安徽某礦山地質環境治理工程勘查設計方案淺述

侯金秋

（安徽工程勘察院，安徽 合肥 230011）

1 礦山概況

該廢棄礦山位于安徽省某城市近郊風景區周邊，始于上世紀五、六十年代，其后長期處于開采狀態，九十年代末關閉。礦區的地形地貌、地質環境受到嚴重破壞，制約了城鎮發展，近年來連續出現崩塌、滑坡等礦山地質災害問題，故對該礦山進行綜合治理[1]。該礦山治理目標為：在確保邊坡地質安全基礎上，以盡量少的治理工程費用，消除治理區內地質災害隱患；改善美化自然生態環境，為該區可持續發展創造條件。

2 地質環境背景

該區屬北亞熱帶濕潤氣候區，長江水系。海拔25m～200m，位于沿江丘陵地貌，微地貌為崗地、低丘。地表主要為殘積物、坡積物，部分山地基巖出露。地表耕植層薄，土壤為黃棕壤，質地為粉質粘土夾碎石，厚0.3m～3.0m，有機質含量低。植被主要有草地、灌木、松樹、櫸樹等。地層區劃屬揚子地層區下揚子地層分區，主要為寒武系上統瑯琊山組（∈3ln）、奧陶系下統分鄉組（O1f），第四系上更新統戚咀組（Qp3q）及全新統豐樂鎮組（Qhf）。區內大面積分布燕山期侵入的閃長玢巖體，巖株成近南北向分布，圍巖為寒武至奧陶系碳酸鹽巖，呈巖枝或巖脈穿插于碳酸鹽巖中，出露于地表。巖體結構節理面分3大組節理：①走向26°～44°；②走向75°～79°；③走向275°～340°，①組節理占優勢。工程巖組為較堅硬中厚層狀碳酸鹽巖巖組，中風化灰巖，抗壓強度34.2MPa～44.5MPa；裂隙塊狀巖漿巖巖組，強風化脈狀閃長玢巖，抗壓強度16MPa～28MPa。區內含水巖組為松散巖類孔隙含水巖組、碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組和巖漿巖裂隙含水巖組，地下水水位埋深為3.45m～12.0m，水化學類型HCO3-Na·Ca型，溶解性總固體一般為0.2g/l～1.0g/l。區內地下水對混凝土結構具微腐蝕性。區地震基本烈度為Ⅵ度，屬中弱發震區。區域人類工程活動主要為礦山開采、工程建設等。

3 礦山地質環境治理勘查

該礦山地質環境及地質災害調查精度為1：2000，調查路線間距為50m。查明區內巖石結構、坡體類型、裂隙的分布、發育程度及特征；實地測量危巖體的分布、幾何形態及其規模，調查危巖裂隙、裂縫分布的位置、長度、寬度及深度。對滑坡、崩塌區段，詳查滑坡體、崩塌體及周邊地形、地貌、地層、地質構造、露頭巖石產狀，節理裂隙發育情況，滑坡變形引起的裂縫情況。該礦山工程勘探工作包含工程地質鉆探、巖芯管取芯、重型動力觸探試驗、巖土及地下水取樣等工作[2]?？辈椴伎自瓌t為沿滑坡、崩塌發育的邊坡段平行坡面傾向布置勘探線，勘探線間距20m～30m。據調查勘探成果，區內工程地質層為：①層雜填土，層厚0.30m～14.20m，為粉質粘土夾碎石，雜色、中密、稍濕、均勻性差。②層（Qp3q）殘坡積土，層厚0.20m～3.10m，為碎石土，黃褐色、中密-密實、稍濕，碎石粒徑2cm～10cm不等，含量約30%～55%，充填物為多為粉質粘土和雜粒砂。③-1層（O1f）中風化灰巖，灰色，巖芯呈短柱狀，發育硅質條帶或硅質結核，層理結構明顯、偶見溶孔、溶槽，屬較完整、較堅硬巖。③-2層（∈3ln）中風化灰巖；青灰色，巖芯呈柱狀，中厚一塊層狀，發育少量裂隙，局部發育方解石脈，屬較完整、較堅硬巖。④層強風化閃長玢巖（δμ），黃褐色，巖芯已風化呈土狀，可見云母和石英顆粒，遇水易軟化，呈脈狀侵入，屬破碎、較軟巖。區內崩塌、滑坡發生的主要因素是人類工程活動影響和強降雨水流的沖刷作用。礦山開采多在坡體前緣形成高陡臨空面又未及時防護，斜坡上的巖土體容易失穩而發生崩塌、滑坡。區內采礦活動共形成挖損邊坡15處，孤峰5處，堆渣體6處。

