王新建，朱谷昌

(中色資源環(huán)境工程股份有限公司， 北京 101300)

0 引言

礦產資源是經濟發(fā)展的重要物質基礎，很多省份依靠煤礦、石油、鐵礦、石礦等等，經濟發(fā)展很快。但是過度的開發(fā)，給這些省份的礦山生態(tài)環(huán)境帶來很多負面影響，最明顯的是山區(qū)生態(tài)環(huán)境被破壞，山區(qū)環(huán)境千瘡百孔、滿目瘡痍，進而影響到地區(qū)或城市的聲譽，游客減少，經濟發(fā)展速度反而又緩慢了。自從生態(tài)文明被寫入《憲法修正案》，綠色礦山成為各個礦業(yè)實體追求的社會目標，但是綠色礦山首先必須進行礦山環(huán)境的治理和綠化。北京實行的“大氣十條”、“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”措施就說明了這一點。全國各地都在落實國家要求的“山水林田湖草”項目(吳和政和鄭薇，2008)，但是用到百米網格施工綠化的項目卻不多。

在北京市平谷區(qū)開展的廢棄礦山生態(tài)環(huán)境修復治理項目(2017年度)實施過程中，以金海湖鎮(zhèn)胡莊村砂石料場治理1區(qū)2區(qū)等4個治理區(qū)為試點，采用了百米網格放線施工技術治理了采石料場的各種邊坡和平地。其中，胡莊村砂石料場治理區(qū)位于泃河北岸，泃河大橋北側，分為東西兩塊，分別為胡莊村砂石料場治理1區(qū)和胡莊村砂石料場治理2區(qū)，縣道X108從中間穿過；洙水砂石料場治理2區(qū)位于泃河南岸，泃河大橋東側；黑水灣村砂石料場治理區(qū)南臨胡靠路(圖1)。該項目礦山植物種植面積合計為150342 m2，種植的植物有山桃、核桃、紫穗槐、金葉榆、櫻桃、佛見喜梨樹等，還有一些灌木。

圖1 平谷區(qū)廢棄礦山環(huán)境治理區(qū)交通位置圖(a)及范圍示意圖(b)①—胡莊治理1區(qū)；②—胡莊治理2區(qū)；③—洙水治理區(qū)

1 礦山環(huán)境綠化的概念

礦山環(huán)境的綠化與綠色礦山的概念二者是有區(qū)別的。

1.1 礦山環(huán)境的綠化

礦山環(huán)境綠化應用范圍較小，僅指各類礦山的地質環(huán)境被破壞后，如何來修復治理的問題，中心思想就是礦山環(huán)境的綠化工作，也可以簡稱“礦山復綠”。礦山復綠指通過采用工程措施、生物措施等技術手段，對因礦山開采引起的地質環(huán)境破壞問題進行綜合治理，使礦山地質環(huán)境恢復到穩(wěn)定狀態(tài)、生態(tài)環(huán)境得以恢復綠化的過程。國家要求，所有礦山企業(yè)必須實行邊生產、邊建設、邊復墾的礦山治理原則。

現階段，我國在治理中常采用的方法主要有礦區(qū)覆土綠化、邊坡?lián)鯄π钇戮G化、邊坡開鑿平臺綠化、邊坡鉆孔綠化、邊坡魚鱗坑蓄土綠化、邊坡掛網噴播綠化、生態(tài)袋綠化、生態(tài)草毯綠化、飄臺綠化、植生混凝土綠化等(曹波等，2008)。礦山環(huán)境綠化工作中主要包括植樹和植草，本文主要分析植樹這一內容。

1.2 綠色礦山

綠色礦山(劉玉強，2012)的應用范圍較大，是在新形勢下對礦產資源管理工作和礦業(yè)發(fā)展道路的全新思維。綠色礦山建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，在礦山設計、建設和生產的全過程中，采取先進的科技手段和實施嚴格的科學管理，實現礦產資源節(jié)約與合理開發(fā)利用、礦區(qū)及周邊社會經濟和諧發(fā)展和資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調的礦山，基本要求包括“五化”，即開采方式科學化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化、生產工藝環(huán)?；偷V山環(huán)境生態(tài)化。綠色礦山建設代表了一個地區(qū)礦產資源開發(fā)利用總體水平和持續(xù)發(fā)展?jié)摿?，它著力于科學、低耗和高效合理開發(fā)利用礦產資源，并盡量減少資源儲量的消耗，降低開采成本，實現資源效能的最佳化。從這里可以看出，礦山環(huán)境生態(tài)化(或稱礦山環(huán)境綠化)只是綠色礦山建設的一個方面。

