王宇飛 李定華 鄭 翔

（1.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院資源環(huán)境與珠寶學(xué)院；2.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院立達(dá)科技開(kāi)發(fā)總公司）

石城縣琴江鎮(zhèn)下茶坑采石場(chǎng)屬于露天開(kāi)采，礦區(qū)及周邊地質(zhì)環(huán)境遭到了一定程度的破壞。礦山緊鄰贛州市石城縣旅游集散地，對(duì)旅游集散地的整體景觀產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，長(zhǎng)此以往，會(huì)給石城縣旅游產(chǎn)業(yè)帶來(lái)?yè)p失。

采石場(chǎng)位于石城縣城南部，直線(xiàn)距離約4km，屬石城縣琴江鎮(zhèn)花園村管轄。緊鄰項(xiàng)目區(qū)東部有水泥公路通往縣城，交通便利。礦區(qū)由4個(gè)坐標(biāo)拐點(diǎn)組成，面積為0.975 km2，開(kāi)采深度為263～322 m，開(kāi)采時(shí)年生產(chǎn)規(guī)模約為40 000 m3。

1 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境

礦區(qū)屬侵蝕低丘地貌，地勢(shì)總體呈中部高東西兩側(cè)低，地形坡度一般在25°～35°，山頂標(biāo)高為224～363.2 m，相對(duì)高差119.2 m，山脈整體走向呈北—北北東向。植被覆蓋率約90%，以灌木、松樹(shù)為主。

礦區(qū)地層發(fā)育前震旦系（Z）青灰色、灰色、黃褐色變余長(zhǎng)石石英砂巖和板巖，中厚層—厚層狀，產(chǎn)狀為246°∠27°；巖石硬度較大，強(qiáng)風(fēng)化層厚度為1～3 m，節(jié)理裂隙發(fā)育，半風(fēng)化層結(jié)構(gòu)致密，節(jié)理裂隙不發(fā)育。第四系（Q4）主要發(fā)育腐殖土層、粘土砂質(zhì)層，巖性為粘土、砂質(zhì)粘土，均由殘坡積層形成；厚度一般為0.5～2 m。礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)明顯的斷裂構(gòu)造出露，僅在巖石中發(fā)現(xiàn)裂隙構(gòu)造和層間裂隙構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)僅山溝小溪常年流水，周邊水系呈樹(shù)枝狀展布，礦區(qū)以東0.5 km處有1條河流，流向自北向南，河寬為36～92 m，地表水受大氣降水和山上潛水補(bǔ)給。含水層主要為第四系沖洪積、殘坡積物孔隙潛水含水層，含水層厚度小，約為1.5 m，富水性較弱。變質(zhì)巖石材礦體結(jié)構(gòu)致密，且節(jié)理、裂隙不發(fā)育，又處于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，為弱含水層［1-2］。

2 礦山主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，礦山主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題包括2個(gè)方面：一是土地資源和植被破壞問(wèn)題，二是邊坡失穩(wěn)所造成的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。

2.1 土地資源及植被破壞問(wèn)題

該礦山開(kāi)采對(duì)土地資源和植被造成的破壞主要區(qū)域包括工業(yè)場(chǎng)地、露天采場(chǎng)和礦山道路等［3］。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，礦區(qū)挖損土地、植被投影面積達(dá)2 432 m2，其中采場(chǎng)平臺(tái)1 359 m2，采場(chǎng)邊坡投影面積1 073 m2；此外間接影響面積達(dá)7 732 m2。同時(shí)形成大片裸巖陡坡，裸巖坡高達(dá)數(shù)十米。礦山以東約1 km處即為石城縣旅游集散中心，在集散中心可清楚看到大面積裸巖陡坡，極大影響了旅游集散中心的整體景觀。

2.2 采場(chǎng)邊坡地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題

該廢棄礦山共形成3條采場(chǎng)邊坡（圖1），已發(fā)生多次小規(guī)模的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。為防止更大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害，需對(duì)3處邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，各邊坡相關(guān)情況如下。

（1）1#邊坡坡向?yàn)?92°，坡度為68°，坡高為25 m，坡長(zhǎng)為80 m；殘坡積層厚1～1.5 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚3.0～5.0 m。

（2）2#邊坡坡向?yàn)?9°，坡度為72°，坡高為16 m，坡長(zhǎng)為35 m；殘坡積層厚1～1.5 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚1.0～2.5 m。

（3）3#邊坡坡向?yàn)?8°，坡度為61°，坡高為10 m，坡長(zhǎng)為40 m；殘坡積層厚0.8～1.2 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚1.0～1.5 m。

