白山市石灰石礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設(shè)計

孫繼野

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊，吉林 長春 130033)

1 礦山概況

吉林省白山市渾江區(qū)七道江鎮(zhèn)石灰石六礦采石場是存在歷史遺留問題的礦山，礦山責(zé)任人缺失，開采方式為露天開采，開采礦種為石灰石。該礦山由于多年無規(guī)劃的露天開采，現(xiàn)已形成一處高陡邊坡、一處廢舊石灰窯及一處廢土石區(qū)，區(qū)域地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差，坡面巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，且人類工程活動較強(qiáng)烈，對地質(zhì)環(huán)境影響較大，加之雨季降水集中，導(dǎo)致崩塌災(zāi)害時有發(fā)生。

該邊坡巖性為灰?guī)r，呈層狀，邊坡整體坡向為220°，坡度70°～80°，坡寬為140 m，坡腳線延長330 m，平均坡高為80 m，最大坡高110 m，為人工巖質(zhì)邊坡，坡面表層微風(fēng)化，巖層產(chǎn)狀為155°∠45°，巖層厚度0.8～2 m，三組節(jié)理裂隙，第一組產(chǎn)狀155°∠45°，間距0.8～2 m，延伸長度3～10 m，發(fā)育深度0.3～0.5 m；第二組產(chǎn)狀320°∠30°，間距0.3～0.8 m，延伸長度0.5～1.5 m，發(fā)育深度0.2～0.3 m；第三組產(chǎn)狀245°∠75°，間距0.5～1 m，延伸長度0.5～3 m，發(fā)育深度0.2～0.5 m；碎屑充填，在雨季來臨時極易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

礦山終采后，邊坡東南角碎石散亂分布，造成大面積土地資源破壞，面積1 860 m2。碎石堆坡寬70 m，平均坡高12 m，坡度20°，由于長期堆積廢土石，破壞植被生長環(huán)境，植被難以生長。石灰窯位于邊坡西南方向邊坡坡腳，規(guī)格48 m×7 m×12 m，共6個窯口，其中上窯口為圓形，直徑2.35 m，下窯口為拱形，拱高2.5 m，壓占土地資源、自然植被資源。

2 治理工程措施

針對礦山現(xiàn)狀地質(zhì)環(huán)境問題，按照設(shè)計進(jìn)行合理的施工部署，選擇適宜的施工方法，確保施工質(zhì)量，根除地質(zhì)災(zāi)害隱患，以確保治理的遠(yuǎn)期效益。對治理區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的防治，應(yīng)根據(jù)礦山現(xiàn)狀和潛在的危險性確定治理范圍，就地取材，以比較經(jīng)濟(jì)合理的辦法和措施取得最佳的治理效果。根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的目標(biāo)和任務(wù)，本次治理主要采用以下方法。

2.1 地質(zhì)災(zāi)害治理工程

治理區(qū)內(nèi)開采邊坡，坡面較陡，易產(chǎn)生落石，不利于后續(xù)主動防護(hù)網(wǎng)施工。因此，應(yīng)對開采邊坡坡面破碎浮石進(jìn)行清理。清理產(chǎn)生的廢石，部分用于回填石灰窯，浮石清理后對邊坡設(shè)置主動防護(hù)網(wǎng)工程。其具體的工作方法及工程量如下。

1)危巖體清理。采用人工和機(jī)械相結(jié)合進(jìn)行危巖體清理，清除風(fēng)化嚴(yán)重的危險巖體，對邊坡進(jìn)行修整。清理后的廢石除了用于回填石灰窯外可以出售以作為配套資金。對邊坡中上部進(jìn)行坡面清理，邊坡平均坡度55°，邊坡清理面積為31 900 m2，平均清理厚度為0.1 m，清理危巖體量合計3 190 m3。

2)主動防護(hù)網(wǎng)。采用高強(qiáng)度鋼絲網(wǎng)片、帶錨墊板的鋼筋錨桿、邊界繩、鋼絲繩錨桿及連接構(gòu)件。由抗拉強(qiáng)度不低于1 770 MPa的3 mm直徑高強(qiáng)度防腐鋼絲鏈?zhǔn)骄幙椂?，菱形網(wǎng)孔內(nèi)切圓直徑65 mm,其環(huán)鏈破斷拉力不應(yīng)小于12 kN，常用網(wǎng)片標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為30 m/20 m/10 m×3.5 m。

采用帶錨墊板的預(yù)應(yīng)力鋼筋錨桿將T/65型高強(qiáng)度鋼絲網(wǎng)張緊固定覆蓋于邊坡上，從而提高表層巖土體的穩(wěn)定性，阻止巖塊的崩落或限制局部巖土體的破壞。