2 百米網格放線施工概念和適用范圍

2.1 百米網格放線施工

建筑施工和土木施工均涉及到施工放線的問題(王永華，2014)，礦山環(huán)境綠化施工為了環(huán)境的優(yōu)雅美麗，必須更加重視施工放線問題。首先是控制網，再就是施工作業(yè)時的細部放線(建筑上也稱放大樣)。綠化施工放線有很多種方法(沈穎，2001)，主要有五步放線法和網格法。在礦山環(huán)境綠化中，我們引進了百米網格放線的方法，依據此法進行栽樹綠化施工，達到生態(tài)環(huán)境美學的觀感效果(吳志強，2011)。

所謂百米網格放線施工，只是一個大致的稱呼范圍，其實就是使用百米網繩放線施工。百米網繩見圖2。

首先需要用全站儀(鄧泗汀，2009)找到邊界點，然后在治理區(qū)域中間選一個基準點，選擇兩條垂直的軸線，將設計圖上的植物間距換算成繩上的標記尺寸，按繩上的尺寸標記來撒白灰點位。再然后就是挖穴、植樹、檢驗、支撐樹、澆水、養(yǎng)護等施工。當然，也可以用其他方法定位邊界點和中間的基準點。

圖2 百米繩

2.2 適用范圍

礦山環(huán)境中有多種情況，如礦山的邊坡、礦山的平臺、礦山的緩坡、采集料堆坡等。百米網格施工適用于礦區(qū)的平臺，如果礦山的緩坡平坦，坡度小于30°，也可以使用百米網格施工。一般來說平臺和緩坡的面積不能過大。對于面積較大的區(qū)域如何利用百米網格施工，需要進一步研究。

百米網格放線施工技術僅適用于植樹造林活動。

3 百米網格放線施工的過程

3.1 工藝流程

百米網格施工工藝流程一般是：施工準備→技術準備→現場測設邊界點→現場測設原點并找出垂直方向→拉百米繩→撒白灰點→然后下一個垂線方向拉百米繩、撒白灰點→挖穴→驗穴→植樹→支撐樹→澆水→養(yǎng)護。

干旱地區(qū)可以在挖穴之前先澆水，方便于開挖穴巢。

3.2 施工過程

百米網格施工技術的施工過程包括施工準備、技術準備、現場測設放線、挖穴、檢驗效果、植樹和支撐樹、澆水、養(yǎng)護等工作(趙剛和譚月明，2010)。這些施工過程，看似簡單，但稍不注意，就會失去美學的效果，所謂細節(jié)決定成敗。

3.2.1 施工準備

施工準備的內容是檢查治理礦區(qū)是否已經平整完成？檢查客土是否已經完成？覆土厚度是否符合設計要求？是否已經完成客土增肥施工？覆土表面是否已經平整？挖穴機械是否正常有效？

3.2.2 技術準備

技術準備包括兩項內容：一是綠化范圍邊界點的坐標收集，輸入到全站儀或其他測量儀器里面；二是在綠化治理區(qū)設置一個測設原點，繪制在圖上，求出坐標。

測設原點的內容主要以設計的施工圖為模版，依據其他有關的坐標值，畫出CAD的方格網圖(胡晉山等，2002)，在綠化治理區(qū)中心找一個點做測設原點，并求出坐標值，并將坐標值輸入到測量儀器中。然后設計兩條穿過該測設原點的兩條垂直的直線做軸線，沿著橫軸線向兩端計算現場需要的繩上距離，如50、47、44、41…和53、56、59、62……。當然對于治理面積較大的平臺，可以多設幾個測設原點，多配置幾套百米繩，如配置4套測繩，可以分區(qū)域同時進行測設放線，加快放線速度。

對于距離邊線較近的區(qū)域，可以采取小鋼卷尺計算并測設白灰點，這樣就把測設原點和方格繪制結合起來了。

設計圖紙及數據清單打印后可以發(fā)給測設人員，用于現場撒灰點綠化放樣(圖3)。

圖3 測點布設設計圖X—橫軸線；Y1Y2—縱軸線；O1O2—坐標原點；虛線—測繩分布線

3.2.3 現場測設放線

(1)百米網格施工首先就是放線、布點。目前主要使用全站儀或TRK定位出綠化范圍的邊界點和測設綠化范圍的原點，定位的邊界點要有明顯的標記，測設方格網圖上擬定的測設原點，同時設置明顯標志物，便于識別。

(2)沿綠化區(qū)測設原點的垂直方向，開始拉設X軸百米繩和Y軸百米繩，按照設計好的數據在現場Y軸上撒白灰點；注意每條測設繩的兩個端點應該保護好(郭宗河，2004)。

