寧波市某廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理研究

支 上，林清茶

(安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232000)

1 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)每年都在增加，因此建筑材料的需求也在不斷擴(kuò)大，這就導(dǎo)致礦山開采的數(shù)量與規(guī)模不斷擴(kuò)大[1～4]。建材工業(yè)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也帶來了一系列的安全與生態(tài)問題，例如：地質(zhì)災(zāi)害、植被破壞、景觀污染等，嚴(yán)重影響礦區(qū)和周邊人民的生命財(cái)產(chǎn)安全與正常生活秩序[5]。本文以寧波市某礦為例，根據(jù)實(shí)地調(diào)查情況對(duì)礦區(qū)提出了科學(xué)的削坡和綠化的防治措施，有效解決了礦山的環(huán)境與安全問題。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象、水文

治理區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖濕潤，四季分明，雨量充沛，日照充足,多年平均氣溫16.2 ℃，多年平均最高氣溫27.6 ℃，多年平均最低氣溫4.5 ℃，歷年極端最高氣溫39.7 ℃(1974.3.21)，歷年極端最低氣溫-9.6 ℃(1979.2.1)；多年平均年降水量12500.9 mm，年最大降水量1628.8 mm，多年最大24 h降水量385.6 mm，臺(tái)風(fēng)暴雨和強(qiáng)降雨是治理區(qū)內(nèi)引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的主要自然因素。治理區(qū)內(nèi)水系不發(fā)育，北側(cè)1.5 km為水庫。

2.2 地形地貌

治理區(qū)地貌類型屬侵蝕～剝蝕丘陵區(qū)，邊坡后緣山體最高點(diǎn)標(biāo)高為100.42 m，原始地形自然坡度一般15～30，植被較為發(fā)育。現(xiàn)山體西側(cè)邊坡坡度一般為30～80不等，上陡下緩。礦山宕底高程約11～32 m，目前邊坡長約160 m，坡高為3～32 m。山體東側(cè)邊坡坡度一般為30～80不等，上陡下緩。礦山宕底高程約11～32 m，目前邊坡長約160 m，坡高為3～32 m。

2.3 地層巖性

治理區(qū)出露的地層主要為第四系殘坡積層(el-dlQ)及早白堊世西山頭組(K1x)，其特征分別描述如下：邊坡表部為第四系殘坡積層(el-dlQ)，巖性為含碎石粉質(zhì)粘土，灰黃色，可塑，碎石含量20%～30%，粒徑一般1～10 cm，磨圓度差，呈棱角狀，碎石成份為強(qiáng)風(fēng)化晶屑玻屑凝灰?guī)r，邊坡表部厚度一般為0.5～1 m，局部地段1～2 m。下伏基巖為早白堊世西山頭組(K1x)：巖性為灰色、灰白色晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，凝灰結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，晶屑成份主要為石英和鉀長石，含量約5%，大小一般1～2 mm，強(qiáng)風(fēng)化層一般1～5 m。

2.4 區(qū)域地殼穩(wěn)定性

治理區(qū)大地構(gòu)造隸屬華南褶皺系浙東南褶皺帶之溫州—臨海拗陷北端的黃巖—象山斷拗的東北部，區(qū)域構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，治理區(qū)新構(gòu)造活動(dòng)不顯著，綜上所述，治理區(qū)地震強(qiáng)度弱、頻度低，屬于區(qū)域地殼穩(wěn)定區(qū)。

2.5 工程地質(zhì)條件

巖土體類型與組合及其工程地質(zhì)特征直接與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育有關(guān)，是一項(xiàng)重要的地質(zhì)環(huán)境條件，尤其在丘陵及山前地帶，巖土體地質(zhì)特征與邊坡崩塌和滑坡的發(fā)育程度有著密切關(guān)系(表1)。

2.6 人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

治理區(qū)人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為開挖山體、鐵路、道路修建等。因人類不合理采石形成高陡的邊坡，改變了原始地貌狀態(tài)，破壞了山體邊坡原始穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，埋下了引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的隱患。治理區(qū)改造地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。

3 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及現(xiàn)狀

(1)組成邊坡的巖性：邊坡表部為第四紀(jì)殘坡積(el-dlQ)含碎石粉質(zhì)粘土，褐黃色，可塑，碎石含量20%～30%，粒徑一般為1～10 cm，磨圓度差，呈棱角～次棱角狀，成分主要為強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，厚度為1.0～2.0 m。下伏基巖為早白堊世西山頭組(K1x)：巖性為灰色晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，凝灰結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，晶屑成份主要為石英和鉀長石，含量約5%，大小一般1～2 mm，以中風(fēng)化為主。根據(jù)本次調(diào)查，該邊坡因采石開挖，基巖裸露(表2)。

表1 巖土體類型與工程地質(zhì)特征

表2 節(jié)理分布一覽

邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：邊坡坡高總體較小，坡度總體較緩，局部坡段坡度較陡，結(jié)構(gòu)面組合不穩(wěn)定，現(xiàn)狀穩(wěn)定性差(圖1)。

圖1 邊坡赤平極射投影分析

(2)基本特征：該邊坡坡腳線總長約160 m，坡高3～100.42 m，坡度一般15～80°不等(圖2)。

4 治理方案

根據(jù)山體邊坡周邊環(huán)境、宕底土地利用情況結(jié)合礦山特征，確定最終治理為：邊坡分級(jí)削坡+坡腳擋墻+坡腳排水溝墻后喬灌木綠化+平臺(tái)灌木綠化+坡面噴混植生綠化+坡后截水溝+養(yǎng)護(hù)+監(jiān)測(cè)或巡查(圖3)[6～8]。

