淺議乳源某地礦山地質環境恢復治理工程

莫崇劍

（廣東省有色金屬地質局九三二隊，廣東 韶關 512026）

1 主要目的與任務

本次治理工程設計目的是為科學開展礦山地質環境恢復治理工作，為恢復治理工程施工提供指導性基礎資料，以消除或減弱礦山地質環境問題和地質災害隱患，在此基礎上逐步恢復和重建礦山生態環境系統，美化自然景觀，達到與周邊環境相協調，確保周邊道路和相關人員的生命及財產安全。結合場地現狀，經綜合比選后確定，本次設計采用對下部坡面松散巖塊堆積區域進行松散巖塊清運+設置排水溝+覆土植草+坡腳漿砌石擋土墻及喬木綠化的措施，對土質邊坡崩塌部位進行崩塌土體清運，并對上部巖壁進行松散危巖體清除+掛設SNS 主動柔性防護網+爬藤及灌木綠化、對邊坡坡頂設置截水溝的措施進行礦山地質環境恢復治理[1]。

2 地質環境條件

2.1 自然地理

韶關市乳源縣電視臺旁高陡巖質邊坡位于乳源縣城區，乳源縣政府正南偏東51°方向，場地北側坡腳即為南環東路及南水河，交通條件便利。

該場地為剝蝕殘丘地貌單元，整體呈南高北低，巖質邊坡整體呈東西走向，山體北側坡腳為南環東路及南水河，東側坡腳為乳源瑤族自治縣廣播電視臺。坡腳高程為80m 左右，山體最高點處高程約為138m，最大高差約58m，山體僅表層分布較薄的坡殘積土層，山頂植被覆蓋，其余地段均為中厚層巖質邊坡，邊坡坡度較陡達70°～80°，局部內傾。因礦山采石活動，致使巖質邊坡坡腳堆積0.2m3～3m3大小不等的巖塊，松散巖塊均集中堆積于山體東北側的山坡面，堆積面呈近似梯形狀，順坡長約32m、上部寬約10m ～15m、下部寬約35m，采石后巖質邊坡現狀穩定性較好，但山坡面及巖體裸露，生態環境問題嚴峻。

根據廣東省標準《建筑氣象參數標準》（DBJ15-1-90），乳源瑤族自治縣氣候屬中亞熱帶濕潤型季風氣候區，一年四季均受季風影響，冬季盛行東北季風，夏季盛行西南和東南季風。四季特點為春季陰雨連綿，秋季降水偏少，冬季寒冷，夏季偏熱。東南部平原和丘陵區全年平均氣溫19℃～20℃，西部山區全年氣溫16℃～17℃，北部高山地帶全年平均氣溫為15℃。降雨量東南部及西部山區偏多，全年平均有2000mm 以上；南部和北部降雨量偏少，全年降雨量平均1400mm ～1500mm。無霜期308 天，四季明顯，晝夜溫差大。災害性氣象主要有臺風、暴雨、強對流等，遇極端氣象條件，如強臺風、暴雨（強降雨）等是場區內致災作用的誘發因素。

2.2 地層

場地位于南華準地臺一級大地構造單元內，位于廣東粵北斷塊區內，大東山復式巖體的變異部位，為南嶺多金屬成礦帶中段南側，構造強烈發育。區域巖漿侵入活動劇烈，地層經多期構造活動的影響，形成大范圍的地層褶皺，整體上呈現為一個復式向斜。區域出露地層從老至新依次為：泥盆系（D）和第四系（Q），現簡述如下。

（1）泥盆系中下統桂頭群中亞群（D1-2gtb）：頂部為灰色砂質頁巖與粉砂巖互層；中上部為淺灰色中-細粒石英砂巖與紫灰色石英粉砂巖互層；下部為灰黃色塊狀礫巖、含礫砂巖夾中-細粒砂巖。

（2）泥盆系中統東崗嶺組（D2d）：上部為淺黃色泥質頁巖夾鈣質砂巖，薄層狀灰巖；下部為灰綠色絹云母砂質頁巖與淺灰-深灰色白云質灰巖互層夾灰色厚層狀灰巖。與下伏桂頭群呈整合接觸關系。

（3）泥盆系上統天子嶺組（D3t）：中上部為灰白色、深灰色塊狀灰巖，偶夾遂石條帶或結核；下部以深灰色中—厚層狀含生物碎屑泥晶灰巖為主間夾泥灰巖薄層。與下伏東崗嶺組呈整合接觸關系。

（4）泥盆系上統帽子峰組（D3m）：其下部主要為鈣泥質粉砂巖、鈣質或粉砂質泥巖，局部夾粉砂泥質泥晶灰巖薄層，往上鈣泥質成分逐漸減少；中部以石英砂巖為主夾少量粉砂巖或粉砂質泥巖；上部的巖石組合及生物面貌與下部大致相似，但鈣泥質成分往上逐漸增加；與下伏天子嶺組呈整合接觸關系。

