蔣睿卿,陳真,王永新
(富蘊(yùn)蒙庫(kù)鐵礦有限責(zé)任公司)
在礦石開(kāi)采過(guò)程中隨著露天礦山向深部開(kāi)采,露天邊坡因應(yīng)力變化,受水、爆破震動(dòng)以及巖石分化等因素的影響,造成邊坡失穩(wěn),極易發(fā)生邊坡滑塌,從而給露天開(kāi)采造成極大的安全隱患,因此需要及時(shí)采取措施對(duì)露天邊坡進(jìn)行支護(hù)。目前,露天邊坡支護(hù)主要采取混凝土澆注、打錨桿掛網(wǎng)、噴漿等單一方法或聯(lián)合支護(hù)方法。但在西北地區(qū)一些礦山地處偏遠(yuǎn),交通不便,氣候干旱、少雨,邊坡治理難度大且成本高。文章介紹了在傳統(tǒng)支護(hù)的方式上,通過(guò)探討分析,對(duì)邊坡生態(tài)治理的邊坡支護(hù)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),以期達(dá)到邊坡支護(hù)的目的,又可以改善邊坡生態(tài)環(huán)境。
目前,國(guó)內(nèi)露天邊坡支護(hù)主要利用錨桿、噴漿、錨網(wǎng)和錨索等方法進(jìn)行支護(hù),具體支護(hù)方法根據(jù)巖工程地質(zhì)特征及巖體質(zhì)量等級(jí)而確定?,F(xiàn)場(chǎng)人工搭設(shè)腳手架,自下而上進(jìn)行支護(hù),因多處治理區(qū)域處于高邊坡,治理過(guò)程對(duì)安全防護(hù)要求較高,施工難度較大。支護(hù)材料采用的均是長(zhǎng)錨桿、長(zhǎng)錨索,材料需要量較大,對(duì)遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的礦山而言,因交通不便,材料運(yùn)輸費(fèi)高,整個(gè)工程的施工成本升高。露天礦山在邊坡治理過(guò)程中,重點(diǎn)是對(duì)安全隱患治理,較少考慮邊坡生態(tài)環(huán)境恢復(fù),目前傳統(tǒng)的支護(hù)方法在國(guó)內(nèi)得到普遍應(yīng)用,且技術(shù)已經(jīng)很成熟。近年來(lái),國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高,在采礦的同時(shí),還要求注意周邊環(huán)境的保護(hù),以及對(duì)環(huán)境的治理。因此對(duì)傳統(tǒng)的邊坡治理方法提出了改進(jìn),嘗試進(jìn)行生態(tài)治理。
為了達(dá)到保證邊坡穩(wěn)定性及解決邊坡綠化、保水功能的目的,探索了一種格網(wǎng)結(jié)構(gòu)與生態(tài)植被毯聯(lián)合施工的方法,通過(guò)實(shí)施來(lái)解決干旱地區(qū)露天礦高陸邊坡綠化結(jié)構(gòu)。
采用的技術(shù)方案:露天礦邊坡生態(tài)保護(hù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu),包括高陡邊坡和生態(tài)植被地毯,生態(tài)植被地毯鋪設(shè)在邊坡坡面上。地毯成分主要包括植物枯桿、保水劑、改良土壤、草種子混合攪拌而成,并采用自上而下錨釘固定在邊坡上,每層錨網(wǎng)連接處設(shè)垂直坡面格擋,格擋支撐生態(tài)植被地毯。
所述擋板為鋼筋混凝土和錨桿組合而成并固定在坡面,按照坡面每4m設(shè)置一層格擋,格擋寬度為200mm,高度為250mm。
