礦山環(huán)境治理設(shè)計(jì)與施工

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摘要：主要論述礦山地質(zhì)環(huán)境的治理情況，對(duì)治理方法及施工工藝做了重點(diǎn)論述，主要采取的措施，擋、攔、截、排的方法。證明了本次治理方案和施工工藝比較合理，達(dá)到預(yù)期的效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：礦山環(huán)境治理；擋土墻；護(hù)坡；排水溝；生物工程

1工程概況

1.1工程概述

本治理工程位于峪里鄉(xiāng)西部黛眉山世界地質(zhì)公園黛眉山景區(qū)內(nèi)，距縣城約40km，距離峪里鄉(xiāng)政府所在地約4km，有一條新-峪公路與縣城連接，本工程緊鄰隴海鐵路及310國道、連霍高速公路橫貫東西，交通較為便利。根據(jù)黛眉山鐵礦礦山治理區(qū)存在的地質(zhì)環(huán)境問題和危害程度以及周邊景區(qū)的實(shí)際情況，結(jié)合勘查報(bào)告。礦渣堆無序堆放是黛眉山鐵礦礦區(qū)的主要環(huán)境地質(zhì)問題。由于歷史的原因，一些礦渣堆無序地堆放在黛眉山世界地質(zhì)公園內(nèi)，嚴(yán)重影響了黛眉山世界地質(zhì)公園的整體形象，對(duì)本治理區(qū)的治理本著不破壞原始地形地貌的地質(zhì)公園建設(shè)原則，本次治理主要采用擋土墻工程、護(hù)坡工程、排水工程、礦渣整理工程、生物工程等治理措施對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理。通過治理措施的實(shí)施，修復(fù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，使黛眉寨鐵礦礦區(qū)生態(tài)環(huán)境得以改善，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，同時(shí)也樹立黛眉山世界地質(zhì)公園對(duì)外的良好形象。

1.2地質(zhì)概況

根據(jù)《河南省工程地質(zhì)圖》（1/50萬）及收集項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的巖土工程勘察報(bào)告資料，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的地形地貌、巖土體特征，本治理區(qū)巖體類型為堅(jiān)硬巖類，塊狀、厚層狀構(gòu)造，基巖抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，自然邊坡穩(wěn)定。但山高谷深，畢竟為重力不穩(wěn)定因素，特別是人為活動(dòng)將會(huì)造成工程地質(zhì)條件不穩(wěn)定，區(qū)域上小浪底水庫壩址區(qū)二疊系砂頁巖向北東緩傾（13°~20°），在巖層坡腳臨空的黃河南岸，就形成了多個(gè)順層滑坡、傾倒及蠕變傾側(cè)體，故本治理區(qū)域上有不穩(wěn)定因素。礦區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)人工開采鐵礦會(huì)造成局部不穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件較差，多見崩塌泥石流現(xiàn)象，應(yīng)加以重視。地貌屬于中低山區(qū)，黛眉山主峰海拔1346.4m。礦區(qū)位于黛眉山主峰東側(cè)、黛眉山北坡。地形總體上山脊呈東西向延伸，西高東低，地勢(shì)較陡，地形險(xiǎn)峻，溝谷縱橫。

2工程設(shè)計(jì)與施工

2.1設(shè)計(jì)原則

在充分掌握地質(zhì)災(zāi)害危害特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用科學(xué)的方法和手段，治理工程措施必須遵循安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的總原則。主要遵循以下原則：（1）以人為本、防災(zāi)減災(zāi)的原則。本次治理區(qū)的選擇充分考慮治理區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境問題及危害程度，治理后能有效改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳姝h(huán)境條件、改善礦山地質(zhì)環(huán)境問題。（2）因地制宜、重點(diǎn)突出、綜合治理的原則。根據(jù)治理區(qū)的實(shí)際情況本次設(shè)計(jì)主要采用擋土墻工程、護(hù)坡工程、排水工程、礦渣整理工程、生物工程并考慮治理后整體工程的協(xié)調(diào)性和合理性，先平整、后植樹綠化等分階段進(jìn)行實(shí)施。（3）生物工程設(shè)計(jì)以宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林，農(nóng)業(yè)優(yōu)先的原則，生物綠化以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、突出鄉(xiāng)土氣息、適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的樹種為主，并考慮視覺效果。

