砂石廢棄礦山生態修復實踐研究
——以保定滿城饅頭山為例

謝 雄 劉明月

（中國葛洲壩集團生態環境工程有限公司）

近幾年，在國家政策引導下礦山修復市場迅速升溫，但由于存在歷史欠賬多、主體不明確、資金不足、技術碎片化等突出共性問題，在實際推進中困難重重，僅靠財政資金難以為繼。

為加快推進礦山生態修復，吸引社會資本投入，推行市場化運作、科學化治理的新模式，自然資源部2019 年底印發《關于探索利用市場化方式推進礦山生態修復的意見》（自然資規［2019］6 號）在“誰破壞、誰治理、誰修復、誰受益”原則下，出臺了礦山生態修復領域中的土地支持、廢棄石料利用等利好政策，為市場化機制的建立完善提供了政策保障。

在京津冀一體化協同發展的核心區域，河北省保定市2020 年全面梳理了本地區的廢棄礦山，重點確立以G05京昆高速沿線的礦山跡地作為首批試點，探索打造高標準礦山生態修復示范工程。

葛洲壩生態公司深入踐行綠水青山就是金山銀山的理念［1］，為開辟礦山生態修復新興市場，通過駐點實地踏勘，參與政府方案設計，在學習國內外先進技術經驗的基礎上，成功中標了河北保定首個礦山生態修復試點示范項目——滿城饅頭山項目，本文以此項目為例，進行了系統介紹。

1 項目概況

1.1 區位及特點

饅頭山治理區位于保定市滿城區，原地形地貌已遭礦山開采破壞，形成高陡邊坡、殘山、渣堆、采坑等地貌形態，見圖1。經調查，區內地面標高+62～+185 m，相對高差123 m，出露地層主要為第四系坡殘積土層（Qel+dl），第四系洪坡積層（Qpl+dl）及上元古界薊縣系霧迷山組白云巖（Jxw3）。該區域屬于狼牙山凹褶斷束（IV 級）大地構造單元中斷，未發現大型斷裂及褶皺構造，地層呈單斜產出，地質構造條件簡單。該區域屬白云巖卡斯特地貌區，地下水位埋深較大，水文地質條件簡單，治理工程不受地下水影響。區內基巖巖性單一，為厚—巨厚層狀白云巖，礦物成分有白云石、方解石及少量燧石等，原礦山采用露天臺階式開采和地下采坑開采方式。

1.2 治理目標

（1）消除地質災害。礦山地質災害主要包括地表塌陷、地表裂縫、滑坡、崩塌、地下水及環境地質破壞等［2］。本區內遺留采面高聳陡立，局部破損，遺留危巖浮石。采面及邊坡受風化、卸荷等影響，在降水、地震等作用下，極易發生崩塌類地質災害。為了消除地質災害隱患，亟待排查治理。

（2）改善環境面貌。治理區位于G05 京昆高速（滿城段）可視范圍內，因礦山歷史開采而形成的采坑斷面“白茬”，大面積山體祼露，與自然環境極不協調。此外，區內的渣坡、渣堆遇到大風天氣極易形成風沙揚塵，對周邊人居環境與大氣環境產生嚴重影響。

（3）盤活存量資源。通過此廢棄礦山跡地的治理利用，進一步盤活壓占的土地資源，以作為新增建設用地或農用耕地等。對高度大于4 m、坡度大于1∶1.5 的邊坡進行削坡開級［3］，將邊坡合理整形綠化與周邊環境協調一致，形成和諧自然景觀，同時對產生的廢棄石料進行充分利用。

2 研究思路與治理體系

依據現場地勢地形、歷史開采狀況，進行整體設計布局。根據區內采面、平臺、渣堆、渣坡及采坑等現狀特點，從礦山歷史開采產生的地質環境現狀入手，結合項目治理修復目標，將任務層層分解，因地制宜、分區分塊采取適宜的措施與方法，搭建項目治理技術體系，見圖2。

本項目規劃中充分考慮了當地政府訴求與產業發展特色，盡量實現礦山生態修復工程支出與項目新增收益（主要包括土地與砂石料資源）之間的總體平衡，通過項目自身價值提升，減輕政府財政支出壓力。通過本工程的實施示范作用，快速形成可復制、能推廣的項目實施模式，引導本地區的砂石廢棄礦山生態治理工作全面加快推進。

3 修復技術與方法

目前，廢棄礦山治理技術主要有4種，即消災修復技術、工程修復技術、生態修復技術和生物修復技術［4-5］。本項目采用綜合治理，在現有地形地貌基礎上進行邊坡穩定性評價，開展危巖浮渣排查清理，進行山體整形美化合理放坡，采用擋墻護坡、掛網噴播、綠植栽培、邊坡V型槽、覆土綠化等多種技術措施。

3.1 危巖浮渣清理

因采礦影響，治理區內山體地形與植被遭嚴重破壞，山體固土保水能力下降，風化及開采碎石隨意堆積。經現場調查，區內已形成12 個采面、10 處渣堆、18 處渣坡、3 處土堆，詳見表1，治理區面積926 422 m2、破壞區面積450 246 m2。危巖浮渣清理主要指對高陡邊坡坡面上的危巖、局部坡面的棄渣與土堆開展人工清理。對邊坡和采面危巖（浮石）的清理方量是22 351.60 m3（平均清除厚度按20 cm計），渣堆、渣坡等場地內廢棄料渣的清理方量為83 599.80 m3。在方便使用機械設備的位置，采用啄木鳥鉆鑿清除；對于孤立危石、突出鷹嘴石則采用人工鋼釬撬毛或手風鉆鉆鑿清除；當清理量大或人工清理難度大時適當采用小藥量淺孔爆破清除。