（5）第四系（Q）：主要為坡殘積層（Qel+dl）及沖洪積層（Qal+pl），其中坡殘積層（Qel+dl）主要分布于區內緩坡地帶，主要由褐黃色色亞砂土、粘土夾少量碎石組成，為基巖風化土，厚0.5 ～2m。另外，在溪溝地段及南水河沿岸分布沖洪積層（Qal+pl），灰黃色，由砂礫石夾粘土組成，厚度0.5 ～3m。

2.3 構造

據區域資料，區域構造上屬南嶺緯向構造帶北部—新華夏系隆起帶的粵北山字型構造核部。區域上經歷了加里東、華力西—印支、燕山及喜馬拉雅期構造階段多次和多種性質的地殼運動，使得各個構造體系相互穿插干擾，聯合、復合、截接與歸并現象相當普遍，區域地質構造較復雜。

乳源瑤族自治縣位于南嶺山脈南麓，貫穿弧形山系，地勢由西北向東南傾斜。西北部、西部峰巒環峙，屬高山地帶，溶蝕高原地貌顯著，是韶關市主要石灰巖地區之一。乳源瑤族自治縣全境在大地構造上處于華廈活化陸臺的湘粵褶皺帶。地質構造復雜，火成巖分布極廣，地層發育基本齊全，巖溶地貌廣布、種類多樣，巖類以紅色砂礫巖、砂巖、變質巖、花崗巖和石灰巖為主。在地質歷史上屬間歇上升區，流水侵蝕作用強烈，造成峽谷眾多、山地陡峻以及發育成各級夷平面，以山地丘陵地貌為主。場地附近區域內無次一級的斷裂構造；區域構造無后期構造運動，區域性斷裂對場地的穩定性無大影響。

2.4 水文地質條件

（1）地下水類型。根據地下水賦存條件，含水層水理性質和水力特征，礦區地下水含水層有：松散巖類孔隙含水層和基巖裂隙含水層。

（2）地下水補給。場地屬亞熱帶季風型氣候，雨量充沛，水系、巖溶及植被較發育，年均降雨量1640mm，大約有15%滲入地下形成地下徑流，為地下水補給提供了良好的條件。松散巖類孔隙水由降雨及地表水滲入補給為主；同時，覆蓋型碳酸鹽巖類裂隙水主要為上部松散巖類孔隙水越流補給和降水直接補給；第四系表層由于土層覆蓋，降雨滲入較差；在旱季，地下水補給地表水，汛期地表水補給地下水。降雨垂直補給和溪水側向補給是本區地下水的主要來源。

（3）地下水徑流及排泄條件。地下水的徑流排泄與地形地貌、地層巖性密切相關，本區地下水流向與地形傾斜方向基本一致，水流速度較慢，地下水排泄主要以滲流的形式排入附近溪流中，最后以南水河為地下水排泄總渠道，部分用于人工開采及土面蒸發。由于勘查區地下水的開采較少，地下水的補給、徑流及排泄條件基本保持天然狀態。

（4）地下水動態。地下水動態變化明顯受降雨量、地貌及南水河水位的影響，從補給區、徑流區到排泄區，徑流速度從急到緩，動態變化幅度從大到小。松散巖類孔隙水因埋藏較淺，雨后水位迅速上升，水位變化滯后數天至1 個月，每年3 ～8 月處于高水位期，最高水位出現在6 月豐水期，9 月份后，隨著降雨量的減少，水位緩慢下降，每年10 月～次年3 月處于低水位期，常在1 月份出現低谷，水位年變幅較大。碳酸鹽巖裂隙水含水層與松散巖類含水層之間沒有連續的隔水層，水力聯系密切，其動態變化與松散巖類孔隙水基本相同。

2.5 巖土體工程地質條件

根據《1：20 萬韶關幅地質圖》與現場調查及坡面揭露情況，勘查場地出露的地層較簡單，分布主要地層有：泥盆系（D）和第四系（Q）。下面按從老到新的次序分述如下：

（1）泥盆系（D）。巖性主要為中～微風化石灰巖，主要巖性特征為灰色，微晶結構，中厚層構造，礦物成份以方解石為主，次為白云石，巖石較完整（局部較破碎），根據現場調查及區域地質資料，巖層厚度約10 ～200m，場地內未發育夾泥層及溶洞，巖體完整性較好，巖質較堅硬，局部節理裂隙較發育，巖層產狀一般為60°∠80°。