2.2工程設(shè)計(jì)方案及施工措施

治理工程的設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹安全、合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)原則，在保證安全和正常使用的前提下，尋求方便施工、對(duì)環(huán)境影響小、最經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)植被形式。根據(jù)項(xiàng)目批復(fù)資金，本次治理設(shè)計(jì)在滿足礦山環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)的情況下，充分考慮了自然地形條件并征得主管部門、當(dāng)?shù)卣熬用竦囊庖?，并結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃和民生需求，提高治理資金效益。根據(jù)治理區(qū)內(nèi)存在的主要環(huán)境問題，危害程度及環(huán)境地質(zhì)條件，擬采用擋土墻工程、護(hù)坡工程、排水工程、礦渣整理工程、并實(shí)施生物工程，從而最大限度地改善治理區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)生活條件，使人類工程與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。對(duì)治理方案的技術(shù)合理性、施工的可行性和經(jīng)濟(jì)等三方面綜合考慮，選擇最佳的結(jié)構(gòu)形式與布置方案。

2.2.1擋土墻工程

用NTS—331全站儀定出擋出墻中心位置，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙各部分尺寸施放擋土墻開挖邊界線?；娱_挖后對(duì)基底進(jìn)行夯實(shí)，開始漿砌石作業(yè)。塊石選用石質(zhì)均勻、不易風(fēng)化、且未風(fēng)化、無裂紋的硬質(zhì)石料，其抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30MPa。大致呈立方體，無鋒棱凸角，頂面與地面大致平行；其厚度不宜小于20cm。砂料選用級(jí)配均勻、干凈的中砂，抹面和勾縫時(shí)砂料均經(jīng)過篩后使用。為防止實(shí)際操作時(shí)配合比的混亂及拌合勻質(zhì)成度差等情況，施工前先根據(jù)砂漿配合比進(jìn)行過磅稱重進(jìn)行質(zhì)量比配制，作為施工控制依據(jù)。漿砌石采用座漿砌筑的方法。砌筑時(shí)，石塊大面向下，小面向上，根據(jù)空隙大小，選用合適的整塊小石塊擠入石縫的砂漿中。砌筑過程中，發(fā)現(xiàn)個(gè)別石塊有松動(dòng)現(xiàn)象，采取措施是將該塊石拆下，并刮凈石塊上粘附的砂漿，再用新拌砂漿重砌。兩層塊石間做到錯(cuò)縫搭砌，無通縫、干縫。每一層基本同步上升，等高進(jìn)行。每日砌筑高度不大于1.2m，且留有斜槎。采用M10砂漿進(jìn)行墻面勾縫，形式為凸縫，墻頂用M10砂漿抹面，用以加強(qiáng)砌體的整體性和外表美觀。為減少砌體硬化后收縮和溫度變化產(chǎn)生裂縫，需設(shè)置沉伸縫，間隔20m一道，縫寬20mm，縫填瀝青亞麻，沿內(nèi)外頂三方填塞深度不小于0.2m。擋土墻墻趾以上留設(shè)橫截面為10cm×10cm的泄水孔一排，間距2m?？缀笞龊梅礊V包，以起濾水作用。砌石完工12h后，用草柵、棚布等物覆蓋，定期灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。墻身砌出地面后，基礎(chǔ)必須及時(shí)回填夯實(shí)，填筑材料宜選擇透水性較強(qiáng)的填料，并做成不小于5%的向外流水坡，以免積水下滲，影響墻身穩(wěn)定。

2.2.2護(hù)坡工程

對(duì)覆土后礦渣堆邊坡采用漿砌片石護(hù)坡，礦渣挖填平整后，對(duì)邊坡進(jìn)行M10漿砌石護(hù)坡處理，漿砌石厚度0.5m。護(hù)坡間隔15m布置伸縮縫一道，縫寬2cm，縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞。每隔2m按上下交錯(cuò)設(shè)置10cm×10cm泄水孔，泄水孔后應(yīng)在0.5m×0.5m范圍內(nèi)設(shè)置反濾層以防淤塞，反濾層應(yīng)先鋪設(shè)400g/m2土工布，再選擇顆粒大小勻稱的砂石材料分層填埋，厚度不小于15cm。坡體上部為上擋墻，規(guī)格100cm×80cm，上余0.5m，0.3m埋入地下，間距1m。

2.2.3排水工程

為了防止雨水、洪水沖刷坡面造成坡面崩塌，應(yīng)在采坑外圍設(shè)置一條主排水溝。經(jīng)過削平整理后的采礦邊坡，為迅速排除邊坡上游坡面的地表匯水，建立坡面排水溝。主排水溝和坡面排水溝相連把邊坡上游的地表匯水通過排水溝導(dǎo)入采礦坑集水池中?；卓v坡不宜大于4%，各排水渠均為7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，砌石壁厚0.3m，底厚0.3m，每隔20m設(shè)一條寬為2cm的二氈三油沉伸縫，外露部分全部勾成凸縫，頂部用3cm厚的M7.5砂漿抹平。

