基于廢棄礦山綜合治理設計的研究

房永健

（江西省地質礦產勘查開發局九一二大隊，江西 鷹潭 335000）

本著促進礦產資源合理開發利用、提高資源利用率和保護礦山地質環境的目的，XX 國土資源局對境內的廢棄礦山開展礦山地質環境恢復治理和土地復墾工作。通過公開招投標，由我院和XX 土地儲備開發有限公司、XX 生態景觀股份有限公司、XX勘測規劃設計有限公司組成的聯合體中標XX 礦山生態治理修復工程第一批項目投融資、設計、施工一體化工程，其中由我院負責礦山生態治理修復工程的設計工作[1]。

1 場地工程地質條件

1.1 第四系山前組殘坡積層

主要由灰色粘質砂土夾碎石構成，碎石含量約40%，粒徑2mm ～10mm。粘質砂土稍濕，上部稍密，往下中密，根據地區經驗殘坡積粘質砂土粘聚力C 值一般為8kPa ～12kPa，內摩擦角Φ 值一般為15°～22°。

1.2 寒武-奧陶系九龍群三山子組

三山子組分布于LH16采坑東部，主要巖性為中厚層白云質灰巖、薄層泥質灰巖，巖石以中風化為主，表層有部分強風化出露。

強風化白云質灰巖、泥質灰巖，灰白～灰黃色，錘擊聲悶，無回彈，較易擊碎，塊狀結構，發育有2 ～3 組結構面，主要結構面結合一般，巖體基本質量級別屬Ⅲ級，基巖承載力基本值?0為2MPa ～4MPa，γ 為24.5kN/m3～26.5kN/m3，內 摩 擦 角φ為40°～50°，黏聚力c 為0.7MPa ～1.5MPa。

中風化白云質灰巖、泥質灰巖，灰白～深灰色，錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎，中厚層狀結構，結構面結合一般，巖體基本質量級別屬Ⅱ級，基巖承載力基本值?0為4MPa ～7MPa，γ 為26.5kN/m3，內摩擦角φ 為50°～60°，黏聚力c 為1.5MPa ～2.1MPa。

1.3 寒武系長清群饅頭組

分布于LH16 采坑西部，主要巖性為薄層頁巖與泥灰巖互層、中厚層灰巖，巖石以中風化為主，表層有部分強風化出露。

強風化細頁巖與泥灰巖互層，灰黃色，錘擊聲悶，無回彈，易擊碎，薄層狀結構，發育有2 ～3 組結構面，主要結構面結合差，極易剝離，巖體基本質量級別屬Ⅴ級，基巖承載力基本值?0小于2MPa，γ 為24.5 ～26.5kN/m3，內摩擦角φ 為30°～34°，黏聚力c 為小于0.7MPa。

中風化頁巖與泥灰巖互層，黃綠、灰色，錘擊聲較清脆，有輕微回彈，較難擊碎，薄層狀結構，結構面結合一般，巖體基本質量級別屬Ⅳ級，基巖承載力基本值?0為2MPa ～4MPa，γ 為26.5kN/m3，內 摩 擦 角φ 為40 ° ～50 °，黏 聚 力c 為0.7MPa ～1.5MPa。

2 設計方案

洛河LH16 治理區面積較大，采用統籌性、整體性、美觀性思路進行設計，為了工作量統計及后期施工規劃的方便，對整個治理區的設計進行分區描述及工作量統計[2]。

2.1 治理1區

臨水邊坡按1:1 坡率削坡到頂，坡口線外圍依地形平整，頂部設189.0m 平臺。邊坡覆土10cm 后撒播紫穗槐種植復墾成灌木林地；平臺及緩坡覆土10cm 后，按3.0×3.0m 間距坑穴栽植黑松、面狀撒播紫穗槐種植復墾成有林地。

表1 治理1 區挖填方統計表

表2 治理1 區復墾地類面積及覆土量統計表

2.2 治理2區

西部緩坡區按1:4、1:5、1:6 坡率進行削、填整理成小于15°緩坡，與外圍銜接處以平臺或依地形按其他坡率銜接，以保留外圍道路。西部高陡邊坡按1:1.5 坡率削、填坡，設一級平臺，平臺標高218.0m，臨水邊坡按1:1 坡率削坡到頂，設二級平臺，平臺標高分別為195.0m、218.0m。耕地復墾小于15°緩坡覆土60cm后復墾成耕地。邊坡覆土10cm 后撒播紫穗槐種植復墾成灌木林地；平臺覆土10cm 后，按3.0×3.0m 間距坑穴栽植黑松、面狀撒播紫穗槐種植復墾成有林地。

2.3 治理3 區

南部臨水邊坡按1:1 坡率削坡到頂，北部邊坡按1:1.5 坡率削坡到頂，其他區域按1:5、1:6 坡率進行削、填整理成小于15°緩坡，與道路銜接處以平臺或依地形按其他坡率銜接，以保留道路。其中215.0m 平臺覆蓋了原有道路，設一條長109.0m、寬5.0m 田間道與南北兩端道路銜接。未利用地范圍內小于15°的緩坡覆土60cm 后復墾成耕地。邊坡覆土10cm 后撒播紫穗槐種植復墾成灌木林地；未利用地范圍外的平臺及緩坡覆土10cm后，按3.0×3.0m間距坑穴栽植黑松、面狀撒播紫穗槐種植復墾成有林地[3]。