生態(tài)植被地毯所用植物枯桿為礦區(qū)周邊富含植物纖維的各種草木粉碎而成;改良土主要為第四紀(jì)松軟黃土、牛羊糞便及采購(gòu)長(zhǎng)效氮肥。草種主要種植抗旱、改良鹽堿的草木犀、灌木種子、草木種子混合性,保證植被存活率。
坡面上縱向設(shè)置間距為4×4m的泄水孔,反方向插入邊坡里,泄水孔孔深大于6m,傾角為15°,露出坡面100mm。坡頂設(shè)置間距200mm順坡面水渠,坡面鋪設(shè)空隙100×100(mm)帶柔性鋼絲網(wǎng)格,水源主要來(lái)自天然雨水或管道送水。這樣既保證地毯有賦存水,也保證由于大雨或大水沖毀植被。
(1)施工前要將坡面上浮石清理干凈,對(duì)不平整的地方采用小風(fēng)鉆處理,平整度達(dá)到90%。平整度低于90%對(duì)生態(tài)植被地毯鋪設(shè)造成影響。
(2)打錨桿。在選擇錨桿一定要注意:根據(jù)邊坡穩(wěn)定性、邊坡高度、透水性和使用年限確定錨桿長(zhǎng)度、直徑及柔韌度。主要作用是固坡及方便掛網(wǎng)。如富蘊(yùn)蒙庫(kù)鐵礦屬于陡幫開(kāi)采,需要掛格構(gòu)橫梁。
(3)Φ8mm鐵絲網(wǎng)空隙 100×100(mm)。在坡頂修排水溝,網(wǎng)片必須壓在排水溝地下面;掛網(wǎng)坡頂要超出坡面至少1m,兩網(wǎng)片之間重疊10~20mm用鐵絲固定。
(4)格擋擋板施工,材料采用鋼筋混凝土,混凝土標(biāo)號(hào)C35。寬度200mm,高度250mm。
(5)噴射基材混合物。采用濕噴法,將基材混合物噴到坡面。噴射盡可能從正面進(jìn)行,按橫向每層橫梁從下而上進(jìn)行施工,避免仰噴,凸凹部要注意不能漏噴,不留死角。最后將(生態(tài)植被地毯)種植土,紙漿或者木纖維,保水劑,粘合劑,草種攪拌均勻,噴灑到坡面上,厚度大概在250-300mm。
(6)養(yǎng)護(hù)管理。主要工作是噴、灌水,保持土壤濕潤(rùn),保證草籽發(fā)芽和存活。
如圖1所示。
圖1 邊坡支護(hù)示意圖
通過(guò)在生態(tài)植被地毯增設(shè)混凝土(充填防腐劑)擋板,有效克服了陡峭邊坡噴播基材易流失、厚度難以保證的缺陷,同時(shí)提高了整個(gè)綠化結(jié)構(gòu)的保水性、穩(wěn)定性、植被生長(zhǎng)性。通過(guò)保水層中植物纖維的天然吸水性及韌性,增強(qiáng)邊坡蓄水能力,為植被生長(zhǎng)提供水分。使用充填混合基質(zhì)和錨網(wǎng)防治,避免植被生長(zhǎng)過(guò)程中被雨水沖刷摧毀,提高了植被的成活率。從而達(dá)到了高陡邊坡生態(tài)綠化的目的。
隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保重視程度提升,露天礦邊坡生態(tài)治理中改進(jìn)的邊坡支護(hù)方式有必要在礦山推廣應(yīng)用。此支護(hù)方法可以應(yīng)用到西北地區(qū)山坡治理及城鎮(zhèn)周邊陡坡綠化工程中,特別是針對(duì)露天礦高陡邊坡穩(wěn)定及生態(tài)保護(hù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
露天礦邊坡生態(tài)保護(hù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)有效克服了陡峭邊坡噴播基材易流失、厚度難以保證的缺陷,同時(shí)可以提高整個(gè)綠化結(jié)構(gòu)的保水性、穩(wěn)定性、植被生長(zhǎng)性,避免植被生長(zhǎng)過(guò)程中被雨水沖刷摧毀,提高植被的成活率,起到了綠化高陡邊坡生態(tài)的作用。