2.2.4礦渣整理工程

該礦渣整理工程將原來堆積在斜坡坡面和平臺(tái)上的礦渣清運(yùn)到溝口沖溝內(nèi)填埋，以增大平臺(tái)面積，采取非均衡挖填法進(jìn)行施工，在礦渣整理工程中，重點(diǎn)工作是把原來堆積在斜坡坡面和平臺(tái)上的礦渣運(yùn)到溝口沖溝內(nèi)進(jìn)行埋填后進(jìn)行平臺(tái)整理。平臺(tái)整理為正向坡，坡度為1.5%，邊坡坡度為1∶1.50。在施工嚴(yán)格按照有關(guān)設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工。

2.2.5礦洞封堵工程

礦區(qū)現(xiàn)存14個(gè)平硐洞口，除留14號(hào)礦口作為黛眉寨地質(zhì)公園景觀外，其余全部封堵。設(shè)計(jì)采用0.5m厚M10漿砌石垂直砌滿洞口，緊貼漿砌石用0.2m厚C15雙筋混凝土澆筑，漿砌石基座高0.3m，寬1.2m，礦口設(shè)計(jì)規(guī)格為3.5m×4.5m。按照設(shè)計(jì)要求對(duì)~號(hào)廢棄坑口進(jìn)行基坑開挖，基坑開挖采用挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行，基坑開挖深度、寬度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，借助施工準(zhǔn)備時(shí)沿槽體布設(shè)高程控制點(diǎn)，礦口砌筑漿砌石基座高0.3m，寬1.2m，礦口設(shè)計(jì)規(guī)格為3.5m×4.5m，施工中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行實(shí)施。

2.2.6生物工程

在護(hù)坡工程的同時(shí)，覆土后種植觀賞性樹種間種草綠化采坑邊坡。采用草、樹結(jié)合的方法護(hù)坡，草種選擇為小冠花、龍須草等。平臺(tái)栽樹行距及株距均為3m，采用穴狀整地，規(guī)格為0.6m×0.6m×0.6m；栽植時(shí)應(yīng)將樹苗扶直，栽正，根系舒展，深淺適宜。填土?xí)r應(yīng)先填表土、濕土，后填生土干土，分層踩實(shí)。使用的苗木應(yīng)具備生長健壯、枝葉繁茂、冠形完整、色澤正常、根系發(fā)達(dá)、無病蟲害、無凍害等基本質(zhì)量要求，成活率不小于95%。草籽應(yīng)顆粒飽滿，色澤、大小均勻，以直播種草，上面覆土，覆土厚度5~10cm，播撒均勻，成活率不小于90%。

3工程質(zhì)量和效果

（1）漿砌體工程：按照設(shè)計(jì)要求，砌縫內(nèi)砂漿均飽滿，勾縫密實(shí)，擋墻砌石分層錯(cuò)縫。漿砌時(shí)坐漿擠漿，墻背填料符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求，沉降縫、泄水孔數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)擋墻、護(hù)擋、排水溝砂漿進(jìn)行取樣試驗(yàn)，經(jīng)力學(xué)檢測強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（2）礦渣整理工程：堆積在斜坡坡面和平臺(tái)上的礦渣運(yùn)到溝口沖溝內(nèi)進(jìn)行埋填后進(jìn)行平臺(tái)整理。平臺(tái)整理為正向坡，坡度為1.5%，邊坡坡度為1:1.50。達(dá)到設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范。（3）生物工程：生物工程主要起到覆蓋地表、穩(wěn)定邊坡、控制水土流失、美化環(huán)境的作用。成活率不小于95%。

4結(jié)論

我們根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況針對(duì)性地布設(shè)工程，保證了治理的合理性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。通過采取整、填、護(hù)、排、攔、植等方面的綜合治理措施，從而達(dá)到設(shè)計(jì)合理、美化環(huán)境的目的。最大程度地減小礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患和安全隱患。通過整個(gè)工程的布設(shè)消除了不穩(wěn)因素，保障了當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)的安全。從而最大限度地改善治理區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)生活條件，使人類工程與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，同時(shí)確保小浪底水庫的正常運(yùn)行，促使經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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［3］DB50/502P-2004地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者：胡世偉 單位：河南省國土資源開發(fā)投資管理中心