綜合各邊坡的幾何要素、裂隙水深、抗剪強(qiáng)度對(duì)安全系數(shù)的影響，將極限平衡狀態(tài)整理為無(wú)量綱形式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的邊坡幾何要素和邊坡尺寸，結(jié)合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的巖土體參數(shù)，計(jì)算各邊坡的穩(wěn)定性，見(jiàn)表1。

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根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZT 0219—2006），當(dāng)Fs=1.00～1.05時(shí)，滑坡處于整體暫時(shí)穩(wěn)定—變形狀態(tài)；當(dāng)Fs=0.95～1.00時(shí)，滑坡處于整體變形—滑動(dòng)狀態(tài)。

跟據(jù)計(jì)算結(jié)果，1#邊坡和2#邊坡處于整體暫時(shí)穩(wěn)定—變形狀態(tài)，在特定外部條件下有發(fā)生小規(guī)模崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的可能；3#邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理方案

針對(duì)該礦山地質(zhì)環(huán)境與存在的主要問(wèn)題，因地制宜，緊密結(jié)合當(dāng)?shù)匾?guī)劃，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行治理，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)地貌與旅游集散地景觀統(tǒng)一和諧；并消除礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全［4-5］。方案總治理面積為0.11 km2，總體方案措施為削坡+截排水+綠化+監(jiān)測(cè)。

3.1 邊坡防治方案設(shè)計(jì)

3.1.1 削坡工程

采用挖掘機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械施工的方式對(duì)項(xiàng)目區(qū)采場(chǎng)邊坡進(jìn)行整治。土石方工程實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)標(biāo)高和坡度，盡量避免對(duì)周邊原始地貌、植被的影響和破壞［6］。

根據(jù)邊坡極限平衡法的穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算得出1#邊坡削坡至坡面角為55°時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)可達(dá)到1.23，2#邊坡削坡至坡面角為60°時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)可達(dá)到1.23。

所以設(shè)計(jì)1#、2#邊坡分別削坡至55°和60°，3號(hào)邊坡僅進(jìn)行排水、綠化處理。各削坡工程見(jiàn)圖2～圖4。各邊坡坡頂建截水溝，坡腳建排水溝，坡面選擇椰式草毯綠化。

削方工程量主要利用MAPJIS軟件計(jì)算各剖面削方面積，再乘以各邊坡寬度得出。經(jīng)計(jì)算，共需開(kāi)挖土石方量為9 524.8 m3。各地塊挖、填方工程量詳見(jiàn)表2。

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3.1.2 截排水工程

3.1.2 .1 排水溝設(shè)計(jì)

因采場(chǎng)剝離區(qū)水土流失較少，再綜合考慮土地平整后的實(shí)際情況，整體規(guī)劃治理區(qū)排水系統(tǒng)，做到水流通暢、分流合理。同時(shí)考慮工業(yè)用地以后的排水量較大，適當(dāng)將水溝的過(guò)水?dāng)嗝娣糯?，以避免短期?nèi)重復(fù)建設(shè)［7］。根據(jù)沖溝匯流面積和當(dāng)?shù)厮馁Y料來(lái)估算排水流量，確定排水系統(tǒng)規(guī)模，從而確定截排水溝的設(shè)計(jì)參數(shù)。水溝的過(guò)流能力和相關(guān)計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表3。

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截排水溝布置遵循橫截、縱排的原則，一般沿各斜坡坡頂布置橫向截水溝，不同高程水平的多級(jí)平臺(tái)邊緣布置縱向聯(lián)絡(luò)排水溝，治理區(qū)內(nèi)地表徑流通過(guò)縱橫交叉的截排水網(wǎng)絡(luò)最終排向地勢(shì)低洼處的管網(wǎng)或自然溝谷；排水溝主要設(shè)置在坡腳和道路內(nèi)側(cè)。

截排水溝采用C20混凝土澆灌，砌筑前先用人工打夯機(jī)夯實(shí)基底，夯實(shí)系數(shù)不小于0.95；水溝溝底設(shè)5 cm厚的C15混凝土墊層。截排水溝為矩形斷面，寬為0.6 m，深度為0.75 m，壁厚0.15 m。方案中截排水溝的總長(zhǎng)度達(dá)367 m。

3.1.2 .2 截排水溝施工流程

排水工程施工應(yīng)與設(shè)計(jì)要求符合，排水溝斷面形式為矩形結(jié)構(gòu)，施工程序?yàn)闇y(cè)量放樣→溝槽開(kāi)挖→石塊、水泥、砂、水等備料→石料灑水濕潤(rùn)→拌制砂漿→模板支護(hù)→混凝土澆灌→養(yǎng)護(hù)→拆?！鷾蟼?cè)回填［8］。