3 施工組織設計

3.1 施工準備

LH16 采坑西側及內部有南北向采坑便道進入采坑，施工現場交通運輸條件較好，不需要當地政府根據施工需要協調解決施工臨時用地。石料可就近利用，砂料、水泥、表層覆土和植被等材料可在本縣城購買解決。施工用電可從居民區接380V 動力用電，也可考慮自發電。施工生產用水可直接從采坑水塘抽取。本工程施工搭建宿舍、辦公用房、倉庫、停車場等臨時建筑3000.0m2，見表1。施工中將涉及到場地征用和青苗補償、臨時占地等需首先向當地政府征地，補償后方能進場。

3.2 施工要點

土石方開挖，由上至下分層、分段開挖，坡面采取爆破、風鎬松動與機械破碎等形式，每段長度不得大于5.0m，邊坡土石方開挖應分段分次，每次開挖高度不得大于3.0m。施工準備→測量放線→覆蓋層清理→人工+機械破碎→土石方開挖→人工修整坡面。

3.3 施工工藝

3.3.1 爆破施工方法

本工程爆破施工以前，必須編制相應的爆破試驗大綱，經設計批準后，選取不影響建基面、邊坡標高、坡度具有代表性的巖石區域，進行爆破試驗，根據爆破試驗結果，調整后的爆破參數，直至取得最佳爆破效果，并以調整后的爆破為現場爆破開采的依據。鉆機開始施工以前，采用機械或人工對植被進行清理。清理結束后，再采用反鏟對表層腐質土進行清理。鉆孔前，由測量人員測量出邊坡預裂邊線、高程、爆破區地形，并以交底卡的形式，提供給爆破工程師及鉆孔隊。本工程必須編制專項爆破設計方案，經批準后方可實施。爆破工程師根據測量交底，編制爆破專項設計方案，填寫爆破參數表，經技術負責人審核后，交底至施工員、鉆機隊。鉆孔時鉆機操作手首先根據技術交底卡對孔位進行復核，確認無誤后才能開鉆，開鉆時現場施工員必須到位，對開鉆角度進行檢查，確認無誤后才能下鉆。

3.3.2 土石方開挖

土石方開挖嚴格遵循分段破碎、分段清理，過程中應注意以下幾點：

首先，開挖過程中經常校核測量開挖平面位置、水平標高、控制樁號、水準點和邊坡坡度，使之符合設計要求。其次，邊開挖邊形成施工便道，以方便后續工程施工。開挖料出碴時先區分可利用料和棄碴，可利用料和棄碴分開裝運，部分碴料可就地回填，嚴禁將可利用料與棄碴混雜裝運和堆存。注意保持碴料堆體周邊的邊坡穩定，并作好堆碴體的邊坡保護和排水工作，堆棄碴地的工程措施應滿足水土保持的一般規定。嚴禁自下而上或采取倒懸的開挖方法，施工中邊坡開挖應隨時做成一定的坡勢。

3.3.3 整平覆土

（1）利用挖掘機及破碎錘，鑿除底盤突出的巖體。

（2）利用挖掘機及小型推土機將底盤的積存的廢土、廢碴填筑低洼處，并在大面上進行整平。局部底盤坡度小于10°的地面順勢進行平整。

（3）按計算數量將自卸車運土在底盤均勻堆放，用推土機進行整平，保證覆土厚度耕地區不小于60cm，林地區不小于30cm。

3.4 苗木種植

定點、放線：

根據綠化工程樹木栽植特點采用網格法進行定點放線，按比例在設計圖上和現場分別畫出距離相等的方格（3×3m），定點時先在設計圖上量好苗木對其方格的縱橫坐標距離，再按比例定出現場相應方格的位置，釘木樁或撒灰線標明。其次，運苗與假植：運苗裝車前須仔細核對苗木的品種、規格、質量及數量，凡不符合要求的應要求苗圃予以更換；裝運喬木時應樹根朝前，樹梢朝后，按順序碼好；車后箱板應用柔軟物體鋪墊，以防碰傷樹皮；裝完后用氈布將樹根蓋嚴捆好，以防樹根失水。栽苗：須先量好坑的深度是否與土球高度一致，如有差別應及時挖深或填土，絕不可盲目入坑，造成來回搬運土球，應注意：①平面的位置和高度必須符合設計的規定；②樹身上下垂直，如果樹干有彎曲，彎應朝西北方向。行列式栽樹必須保證橫豎平直，左右相差最多不超過半樹干；③栽植深度應比土球頂面深2cm ～3cm。

3.5 栽植后的養護和管理

立支柱：為了防止栽植的黑松樹被風吹倒，應立支柱支撐，將三根支柱組成正三角形，將樹圍在中間，用草繩或麻繩把樹和支柱隔開，然后用麻繩捆緊。灌水：水是保證苗木成活的關鍵，栽后必須連續灌幾次水，天氣干旱時尤其重要。苗木栽好壺灌水之前，先用土在原樹坑的外緣培起高約15cm 左右的圓形土堰，并將土堰拍打牢固，以防漏水；苗木栽好后24 小時內必須澆上水，第一遍水必須澆透，10 天之內必須連續澆三次水，以后視土壤墑情確定澆水次數，但必須保證如土壤濕潤，直至確定樹苗已成活。

4 結語

隨著人民群眾對環境質量要求的不斷提高,廢棄礦山所引發的一系列環境問題的整治工作已迫在眉睫。本文結合工程實際，對廢棄礦山綜合治理進行研究，提出了相應的設計方案，以期對類似礦山地質環境綜合治理有所參考。