關于露天礦的地質環境恢復與治理工程勘查研究

曹宗權

（廣東核力工程勘察院，廣東 廣州 510800）

1 礦山地質環境概況

廣寧縣潭布鎮某礦場位于S350省道南側50m，自90年代以來陸續有民采、盜采行為，盜挖、無序開采形成了高陡危險邊坡及松散堆土坡，造成了生態環境的嚴重破壞，并形成了嚴重的地質災害隱患。

2 勘查設計目的、任務

（1）勘查目的。通過收集分析現有資料、綜合地質調查、勘探等手段，查明區內地質災害的特征，對相關地質災害的穩定性和危害性作出評價，為該瓷土礦場礦山地質環境恢復治理工程設計提供所需的工程地質資料。

（2）勘查任務。根據工程項目特點并結合現場實際情況，針對該露天礦山地質環境治理提出如下任務：①在充分收集區域地質、工程地質、水文地質、氣象、地震及人類工程活動等資料的基礎上，開展礦山地質環境調查，結合調查結果分析確定區內的環境地質條件；②查明區內的地形地貌、地層結構礦物特征，提供各礦層的地質構造特征及物理力學性質指標，查明地下水類型、逕流、腐蝕性等；③查明區內地質災害的類型特征、分布范圍、形態規模等；④根據邊坡的工程地質條件劃分邊坡的安全等級；⑤對區內地質災害的穩定性做出合理評價，并提出合理的礦山恢復治理對策及方案建議。

3 勘查工作評述

（1）勘查工作依據。①《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T 0218-2006）；②《巖土工程勘查規范》（GB 50021-2001）（2009年版）；③《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T 0219-2006）；④《泥石流災害防治工程勘查規范》（DZ/T 0220-2006）；⑤《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330-2013）；⑥《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）；⑦《建筑抗震設計規范》（GB 50011-2010）；⑧《土工試驗方法標準》（GB/J 50123-1999）；⑨《工程巖體試驗方法標準》（GB/T 50266-2013）；⑩《工程巖體分級標準》（GB/T 50218-2014）。

（2）勘查等級。根據現行《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T 0218-2006）[1]規定，區內地質災害危害對象等級為Ⅱ級。根據現行《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T 0219-2006）[2]，該邊坡地質災害防治工程分級為Ⅰ級。綜合分析，區內邊坡安全等級為Ⅱ級。

4 礦山地質環境現狀及主要地質災害

（1）礦山地質環境現狀。本次治理區范圍包含舊采區、堆土區及已發生滑坡區：①舊采區位于礦場西南側，區內植被破壞嚴重，區內存在一個已堆滿排土堆及土質高陡邊坡，在長期雨水沖刷下，溝壑縱橫，水土流失嚴重。本段邊坡長約113.3m，邊坡傾向約172°～259°，傾角約60°～近直立，邊坡坡腳高程約266.63m～279.61m，坡頂高程約275.60m～307.42m，相對高差約8.97m～27.81m。坡體及坡腳堆填崩坡積土層，主要由砂土、塊石及碎石組成，厚度不均，土質不均勻。②堆土區位于礦場東南側，排土堆坡度較平緩，植被破壞及水土流失嚴重。坡長約80.32m，邊坡傾向約259°，邊坡坡腳高程307.94m～328.71m，坡頂高程339.47m～348.02m，相對高差約10.76m～40.08m。③已發生地質災害區域位于礦場中北側，該區內東部山體發生山體滑坡，在強降雨的作用下引發泥石流，邊坡高陡，邊坡后緣出現裂縫。坡長約120m，邊坡傾向約0°～139°，邊坡坡腳高程約307.90m～319.99m，坡頂高程約311.85m～343.45m，相對高差約5.23m～33.21m，北側低，南側高。坡體由人工開挖山體及人工堆積填土構成，主要由礦山表層剝離土堆填而成，厚約5.75m～10.32m。

（2）主要地質災害。區內內已發地質災害類型為崩塌和滑坡。區內內礦山開采形成危險斜坡，主要表現為邊坡上部坡殘積土、強風化花崗巖及表層松散土體崩落，礦體物理力學性質差，邊坡裸露，在降雨、滲流及自身重力作用下易發生崩塌、滑坡地質災害。

（3）礦層特征。礦層自上而下主要包括：①層崩塌堆積層。褐黃色，松散，干～稍濕，主要由砂土、碎石土及部分粘性土組成，厚度一般2m～17m；②人工填土層。褐黃色、灰黃色，松散～稍壓實，干～稍濕，厚度約10m；③砂質粘性土層。褐紅色、褐黃色稍濕，可塑～硬塑狀，為火山巖風化殘積土，厚度1.20m～29.80m。

5 邊坡穩定性分析評價

（1）邊坡穩定性分析的原則。邊坡穩定性分析采用以定性分析為基礎，以定量計算為輔助手段，進行綜合評價的原則。

（2）邊坡工程安全等級。計算邊坡一般工況和暴雨工況下的穩定性計算結果如下。

表1 邊坡穩定性系數計算成果表

由分析結果得知區內區邊坡一般工況下安全系數在1.057～1.649之間，邊坡處于基本穩定～穩定狀態。邊坡在暴雨工況下安全系數在0.858～1.215之間，邊坡處于不穩定～基本穩定穩定狀態。總體上邊坡安全系數小于規范要求，邊坡出現滑坡、崩塌的可能性較大。

6 防治方案建議

①消除邊坡安全隱患。對于區內危險斜坡，可采取放坡平整或是格構錨固措施。對邊坡進行放坡平整，放坡坡率宜根據坡體分布情況確定，建議坡率為1∶1～1∶1.5，放坡每級高5m～10m，每級平臺寬2m～3m。采用格構錨固措施，錨固體長度、間距應根據地層情況、錨固體所能承受的拉力等進行經濟比較后確定。②完善截排水系統。在坡頂、坡腳修建有效的截、排溝，根據地形條件沿坡面布置急流槽，坡腳增設排洪渠，下游修建溢洪道，完善截排水系統。③進行植被復綠。對于治理后的邊坡及坡腳堆積區進行植樹、植草復綠，坡面可采用三維網噴播綠化、草皮綠化、噴混植生或植生袋等措施，對于坡腳堆積區宜進行平整、覆土，采用植樹植草綠化。具體治理方案宜根據礦床特性、坡高、坡率等確定。

7 地質災害防治效益評估

①社會效益。對礦山的地質環境通過以工程控制、復墾復綠的方式進行治理，能增強人們環保意識，能有效減少因礦山生產活動而帶來的地質災害，是促進人類與環境和諧發展的重要舉措。②經濟效益。通過治理有效控制礦山地質災害的發生，大大降低礦山地質災害隱患，減少下游地區地質災害防治費用，節省了大量的搬遷費用；同時破壞的地形地貌景觀得到恢復，土地的使用價值增加了，經濟效益明顯。③環境效益。通過治理復綠之后，展現在人們面前的將是一幅青山綠水、花草山水融合、礦產資源開采與礦山環境保護相協調、人為景觀與原生態自然景色交相輝映的美麗畫面。