具體施工方法：首先根據(jù)圖紙測(cè)量放線(xiàn)方法確定排水溝位置，然后人工開(kāi)挖溝槽，開(kāi)挖完成后進(jìn)行必要的修整、夯實(shí)，再進(jìn)行支模、混凝土澆灌，澆灌時(shí)先澆溝底，再澆側(cè)墻。截排水溝工程量見(jiàn)表4。

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3.1.3 復(fù)綠工程

3.1.3 .1 松樹(shù)種植

在礦區(qū)采場(chǎng)平臺(tái)種植松樹(shù)并人工灑播草籽。松樹(shù)種植區(qū)域面積為1346.6 m2，設(shè)計(jì)種植密度為2.0 m×2.0 m（株距×行距）。松樹(shù)種植主要工序?yàn)檎亍谘ā笛ɑ靥睢⑹┯袡C(jī)肥→定植（補(bǔ)植）→撫育管理［9］。技術(shù)要點(diǎn)：①在土地平整階段完成整地，同時(shí)需要完成截排水系統(tǒng)；②以2 m×2 m的間距挖魚(yú)鱗坑（打穴），種植穴長(zhǎng)0.7 m，寬0.7 m，深0.7 m；③挖穴后每穴施有機(jī)肥4 kg，利用削方區(qū)表層土作為種植穴回填土，先回填下層土后放入肥料，使肥料與土充分拌勻，依次回填中、上層土，回填成饅頭形，高出地面10～15 cm；④裸根苗定植時(shí)要沾黃泥漿，塑料容器苗要拆袋，宜選擇陰天或雨天后，做到苗木根系自然舒展，栽植深度高出嫁接口1～2 cm為宜，發(fā)現(xiàn)因苗木質(zhì)量問(wèn)題未能成活時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)種；⑤造林當(dāng)年5—6月進(jìn)行松土培蔸，9—10月份除草1次；第2年開(kāi)始每年除草2次，松土淺墾1次；⑥造林后應(yīng)安排專(zhuān)人專(zhuān)管，防止人畜危害，時(shí)間為2 a，包括草區(qū)養(yǎng)護(hù)；⑦做好追肥工作，第一年鈣鎂磷1.84 kg/hm2、有機(jī)肥16.75 kg/hm2，第2年復(fù)合肥0.67 kg/hm2、鈣磷鎂0.37 kg/hm2、尿素0.23 kg/hm2、有機(jī)肥15.48 kg/hm2；⑧病蟲(chóng)害防治方法為以防為主，藥餌誘殺。

礦區(qū)松樹(shù)種植總量為337株（幼苗，苗高40～60 mm，胸徑4～6 mm），工程量詳見(jiàn)表5。

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3.1.3 .2 灑播草籽

在松樹(shù)未長(zhǎng)成時(shí)，為了對(duì)該地塊的環(huán)境快速恢復(fù)，進(jìn)行灑播草籽。草籽選擇混合型草籽，以礦區(qū)自然成長(zhǎng)較好的蘆積、馬尾巴草、茅草和當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的青草籽混合噴播。灑播草籽20 g/m2，撒播面積1 346 m2，先進(jìn)行機(jī)械耙平后，再翻耕土壤，翻耕深度不低于0.3 m，對(duì)松樹(shù)株間隙灑播草籽。灑前用少量泥沙和磷肥拌種，每公斤草籽摻和肥料2 kg，撒播后覆細(xì)土2 cm，雨季播種。工程量詳見(jiàn)表6。

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3.1.3 .3 椰式草毯綠化

采場(chǎng)邊坡削方區(qū)域都用椰式草毯綠化坡面?？紤]到土的綜合利用，椰式草毯覆土全部采用坡面削方工程的表面土，不采用外購(gòu)?fù)?，工藝如下?/p>

（1）邊坡處理。人工清理邊坡，削除雜物，覆10 cm厚土于整平的坡面上，灑水濕潤(rùn)。

（2）鋪設(shè)椰式草毯。將草毯沿坡面由上至下鋪于坡面上，網(wǎng)與坡面之間保持平順結(jié)合。

（3）噴播。將草籽（按每平方米30 g左右）和促使其生長(zhǎng)的附著劑、木纖維、肥料、生長(zhǎng)素、保濕劑及水按一定比例混合攪拌，形成均勻混合液，通過(guò)液壓噴播機(jī)均勻噴灑于坡面上。

（4）養(yǎng)護(hù)管理。噴草施工完成之后，必需定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，直到草坪成坪。待草坪長(zhǎng)至5 cm左右時(shí)，即可揭開(kāi)無(wú)紡布。