3.2 山體整形美化

依現場地形削高填低和放坡，控制坡度在25°～30°。對于高陡采面、危巖體進行“平臺+邊坡”的削坡整形，設計臺階高度10 m、臺階寬度4 m、坡度60°。圖3 為區內某典型治理工程剖面示意圖。邊坡削方整形采用機械爆破，通常用靜態爆破、淺孔爆破及預裂爆破方式。用3D Mine 軟件三維模擬計算本治理區內削坡工程量，因消除地質災害和臺階綠化法共計削方總量1 994 292.12 m3、總填方量123 863.97 m3、凈方量1 870 428.15 m3。

3.3 邊坡防護加固

（1）漿砌石擋墻。就削坡后形成的平臺與邊坡相間分布的微地貌形態，在平臺前緣0.5 m 位置處布置漿砌石擋墻，墻后覆土栽植喬木、灌木，從而抑制坡面被流水沖刷、防止水土流失，并恢復邊坡整體生態。工程中漿砌石擋墻的設計規格為：橫截面梯形，頂寬0.5 m，高1.2 m。其基底位于削坡形成的基巖平臺上，擋墻結構設計詳見圖4。砌體塊石選擇堅硬或較堅硬的巖石，無貫通裂縫，單塊厚度不小于20 cm。

（2）截排水溝。截排水溝主要布置于邊坡坡頂和平臺外側，匯水最終沿原始溝道排出治理區。截排水溝設計過水斷面為梯形，底寬0.5 m，開口寬0.804 m，有效深度0.5 m，溝壁超高0.2 m，壁厚0.418 m，結構設計見圖5。工程中的截排水溝采用漿砌塊石結構，采用M10 砂漿、MU30 塊石砌筑，石料尺寸不小于20 cm。漿砌表面使用M10水泥砂漿抹面，厚度20 mm。

3.4 覆土植被綠化

（1）掛網噴播。將治理區位于G05京昆高速及省道可視范圍內、+132 m 以上的邊坡坡面采取掛網噴播方式恢復坡面植被，噴播厚度8～10 mm。施工工藝依次為清理坡面浮石→坡面整形→坡面鋪設金屬網→噴播植草→覆蓋椰絲毯→養護管理。經坡面清理和錨固掛網后，采用客土噴播機將客土、植物種子和各種添加物均勻混合，以壓縮空氣或高壓水流為輸送載體，把混合物料噴涂于邊坡表面，使之形成穩定的營養土層，達到保護邊坡、恢復植被的目的。

客土噴播的基材配比為植壤土65%、植生基質35%、外粘合劑25 g/m2、保水劑30 g/m2。根據邊坡立地條件、種子發芽率、植物生長速度等選擇在本地區適應性強、耐干旱、耐貧瘠的植物種類，進行選種配比，詳見表2。既保證植物的多樣性，又實現了自然景觀效果。

（2）V型槽。礦區中上部陡邊坡，因不具備削坡條件，采取V 型槽為主的綠化措施，起到坡面植被覆蓋目的。V型槽內部回填耕植土，種植灌木和藤本植物，豎向布置間距2～3 m，板厚80 mm，寬度1.0 m，與豎向呈45°布置，采用C25混凝土澆筑，V型槽結構設計見圖6。V 型槽與坡面采用錨筋連接，錨筋采用C18@200 mm，錨孔直徑不小于40 mm，采用M10砂漿錨固。

（3）綠植栽培。礦區地形整治后，對裸露巖面、平臺、邊坡及緩坡布置綠化工程。植被恢復依據因地制宜、適地適樹的原則，植物選種上考慮項目區氣候降雨等特征，根據所選植物的生長習性及所需種植條件，結合當地規劃選擇適宜樹種，達到植被恢復效果。

本項目主要選用的苗木種類為本土樹種以及周邊已有植物種類，需適宜生長并能保證較高的成活率。選取種植側柏、油松、刺槐、白榆及柿子、山桃等喬木進行綠化，間植灌木荊條、紫穗槐和迎春等。在邊坡及采面坡腳種植地錦、凌霄和薔薇等攀緣植物進行坡面綠化。坡面噴播種子包含高羊茅、早熟禾、紫花苜蓿、荊條、胡枝子等混合草籽播種。為保證綠化苗木成活率，為苗木栽植及草籽撒播設定的監測養護期為3 a。

4 工程效益

項目結合了現場實際，采取有效的生態修復工程措施，構建起植物豐富、自然協調、穩定健康的山體生態系統，完全改變了原礦區堆渣遍地的歷史面貌，使治理區域整體恢復了生態屏障、水土保持、防風固沙、生物多樣性保護的生態服務功能，為京津冀地區的類似礦山修復起到了示范作用，具有良好社會效益與環境效益。同時，本項目實施后能新增成規模平整土地125 畝，新增林地288 畝，開發利用廢棄砂石資源近200萬m3，經濟效益十分顯著。

5 結論

通過深入調研滿城饅頭山治理礦區的地質環境特點，充分結合當地政府的訴求，開拓創新項目實施模式，構建礦山治理技術體系，落實踐行“因地制宜、一礦一策”的生態修復理念，綜合運用危巖排查清理、山體整形美化，采用擋墻護坡、掛網噴播、綠植栽培、邊坡V型槽、覆土綠化等多種技術措施，全面消除了治理區域內的地災隱患，使之最大限度地回歸原有自然狀態并營造生態景觀效果。而且，在項目設計與實施過程中，充分考慮并盤活原礦山跡地所壓占的土地資源與廢棄石料資源，創造出新的增長點與盈利點，產生了良好的經濟效益，為該地區乃至我國類似礦山的生態修復提供了參考。