所有編制網(wǎng)用鋼絲均應(yīng)符合《鐵路沿線斜坡柔性安全防護(hù)網(wǎng)》(TB/T 3089—2004)與《鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲、鋼絞線》(GB/T 20492—2006)的規(guī)定，其公稱抗拉強(qiáng)度不低于1 770 MPa，環(huán)鏈破斷拉力不應(yīng)小于12 kN。鋼絲采用熱鍍鋅+5%鋁+混合稀土合金，鍍層重量不應(yīng)低于150 g/m2。網(wǎng)的形狀平整，鋼絲不應(yīng)有明顯機(jī)械損傷和銹蝕現(xiàn)象。網(wǎng)片端頭應(yīng)至少扭結(jié)一次，扭結(jié)處不應(yīng)有裂紋。

2.2 地形地貌景觀恢復(fù)工程

2.2.1 工作內(nèi)容

對礦山開采后遺留的兩處廢棄建筑物進(jìn)行拆除，拆除后的建筑垃圾回填石灰窯并進(jìn)行封堵。

2.2.2 工作方法及工程量

廢棄建筑物規(guī)格分別為5 m×4 m×3 m、12 m×9 m×5 m，磚混結(jié)構(gòu)，拆除折減系數(shù)0.3，拆除工程量180 m3，采用機(jī)械拆除，建筑垃圾用于封堵石灰窯上窯口。

石灰窯位于邊坡坡腳平臺下方，由于拆除將影響邊坡穩(wěn)定性，擬將石灰窯6處窯口進(jìn)行封堵。封堵工程按照《煤礦安全規(guī)程》第一百三十一條“報廢的立井、平硐應(yīng)當(dāng)填實，立井處應(yīng)設(shè)置柵欄和標(biāo)志”的要求來執(zhí)行。下窯口斷面呈拱形，窯口寬2.2 m，拱高2.5 m，凈斷面尺寸均為6.88 m2，水平向里延伸7 m。上窯口斷面呈圓形，直徑為2.35 m，凈斷面尺寸均為4.34 m2，從石灰窯頂向下延伸12 m。洞口回填物分為4個部分：由上而下依次為表土1.0 m、廢土石4.0 m、拆除廢棄物7 m、漿砌石4.65 m，則共用表土5 m3、廢土石18 m3、拆除廢棄物31 m3(廢土石和拆除廢棄物平均運距50 m)、漿砌塊石32 m3，表土和廢土石填充時需分層夯實，分層厚度不大于30 cm，共6個窯口，封堵工程量總計表土30 m3，廢土石108 m3，廢棄建筑物186 m3，漿砌石192 m3。表土采用平臺上現(xiàn)有表土，廢石土采用坡面清理產(chǎn)生的廢石，廢棄建筑物的拆除量較回填量少6 m3，利用廢石補齊。窯口封堵后，在其南側(cè)臨道路處設(shè)置安全警示標(biāo)志，以引起行人的注意。

2.3 綠化工程

2.3.1 工作內(nèi)容

采坑下平臺現(xiàn)狀自然恢復(fù)的植被情況良好，平臺面積9 100 m2，采用間種喬木的方式補充復(fù)綠，下方廢土堆場地凹凸不平，造成大面積土地資源破壞，對廢土堆及拆除建筑物的位置進(jìn)行場地平整后覆土，采用2 m×2 m間距栽植裸根樟子松樹，后進(jìn)行撒播紫花苜蓿草籽。

2.3.2 工作方法及工程量

廢土堆面積2 020 m2，平均平整厚度為0.5 m，平整工程量為1 010 m3。拆除建筑物面積128 m2，平均平整厚度為0.3 m，平整工程量為39 m3。場地平整工程量共計1 049 m3。邊坡清理后產(chǎn)生的廢石3 190 m3，扣除封堵石灰窯的廢石量114 m3，剩余3 076 m3外運出售。

對廢土堆及拆除建筑物位置進(jìn)行覆土，廢土堆面積2 020 m2，拆除建筑物面積128 m2，總面積2 148 m2，覆土平均厚度0.5 m，覆土量1 074 m3。覆土后確保場地整體平整，平整后場地可以自然排水。

石灰窯頂面及底面栽植爬山虎沿線長84 m，栽植爬山虎168株；平臺面積9 100 m2，廢土堆面積2 020 m2，拆除建筑物面積128 m2，植樹面積共計11 248 m2、植樹2 812株，采用50 kg/hm2規(guī)格撒播草籽，撒播面積0.22 hm2。

表1 工程量統(tǒng)計表

3 工程施工

結(jié)合治理區(qū)實際情況將工程施工分階段依次治理?！皺M向分層、縱向分段、兩段同步、階梯推進(jìn)”的方式施工，推土機(jī)集料、自卸汽車轉(zhuǎn)運時采取水平、對稱、分層措施。對于堆放于坡下的車輛，在施工前應(yīng)聯(lián)系所有人駛離治理區(qū)，保證后續(xù)工程的順利開展，應(yīng)先進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理工程后再進(jìn)行其他工程。