主要工程量見(jiàn)表7。

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3.1.3 .4 植物種植

（1）種子、苗木質(zhì)量要求。種子質(zhì)量必須符合種子的活力要求，以供貨商供應(yīng)標(biāo)鑒為準(zhǔn)對(duì)其鑒定。其它苗木應(yīng)該參照當(dāng)?shù)丶坝嘘P(guān)綠化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）種植時(shí)間。必須在當(dāng)?shù)貧夂驐l件下選擇適宜的時(shí)間種植，施工前應(yīng)得到業(yè)主和設(shè)計(jì)師的確定。

（3）保養(yǎng)成活期為1個(gè)月，日常管養(yǎng)日期為3個(gè)月。根據(jù)長(zhǎng)勢(shì)情況及時(shí)補(bǔ)種和施肥，草坪密度不低于90%，灌木生長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病蟲(chóng)害。

3.2 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工程

礦山進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)保證礦山地質(zhì)環(huán)境管理、治理工程正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過(guò)定期進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以便讓相關(guān)部門(mén)盡早地解決問(wèn)題，從而有利于監(jiān)督各項(xiàng)環(huán)保措施的落實(shí)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果適時(shí)調(diào)整環(huán)境保護(hù)計(jì)劃。

礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)包括地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地質(zhì)地貌景觀、土地復(fù)墾與植物綠化效果的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)工作由主管部門(mén)負(fù)責(zé)并組織實(shí)施，成立專(zhuān)職機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)本方案實(shí)施的組織管理和行政管理，并接受當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源管理部門(mén)的監(jiān)督［10］。

3.2.1 斜坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)

對(duì)1#、2#、3#邊坡的監(jiān)測(cè)應(yīng)采取全面巡查和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的原則進(jìn)行。在工程實(shí)施過(guò)程中和實(shí)施后均進(jìn)行檢測(cè)，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容和工作如下。

（1）相對(duì)位移監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)斜坡重點(diǎn)變形部位，如裂縫、崩滑面（帶）等兩側(cè)點(diǎn)與點(diǎn)之間的相對(duì)位移量，測(cè)量出變形量及變形速率。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)?？稍谄马斕幵O(shè)置騎縫式簡(jiǎn)易觀測(cè)標(biāo)志，如打入木樁或釘釘拉繩、畫(huà)線(xiàn)或水泥砂漿貼片等觀測(cè)坡體滑移變化情況。

（4）監(jiān)測(cè)頻率。每15 d1次，若監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)邊坡較穩(wěn)定，可每月1次；在汛期、雨季、防治措施施工期宜每天1次，合計(jì)約300次。

3.2.2 地形地貌景觀、土地復(fù)墾與植物綠化效果監(jiān)測(cè)

（1）監(jiān)測(cè)內(nèi)容。監(jiān)測(cè)植被非自然死亡、退化的情況。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)。各斜坡坡腳布置1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，采場(chǎng)平臺(tái)植樹(shù)種草區(qū)布置2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，預(yù)計(jì)5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

（3）監(jiān)測(cè)方法。定期巡查，對(duì)破壞范圍內(nèi)的植被破壞情況、土壤破壞情況、植被綠化的效果等進(jìn)行調(diào)查。

（4）監(jiān)測(cè)頻率。每月觀測(cè)1次。連續(xù)監(jiān)測(cè)3 a，共180次。

3.2.3 監(jiān)測(cè)工作量

監(jiān)測(cè)工作量見(jiàn)表8。

4 結(jié)論

露天開(kāi)采礦山主要的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題為采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題和植被破壞問(wèn)題。采場(chǎng)邊坡主要為巖質(zhì)邊坡，裂隙較發(fā)育。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，1#邊坡和2#邊坡處于整體暫時(shí)穩(wěn)定—變形狀態(tài)，在特定外部條件下有發(fā)生小規(guī)模崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的可能；3#邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。該礦山開(kāi)采對(duì)土地資源和地貌景觀造成的破壞主要有工業(yè)場(chǎng)地、露采場(chǎng)和礦山道路等地面建設(shè)區(qū)對(duì)地形地貌造成的挖損及壓占土地資源。

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針對(duì)露天開(kāi)采礦山的主要地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，礦山環(huán)境恢復(fù)治理措施主要為采場(chǎng)邊坡削坡、采場(chǎng)截排水工程、采場(chǎng)邊坡草毯綠化、采場(chǎng)平臺(tái)直接覆土綠化、邊坡治理及綠化工程監(jiān)測(cè)。露天開(kāi)采礦山土層覆蓋極薄，建議對(duì)綠化工程進(jìn)行至少為期2 a的監(jiān)測(cè)和養(yǎng)護(hù)，以保證生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工程能夠達(dá)到預(yù)期效果。