安徽省靈璧縣平山礦山地質環境治理設計思路探討

杜學建

摘要：我國的許多廢棄礦山和老舊礦山由于開采原因造成環境非常惡劣，崩塌、滑坡等地質災害隨時有可能發生，對周邊人民的生活環境造成極大的影響，給人民的生命財產安全帶來一定的威脅，亟須對礦山地質環境進行綜合治理。本文以實例探討礦山地質環境的綜合治理，為礦山地質環境的治理提供更科學，更合理，更安全的治理設計方案。

關鍵詞：地質環境治理;邊坡穩定性;綠化;截、排水溝

治理區原系關閉露天采石場，現屬無主礦山。閉坑前主要生產水泥用灰巖、建筑用石料，由于原礦山開采技術和設備落后，開采不合理，致使治理區內的礦山地質環境非常惡劣，崩塌、滑坡、水土流失等地質災害隨時有可能發生，且該處地質環境嚴重影響新城區及鐘馗文化園的景觀，亟待對該處礦山地質環境進行綜合治理。

1.礦山地質環境治理目標與任務

消除礦山地質災害和改善不良環境地質問題，使礦山地質環境向良性發展。根據靈璧縣新城區的規劃，并結合當地實際情況，項目治理以恢復山體邊坡和邊坡綠化為主，通過治理，盡可能的恢復山體原貌，改變治理項目區周邊臟、亂、差環境，生態環境得到改善。山體恢復治理后，可以為建設鐘馗文化園添一道美麗的風景，為當地經濟發展創造良好的投資環境，實現經濟、社會、環境協調、健康發展。

2.治理區地質環境條件

2.1地形地貌條件

治理區地處皖北低山丘陵區，山脈呈串珠狀，北東向分布，平山最高64.34m，坡洪積裙環山分布，逐漸向平原過渡，山上無植被和建筑物。水系不發育，山間沖溝淺、短，為季節性干溝，流向與坡向一致，治理區西有鳳河，向南流入新汴河。

2.2地層特征及構造條件

治理區可視地層為震旦系倪園組（Zn），主要為灰色中厚層含燧石結核泥質、白云巖、白云質灰巖、夾灰黃色頁片狀泥質條帶灰巖，微細層理發育。九頂山組（Zjd），主要為灰色中厚層灰巖、白云質灰巖，中下部為塊狀灰巖，底部產迭層石。第四系（Q），主要為淺棕色、棕紅色粘土，含碎石，鈣質結核主要分布在山間凹地及山前平原。平山為單斜構造，斷層不發育。

2.3水文地質及工程地質條件

治理區內采石場采用露天開采，礦床開采底板標高位于當地侵蝕基準面之上，地表水徑流條件好;區內巖石裂隙不發育，礦床充水因素主要為大氣降水，地形坡度相對周圍較大，有利于大氣降水的下滲和排泄。故屬水文地質條件簡單類型。治理區地層呈單斜產出，構造簡單，巖層完整，強度高，風化作用和巖溶作用均較弱，致密狀灰巖及白云質灰巖巖石堅硬，節理裂隙發育。工程地質條件屬于簡單。

3.治理區地質環境問題

治理區內因歷史原因無序開采，礦山閉坑后，遺留大量堆積的廢渣石，采掘形成的大片基巖裸露區域，植被遭到嚴重破壞，礦山開采對治理區地貌景觀和生態環境造成了嚴重影響，棄土、廢石零亂堆放，基巖裸露，因緊鄰新城區其礦山地質環境與四周極不協調，一方面嚴重影響新城區的景觀，給人們生活造成視覺污染;另一方面導致山體坡度增大，在降水作用下，造成嚴重的水土流失及環境污染。治理項目區原地形坡度一般15°-30°，巖石為中厚層白云質灰巖，產狀傾向330°，傾角40°，節理裂隙發育。零星分布有危巖，在自然條件下，風化程度將進一步加深，預測引發崩塌災害的危險性較大。

4.治理設計原則及技術路線

通過項目的治理消除地質災害隱患，改善礦區生態環境。設計的主要原則為：安全原則;統籌規劃、因地制宜的原則;實事求是，因地制宜的原則;治理與保護并重原則;技術可行、經濟合理原則。