4.1 削坡、清坡

沿鐵路線走向176°設(shè)置坡腳線，坡腳設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高50.0 m，標(biāo)高60.0 m、70.0 m各設(shè)置一級(jí)寬4m的平臺(tái)，平臺(tái)下邊坡按照1∶0.75削坡，最上部一級(jí)邊坡按照1:1削坡，坡面清理松動(dòng)土石(征用原坡頂線后方山林平面面積約3.5畝)。在邊坡坡頂靠近發(fā)射塔和設(shè)備房，不具備削坡條件，坡面適當(dāng)清理危巖體和松動(dòng)土石[9]。

4.2 坡腳擋墻

距離坡腳5m處設(shè)置一道擋墻，地面以上高2.7 m、頂寬0.6 m，底寬1.5 m，墻頂以C20細(xì)石混凝土克頂，厚0.1 m；擋墻外側(cè)坡1∶0.3，采用塊石砌筑。擋墻基礎(chǔ)為基巖，深為0.3～0.6 m，擋墻采用M7.5漿砌塊石砌筑，石砌體采用的石材應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)實(shí)；沿?fù)鯄γ扛?5 m設(shè)置一道20 mm的伸縮縫，用瀝青麻筋填塞，填塞深度不小于200 mm。

圖2 邊坡平面分布

圖3 邊坡治理剖面

4.3 宕底平整

坡腳以50.0 m標(biāo)高為基準(zhǔn)進(jìn)行整平挖方后，宕底擋墻外側(cè)北端和南端局部存在低洼地段，北端最深處低于整平標(biāo)高2.2 m，南端最深處低于整平標(biāo)高0.9 m，為便于排水和今后礦地的開發(fā)利用，低洼地段需適當(dāng)整平回填，采用削方的碎、塊石填方至整平標(biāo)高，回填采用分層回填分層壓實(shí)的方法進(jìn)行。南北兩端擋墻外整平回填面積約850 m2，回填平均厚度以1.2 m計(jì)，預(yù)計(jì)回填方量1020 m3。

4.4 截、排水系統(tǒng)

坡頂外緣截水溝：在距邊坡后緣3～5 m的穩(wěn)定斜坡上設(shè)置截水溝，斷面呈不等腰梯形，橫斷面為梯形，底寬0.3 m，頂寬1.0 m，邊坡坡度為1∶0.75，深度為0.3 m，M10漿砌塊石砌筑，碎(礫)石墊底，厚0.2 m，在坡頂兩側(cè)坡度變化較大處，采用小階步截水溝。M10漿砌塊石砌筑。

坡腳排水溝：坡腳擋墻外側(cè)排水溝橫斷面為矩形，底寬0.3m，深0.3m，漿砌片石砌筑。統(tǒng)一匯入坡腳場(chǎng)地排水系統(tǒng)。

4.5 綠化方案

為改善山體邊坡附近景觀效果，使工程實(shí)施后能與該地區(qū)規(guī)劃發(fā)展相協(xié)調(diào)，進(jìn)行相應(yīng)綠化。邊坡復(fù)綠的總體思路：坡腳擋墻內(nèi)移栽喬、灌木；平臺(tái)擋墻內(nèi)側(cè)回填種植土，種植灌木。

4.5.1 宕底擋墻內(nèi)側(cè)綠化

宕底擋墻內(nèi)回填種植土，回填高度不小于0.8 m。前排(靠擋墻側(cè))為黃馨(高26～30 cm，2～3分枝)，橫向間距0.25 m/孔，3～5分枝；第二排灌木選擇木芙蓉(H1.3～1.5 m，P1.2～1.3 m)，橫向間距2 m/孔；根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際地形以株距行距3 m交叉種植高大喬木，喬木可選香樟(φ5～6H200-250P100-150)等，回填土上播撒低矮灌木草籽。

4.5.2 平臺(tái)綠化

①平臺(tái)植生袋，在平臺(tái)外側(cè)采用植生袋堆疊形成擋墻，植生袋距離平臺(tái)外緣0.6 m，植生袋規(guī)格厚20 cm×寬40 cm×長60 cm，堆疊形成底寬1.2 m，頂寬40 cm，高60 cm。內(nèi)側(cè)回填種植土，覆土厚60 cm。

②平臺(tái)種植綠化，平臺(tái)植生袋擋墻設(shè)置于已有平臺(tái)，墻后回填種植土，回填高度為0.6 m。平臺(tái)回填土外側(cè)種植黃馨，種植間距為0.25 m；第二排為灌木(以株距行距2 m木芙蓉(H1.3～1.5 m，P1.2～1.3 m)；回填土上播撒低矮灌木草籽。

4.5.3 坡面噴混植生，坡面噴混植生范圍

削坡段第一、二、三級(jí)邊坡坡面采用噴混植生復(fù)綠。

5 結(jié)論

(1)通過對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境治理方案的編制與實(shí)施，可以有效地解決山體邊坡的諸多安全和環(huán)境問題，消除了山體邊坡周邊的不良視覺效果，提升了城鎮(zhèn)品位，為植被的恢復(fù)提供了一個(gè)良好的生態(tài)基礎(chǔ)。

(2)該山體邊坡生態(tài)環(huán)境治理的總體思路為：邊坡分級(jí)削坡+坡腳擋墻+墻后喬灌木綠化+平臺(tái)灌木綠化+坡面噴混植生綠化+坡后截水溝+坡腳排水溝+擋墻外側(cè)場(chǎng)地覆土撒草籽+養(yǎng)護(hù)+監(jiān)測(cè)或巡查。