4 礦山地質環境問題現狀特征

礦山地質環境問題主要為三點。①礦山地質災害，區內廣泛分布陡峭巖質邊坡，受節理、裂隙切割以及爆破震動影響，邊坡上巖石松動、較為破碎，形成了較多的危巖體。在降雨等不利因素影響下，易形成地質災害隱患，局部邊坡地段已發生了崩塌、滑坡地質災害。區內崩塌形成機理主要有滑移式、拉裂式、傾倒式，規模均為小型。眾多地災隱患嚴重威脅周邊廠礦住宅居民的人身財產安全。②礦業活動損毀壓占土地資源，礦山開采形成的露天采場，平面呈不規則的圓弧形，開采邊坡未放臺階開采，嚴重挖損土地，礦山關閉后廢渣大量遺留于礦山周邊以及區內道路旁，以及礦山工業廣場，均占用大量土地，破壞和占用土地類型為有林地，采礦用地。③植被和地貌景觀破壞，區內植被以低矮灌木為主，間有草本植物，生態系統較簡單。礦山露天采場、工業建筑用地等破壞該區原有植被，使得部分區域變為裸露狀態。山體的爆破開挖造成巖壁裸露，對地貌景觀影響嚴重。為針對性采取治理措施，分別對區內各邊坡段進行穩定性分析，區內邊坡穩定性影響因素分內外因，內因有巖性、巖體結構、地質構造等，外因有地形地貌、水、震動、自然風化及氣候。

5 礦山地質環境治理工程設計

工程治理區共分為兩區。邊坡地質環境治理區：對區內穩定性較差的邊坡段、孤峰體進行削坡卸載，對較穩定坡段采取清理坡面、清除危巖工程治理措施。BP08等邊坡由于原邊坡體存在滑坡地質災害隱患，且其坡頂存在廠礦企業等原因，采取錨索、錨桿加固等支護措施。邊坡坡面采用掛網噴播灌木復綠，平臺采用植樹復綠，坡頂設置截水溝。采坑底盤地質環境治理區：對區內不穩定的堆渣體采取整體削除平整工程，對削坡卸載的土石方堆填壓實，反壓于坡腳并以石壩圍護。宕穴法栽植喬木并于適宜地段設置排水溝及道路，分述如下。