5.邊坡穩定性分析

由于歷史原因，開采秩序混亂，作業不規范，沒有遵循白上而下、分水平、分臺階開采，致使原地形地貌破壞嚴重，產生多處地質災害隱患。目前，分析礦山巖質邊坡的穩定與否，一般多采用結構面赤平投影方法分析邊坡巖體穩定性。綜合分析未進行治理的坡面高度大、坡度陡，人為地改變了坡體的自然穩定平衡狀態，使邊坡的應力重新調整，坡面上裸露的巖土體產生卸荷和拉張松弛;由于坡體巖體的上述變形，在降雨及其他外荷載作用下，邊坡隨時會發生沿節理裂面剝落、掉塊和巖石失穩形成的局部崩塌，邊坡的整體穩定性受到影響，采石場邊坡現狀穩定性差～較差。

6.治理方案設計

本礦山地質環境治理工程主要采用工程技術手段和生物治理技術手段兩種方法。

6.1邊坡治理工程

邊坡治理中，坡形坡率設計很大程度上決定了邊坡的穩定性與工程費用。因項目區內原山體坡緩，按照坡長來區分，只有中長邊坡，其余均為短邊坡，治理難度相對較低。本次邊坡治理工程采用土石方回填及削坡工程等工程技術手段，一方面通過削坡改變坡體形態降低坡角來增強坡體的穩定性，削坡平整后的山體與周圍山體標高相協調;另一方面挖除頂部廢石、廢渣，用于填平采坑達到綜合利用的目的

6.2綠化工程

治理區的礦山地質環境得到最終改善和保護，綠化是治理成效的關鍵。結合本地條件，本次治理將采用木本植物與草本植物結合的方式進行綠化，草本植物用于近期水土保持，木本植物綠化山地邊坡以樹種、草種的選擇需要因地制宜。因松樹種植的適應性強，常綠樹種，樹形美觀，耐干旱瘠薄，抗風，抗大氣汚染，故木本植物選擇松樹。草本植物百喜草是著名的多用型水土保持草種，對土壤選擇性不嚴，生長迅速，根系發達，能夠形成稠密的草皮，有效限制其他雜草的侵入，耐旱性、耐暑性極強，耐寒性尚可，從而具有較強的防止土壤沖刷和固土護坡的能力，尤其在緩坡地上表現出相當好的水土保持效果。綠化過程中要科學布局，種植前應對場地進行整治，改善立地條件，提高種植成活率促進植被生長。修建蓄水池，做好種植區的管護工作。

6.3截水溝及排水溝設計

（1）截流溝：治理區為風化剝蝕丘陵地貌，地形坡度較緩，坡度一般15°-30°，自然排泄條件差。設計在回填邊坡上方開挖截水溝，緩解雨水對邊坡的沖刷破壞。截水溝采用漿砌片石澆筑，嵌入于地表開挖溝槽中，設計橫斷面呈倒梯形，大小應滿足設計要求。

（2）排水溝：為防止雨季地表徑流對回填坡面沖刷破壞，對西部回填治理邊坡穩定性造成影響，設計在回填邊坡上方開挖排水溝，引導坡頂截水溝和自然小沖溝來水至坡腳，排水溝采用預制混凝土U型管修筑。

7.施工順序

根據各單項工程的施工特點，以及各分項工程量、相互干擾因素和施工難度，建議各分施工項目按以下程序進行：巖體削坡一邊坡浮土、浮石，危巖清理一平整一分層碾壓一土石方回填邊坡一砌筑簡易道路一修筑后緣截水溝、排水溝一修筑蓄水池一覆土綠化。施工過程中對整個治理區采坑的危險區域要做標識、清理、穩定、隔離的工作。

8.結論及建議

本次治理方案主要是對破損的山體進行回填，局部不穩定巖體基本恢復自然坡形、坡率，對植被破壞嚴重的邊坡進行覆土綠化，恢復平山地質環境原貌。

建議：施工隊伍要具有豐富的施工經驗，能夠在復雜災害地質條件下保證施工質量。地質災害具有復雜性和不確定性，因而邊坡穩定治理總體設計是一次完成的，細部設計則需要在施工過程中不斷完善和修正。當施工過程中揭示出的地質條件與設計時有出人時，要及時反饋設計，從而調整設計，確保設計意圖的準確落實。因施工場地離居民區較近，在施工前必須設置警戒線，施工中注意施工人員、居民、行人的生命安全。施工要盡量避開雨季，確保施工安全。

參考文獻：

[1]《靈璧縣靈城鎮平山礦山地質環境治理設計》報告[R].淮北：安徽省地質礦產勘查局325地質隊，2012.