3.1 浮石清理工程

治理區(qū)內(nèi)采場邊坡的坡面巖石局部風(fēng)化較嚴(yán)重部分，破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，可能產(chǎn)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，需要先進(jìn)行危巖體清理。由于本次危巖體清理工程的位置在斜坡較陡部位，加之陡坡表面浮石較多，挖掘機(jī)在陡坡施工相對比較危險，易產(chǎn)生設(shè)備(挖掘機(jī))側(cè)翻和下滑，采取必要的安全措施尤為重要。在施工前，首先在危巖體清理段周邊斜坡下部設(shè)置安全警示標(biāo)志、彩旗、安全旗或警示牌，以引起行人和作業(yè)生產(chǎn)人員注意，為機(jī)械設(shè)備施工創(chuàng)造條件，在道口處應(yīng)安排專人進(jìn)行現(xiàn)場看護(hù)，防止安全事故的發(fā)生。

3.2 主動防護(hù)網(wǎng)工程

3.2.1 進(jìn)場前質(zhì)量檢驗

產(chǎn)品進(jìn)場前，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供構(gòu)件產(chǎn)品原材料的質(zhì)量合格證書和配套質(zhì)量檢驗報告。檢驗報告須由第三方省級以上取得CMA、CAL等認(rèn)證資格的檢驗機(jī)構(gòu)或國外知名認(rèn)證機(jī)構(gòu)出具，檢驗報告也可由系統(tǒng)供貨廠家提供，包括以下內(nèi)容。

1)系統(tǒng)中所使用的防護(hù)網(wǎng)用鋼絲應(yīng)按照《鐵路沿線斜坡柔性安全防護(hù)網(wǎng)》(TB/T 3089—2004)與《一般用途鋼絲繩》(GB/T 20118—2006)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提供外觀檢查、尺寸測量、鍍層重量和力學(xué)性能試驗(抗拉強(qiáng)度、環(huán)鏈破斷拉力等)檢驗報告，檢驗報告的有效期為一年。

2)系統(tǒng)中所使用的各類規(guī)格鋼絲繩應(yīng)按照《鐵路沿線斜坡柔性安全防護(hù)網(wǎng)》(TB/T 3089—2004)、《重要用途鋼絲繩》(GB/T 8918—2006)與《一般用途鋼絲繩》(GB/T 20118—2006)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提供外觀檢查、尺寸測量、鍍層重量和力學(xué)性能試驗(抗拉強(qiáng)度、最小破斷拉力等)檢驗報告，檢驗報告的有效期為一年。

3)系統(tǒng)各構(gòu)件耐腐蝕試驗采用中性鹽霧試驗檢測，在一定試驗時間后能滿足規(guī)定防腐要求，應(yīng)提供通過中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可的實驗室出具的檢測報告，檢驗報告的有效期為五年。

3.2.2 現(xiàn)場質(zhì)量檢驗

產(chǎn)品進(jìn)場后，監(jiān)理單位應(yīng)對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗，主要包含以下內(nèi)容。

1)質(zhì)量證明材料：檢查構(gòu)件產(chǎn)品原材料的質(zhì)量合格證書和配套質(zhì)量檢驗報告材料是否完整，內(nèi)容是否完善。

2)安裝系統(tǒng)配置、外觀要求和規(guī)格尺寸等與設(shè)計圖是否一致，并進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢查。

3)施工方法、工藝、步驟等是否嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行。

4)錨桿抗拔力檢測，要求每個工點檢測數(shù)量不少于3組，每組不少于3根，抗拔力不小于50 kN。

3.3 地形地貌景觀恢復(fù)工程

廢棄建筑物采用機(jī)械拆除，拆除前需初步評估建筑物強(qiáng)度，拆除過程中作業(yè)人員須佩戴必要的防護(hù)用具，避免砸傷、碰傷。在石灰窯上口進(jìn)行作業(yè)時，設(shè)置安全警示標(biāo)志，施工人員安裝必要的安全繩，以免意外掉落。上窯口回填廢土石和表土?xí)r，利用人工分層夯實。

4 結(jié) 語

實施礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程，改善已脆弱的區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境，降低或避免礦山地質(zhì)環(huán)境問題的危害，使當(dāng)?shù)鼐用襁h(yuǎn)離礦山開采邊坡形成的地質(zhì)災(zāi)害的困擾，從而擁有良好的生態(tài)環(huán)境。通過對地質(zhì)環(huán)境治理，可以使治理區(qū)生態(tài)環(huán)境大大改善,不良地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)象不復(fù)存在，展現(xiàn)出青山綠水的狀態(tài)，極大改變了當(dāng)?shù)氐拿婷病?/p>

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