須防止松散土塊混入砼中。混凝土澆筑完后必須覆蓋澆水養護，養護時間不少于28天。

（8）伸縮變形縫：格構梁每間隔一定距離應設置伸縮變形縫，變形縫豎向布置，間距一般10～15m左右（可根據現場實際情況調整），變形縫寬度以2cm左右為宜，縫中填塞瀝青麻絲。伸縮縫應設在兩錨桿的中間。

3.3.2 V型槽+撒播植草施工技術

施工順序為：清理坡面→搭建施工腳手架→現澆混凝土槽板→培土（配無機肥、營養基質、保水劑等）→點播、栽植草、灌、藤→澆水、施肥、病蟲害防治）。

V型槽培土植生工藝是在石壁上開鑿植生槽或筑立外飄臺，加填客土，栽植草、灌、藤植物，以接力的方式綠化石壁。方法具體措施是：

（1）壁面搭施工腳手架；

（2）壁面高差每相距2.8m建一排板槽，在壁上以45°角打鉆一排深50cm的孔，現澆混凝土槽板，板豎向斜高50cm，板厚5 cm，長度可以根據地形無限延長，用直徑為Φ18mm的Ⅱ級螺紋鋼（HRB335）作縱向筋，每間隔50cm 1條。

（3）向槽內填充較為質輕、保水性好、肥效長的營養土。植物建植可以采用撒播工藝，也可以直接栽植抗旱性強的攀爬植物。

3.3.3 截排水溝施工技術

（1）施工放樣：排水溝工程分段施工，分段放樣，根據路基中線及護坡道高程放出兩側坡角線，再根據邊溝流水高程坡比及護坡道寬度，放出排水溝中線及邊線，符合要求后再進行下道工序。

（2）施工方法：溝槽開挖，放好邊溝溝底溝沿邊線，并用白灰在地上畫出，利用人工配合挖掘機械開挖，自卸汽車運輸，開挖至距設計尺寸10～15cm時，改以人工挖掘。人工修整至設計尺寸，不能擾動溝底及坡面原土層，不允許超挖。開挖清理完畢溝槽檢驗合格后，先用木樁每15米一處釘好砌石位置，掛好橫斷面線及縱斷面線，即可按線砌筑。分層與分層間的砌筑砌縫應大致找平，各工作層應相互錯開，不得貫通。較大的片石使用于下層且大面朝下，安砌時選取形狀及尺寸較為合適的片石，尖銳突出部分敲除，豎縫較寬時，在砂漿中塞以小石塊，砌縫寬度不大于2cm，砌筑過程中要注意選用較大、較平整的石塊為外露面和坡頂、邊口，石塊使用時應灑水濕潤，若表面有泥土、水銹先沖洗干凈，尤其下層砌及角隅石不能偏小，砂漿要飽滿，石縫以砂漿和小碎石充填，片石不能豎立使用，石料擠漿要符合要求，不能緊貼無砂漿，寬度要一致，不能有假縫。

3.4 項目實施現實意義

肇慶市黃崗鎮馬頭崗石場礦山地質環境恢復治理工程項目的實施，有利于區域社會經濟發展，解決治理區域環境自身平衡問題，其現實意義如下：

（1）有利于生態環境恢復與資源效益發揮。廢棄石場的有效治理，可改善與人類生活息息相關的自然環境，有利于減輕人類活動對自然生態系統的壓力。

（2）有利于人民生命財產安全的保護。通過對該石場礦山的綜合治理，有效防治崩塌、滑坡等地質災害情況的發生，保證礦區下方武警五中隊樓房和工業區人員生命安全。

（3）提高植被覆蓋率，恢復生態環境。廢棄石場經綜合治理后可以植樹造林、提高土地利用率和植被覆蓋率，改善已經破壞的生態環境，改善日益惡化的空氣質量。

[1]《滑坡防治工程設計與施工技術規范》 （國土資源部DZ/T0219-2006）.

[2]廣東省有色礦山地質災害防治中心工程設計書.

TD167[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-397-2