（2）第四系（Q）。治理工程場地內的第四系，按成因分類主要為坡殘積粉質黏土層。主要分布在山坡較平緩地帶，巖性為黃褐色含碎石粘性土，土層厚度多為0.5 ～2m。

3 治理工程設計

本次礦山地質環境恢復治理工程主要為坡面巖塊（體）清運、排水工程、覆土綠化、坡腳漿砌石擋土墻及裸露巖壁主動防護和復綠等治理措施。

（1）坡面巖塊清運。本次坡面巖塊清運范圍主要為巖質邊坡下部坡面及山體西側懸挑松散易剝落巖體處，面積約1220m2，共需清運松散巖塊約200m3，松散巖塊采用人工清理的方式，對較大塊巖體，先采用靜力爆破后再進行人工清運，坡面松散巖塊清運，有利于后續治理工程的實施。

（2）排水工程。截、排水溝：為緩解雨水對坡面的沖刷，坡面危巖清運完成后，根據現有的地形坡面分別于坡頂設置一道C25 混凝土截水溝、于覆土坡面設置一道C25 混凝土排水溝，溝內水體分別向東、西匯集排至坡腳小溪內，截、排水溝截面為矩形截面，設計截、排水溝截面尺寸分別為0.5m（高）×0.5m（寬）及0.3m（高）×0.3m（寬），溝槽開挖深度分別為0.65m 及0.45m，底寬分別為0.8m 及0.6m，過水斷面面積分別為0.25m2及0.09m2，設計的截、排水溝滿足防洪排水要求。截、排水溝溝體采用C25混凝土砌筑，溝壁及溝底厚0.15m。本方案排水工程共計需修筑混凝土截、排水溝分別約178m 及50m。

（3）覆土綠化。覆土綠化治理面積約1220m2，本次設計擬覆土厚度約50cm，改良土壤所需的種植客土量約需610m3，種植客土擬外購至治理場地坡腳處，再經吊車轉運至覆土坡面。

根據現場調查及復綠相關規定，本次礦山地質環境恢復治理的綠化應以盡快恢復植被為主，兼顧營造景觀，且不宜種植高大喬木、灌木，因此，在植物選擇上以樹苗易購、耐酸、易成活且價格低廉的草本植物為主，配置部分景觀灌木、花草及藤類，并盡量種植與治理區景觀相協調的植物，豐富生物多樣性，構建立體生態防護體系，科學、合理地開發利用整治區土地。

（4）漿砌石擋土墻。本次治理工程漿砌石擋土墻主要布置于邊坡坡腳處，總長約65m，漿砌石擋土墻墻高1.50m，埋入地面0.60m，墻頂寬0.50m，墻底寬0.95m，墻背垂直，正面設計坡率為1:0.1，墻后回填種植土并綠化，墻前擬設置一排喬木進行綠化。

（5）裸露巖壁主動防護及綠化。裸露巖壁坡面清理懸挑松散易剝落的巖塊后，在坡面上掛設SNS主動柔性防護網，柔性防護網采用錨釘固定于坡面，錨釘采用直徑為25mm長4.0m@2.5m的螺紋鋼筋，成孔直徑110mm，傾角20°；巖壁防護網施工完成后并結合下部坡面、巖壁中部及坡頂進行復綠種植爬藤及灌木類植物。

4 治理工程監測

監測方案應充分利用現有監測設施及監測資料，建立精密儀器與簡易監測相結合，專業監測與群眾監測相結合，安全監測與防治工程設計施工效果監測相結合的群防系統。監測儀器的選擇應滿足可靠性、操作簡便性、穩定性和耐久性的要求，在保證實際需要的前提下力求少而精，網點布設應便于安裝、維修和觀測。本工程監測項目主要包括變形監測和宏觀前兆監測。

（1）變形監測。施工階段變形監測選擇地表絕對位移監測，絕對位移監測方法采用大地測量法，測量儀器采用經緯儀、全站儀，監測崩塌部位的位移量、沉降量及坡面變形量等。擬對本次治理工程設裂縫監測點及變形監測點各3個，監測頻率為施工期間每周3次。

（2）宏觀前兆監測。變形破壞宏觀前兆監測一般包括宏觀變形監測、宏觀地聲監測、動物異常觀察、地表水和地下水宏觀異常觀察等。根據本次治理工程特征，治理工程宏觀前兆監測只布置宏觀變形監測。

5 治理工程施工順序

本治理工程在施工中，應考慮各項工作的順序。一般先進行坡面松散巖塊清運，修筑坡面排水系統、進行坡腳支擋后，再實行坡面及巖壁綠化施工。

6 結語

為恢復礦山地質環境和自然生態，要針對礦山開采的自然問題以及地質災害類型，提出合理的方案，以消除或減弱礦山地質環境問題和地質災害隱患。