①降坡卸載工程，以BP05邊坡、GF04孤峰為例，BP05高約60m，按1:0.75坡率削坡，對沿邊坡分布的突出段、危巖等均采取爆破清除。坡身設置兩層安全平臺，寬3m。每段坡高20m左右，坡度約55°。GF04位于CK01、CK02交界處，突入宕口底盤內，坡體為兩面坡，巖體風化較強烈且形態狹窄呈刀刃狀。對其前端狹窄段坡體，爆破削平至宕口底盤；對其后端較為寬緩段坡體，爆破清除上段風化強烈破碎巖體，削平至巖體較為完整的中下段，形成傾斜平臺，平臺寬約10m～15m，周邊以1:1坡率進行放坡至宕口底盤。②人工清除危巖、清理坡面工程，清除危巖針對較穩定邊坡中上部松散、風化巖體，將坡體巖石裂縫裂隙發育切割較深、松散破碎巖體徹底清理，清方時盡量采用風鎬挖鑿方法，防止對邊坡面的進一步破壞。清理坡面工程主要為順原坡體坡度對坡面上凹凸部位殘留的碎石、堆渣等進行全面清理，防止發生崩塌落石等危險，達到坡面平整且坡腳較為規整化的目的。③安全護欄工程，由于治理區規劃設計為景區一部分，邊坡安全等級較高。設計采取在坡頂位置設置安全護欄，主要材料為鐵絲柵欄，高1.5m。④錨索加固工程，對BP08坡段西段，由于該坡段高40余米、坡度55°～69°，節理裂隙發育程度高，且其后為工礦企業，不可削坡卸載，因該坡段可能沿節理、裂隙形成滑移面，故該邊坡按現狀坡率清理坡面后，上部坡體采用預應力錨索加固坡體，采用4束鋼絞線（φ15.24～1860），錨孔孔徑130mm，間距5.0×5.0m，錨索與水平面夾角為15°，錨具OVM15-4，采用C30混凝土墊墩板。整個錨索采用二次灌漿法施工。⑤邊坡截水溝工程。為防止雨水沖刷治理后的坡面，于各邊坡坡頂后5m處設置截水溝，采用巖質裸溝明溝形式，斷面為梯形，上口寬0.5m，底寬0.3m，深0.4m，坡頂坡降比0.9%，側邊和底部以水泥砂漿抹面。⑥坡面及平臺復綠工程坡面綠化采取掛網客土噴播方式復綠。自坡頂往下鋪設勾花網，用φ18坡面錨桿將其錨固在巖壁上，預埋φ50PVC給水管，噴射100mm厚基層土，采用氣力噴播機把綠化基材與植被種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到需防護的掛網坡面。⑦平整回填工程，設計利用區內堆積的堆渣、廢石及邊坡削坡卸載爆破、孤峰爆破產生的廢渣集中回填平整，以降低坡度和高低差。平整后的地面整體坡度為8°～17°。堆填方坡體坡降比為1:10～1:8，堆填方邊坡下緣通過緩坡等措施平緩過度銜接至自然地形。⑧石壩工程位采坑內北部的堆填方邊坡區域，堆積體坡腳處設置石壩，防止堆積坡體失穩，石壩采用漿砌石塊，內側M7.5水泥砂漿抹面，泄水孔每2m設一個，基底深度入中風化巖0.6m，設計截面：墻高3.0m，頂寬1.0m，迎土面坡率1:0.5，背坡坡率1:1，底部寬5.5m，基礎寬5.5。⑨采坑生態林恢復工程，為防止水土流失，盡快恢復礦山的自然生態環境，進行人工植樹復綠，采用種植小葉櫸樹、欒樹復綠，造林密度為2m×2.5m，苗木規格：欒樹胸徑5cm、帶土球，小葉櫸樹胸徑4cm、帶土球，采用宕穴法植樹，設計樹穴規格：1.0m×1.0m×1.0m（長×寬×深），土源為異地取土。養護期2年。樹間播撒草籽，利于苗木剛栽種的初期涵養水土。草種子有狗牙根，白三葉、百喜草、糖蜜草，豬屎豆等。⑩排水溝工程，底盤區設置排水溝，斷面為梯形，上口寬0.8m，底寬0.5m，深度0.5m，壁厚0.3m，坡降比為7%～12%。排水溝每20m設置沉降縫一道。截、排水溝匯集后流入治理區內主干排水渠，在主干排水溝流出治理區前設置沉淀池，尺寸為2.0m×2.0m×1.5m，采用M10漿砌片石砌筑，砌筑厚度為0.3m。沉淀池出口處設置鐵絲網。?山塘工程為便于蓄水養護植被，宕口內設置兩處山塘，水域面積800m2，水深2.5m，四周設置安全護欄高1.5m。?道路工程，區內鋪設林間道路與場區內外市政道路相連。路基寬3.0m，路面寬2.0m，路面結構自上而下為30cm碎石路基和20cm泥結碎石路面。

6 項目預期目標及效益分析

通過對該治理區礦山地質環境的治理，徹底處理了治理區內的礦山地質災害隱患，根治了水土流失、粉塵污染等，使礦區生態系統逐步恢復，恢復林地及其他草地面積13.80hm2，明顯改善了治理區及周邊生態環境，提高了土地資源開發利用價值，經濟效益顯著。該項目治理改善了瑯琊山風景區周邊環境，綠化、美化了地貌景觀和園林景觀，消除了“視覺污染”，環境效益突出。有利于和諧社會的構建和“綠水青山就是金山銀山”理念的具體落實，具有明顯的生態效益。