(3)循環(huán)進入下一個環(huán)節(jié)，直到把全區(qū)域的點全部布設完成。

(4)最后可以檢查每一條測線是否有個別點不在線上或偏移程度，予以糾正。撒白灰點的人員必須手持一份計算好的數據資料。

當然，按照技術準備所說，可以根據面積大小，多設幾個測設原點，多用幾套百米繩，按測設原點分開進行放線作業(yè)，但必須進行圖上設計和計算。

3.2.4 挖穴

挖穴需要按照放線時沿軸線撒的白灰點開挖。挖穴有兩種方法，一種純人工挖穴，另一種是機械挖穴。機械挖穴又分為旋挖機挖穴和挖掘機挖穴(或者叫鉤機挖穴)。旋挖機又分手提式挖穴機、拖拉機懸掛挖穴機和車載全液壓挖穴機，各種機械挖穴大小和深度的功能不一樣。

人工挖穴適用于機械無法到達的地方，包括平臺的邊緣和坡地等，必須采取人工挖穴；機械挖穴中的旋挖機(圖4)挖穴適用于平臺處或者坡度小于10°的緩坡，便于機械展開施工，同時不產生塵土飛揚；鉤機挖穴適用于平臺和緩坡，緩坡的坡度一般小于30°。目前使用旋挖機的較多。

一般來說挖出的土應該堆砌在樹穴周邊，便于作為樹的圍堰，利于澆水養(yǎng)護。

挖穴完成后，監(jiān)理工程師必須檢驗穴的深度和孔徑大小等。

圖4 旋挖機

3.2.5 檢驗效果

為了植樹造林的美觀，必須進行從施工放線到后期養(yǎng)護過程的效果檢驗。怎樣檢驗效果？一般來說就是看“豎”是否成列，“橫”是不是成行，斜向看，是否成邊？怎么看？依據是樹穴的邊緣線、中心線等。檢驗效果的檢查自始至終貫穿于施工過程，如澆水后，樹苗是否倒伏，都影響到綠化的美學效果(皮小松，2013)。當然，是否成“行”成“列”成“邊”，仍然有一定的誤差，一般來說，不應大于3 cm。

3.2.6 植樹和支撐樹

植樹樹苗一般來自于假植地。為什么每條百米繩都留兩端的點，做標記，其實就為了看是否順直。一般來說施工誤差不大，植樹不超過5 cm就滿足美觀要求。是否在一條直線上，關鍵就在植樹上。

支撐樹是為了保證植樹不倒伏，保證綠化的美感，其方式有很多種，如單桿支撐、三角斜支撐、成林支撐，可以采用樹木、竹竿或鋼管。

3.2.7 澆水

澆水是植物生長必需的工藝，但是剛植完樹就澆水，如果填土踩不實，很容易造成樹苗倒伏，這些在實際綠化施工中經常遇到。如三河市東部礦區(qū)三期五標項目，松柏樹栽上后，立即澆水，造成了很多樹苗倒伏，嚴重影響了綠化的美感。因此，在澆水后，必須進行一次樹苗的扶正和支撐加固措施。

3.2.8 養(yǎng)護

對于綠化工程的2～3年的養(yǎng)護期來說，一般對綠化的美學很不受重視，比如本來植樹時，樹苗是差不多一樣高的，但是到了養(yǎng)護期時，樹苗死了，更換了一棵矮的樹苗，把本來橫平豎直的美學環(huán)境塑造成了參差不齊，讓百米網格施工的美學效果大打折扣。

4 百米網格放線施工技術的美學效果

首先，在平谷區(qū)金海湖鎮(zhèn)進行的胡莊1區(qū)、胡莊2區(qū)、洙水2區(qū)的百米網格施工，綠化效果獲得了地方政府的交口稱贊。在驗收時，又獲得北京市驗收專家小組的稱贊，受到廣泛好評，在業(yè)主組織的微信群成為學習的榜樣，應該說百米網格放線施工技術的美學效果得到了充分體現，其實景見圖5。

圖5 金海湖鎮(zhèn)胡莊治理1區(qū)植樹

此后，將該技術應用到其他項目，同樣獲得其他兄弟單位和業(yè)主的稱贊。如在三河市東部礦區(qū)礦山地質環(huán)境治理三期五標項目種植的楊樹群、旱柳群、槐樹群，筆者參加經驗交流會，多次受到指揮長的表揚，證明治理區(qū)已經具備美學效果(圖6)。

圖6 三河東部礦區(qū)三期五標項目植樹

5 礦山環(huán)境中的美學應用前景

百米網格放線施工技術在礦山環(huán)境綠化中已經取得了很好的美學效果，其應用前景廣闊。如三河市東部礦區(qū)礦山地質環(huán)境治理四期四標、三河東部礦區(qū)的1號標權、三河東部礦區(qū)東區(qū)2標(圖7、圖8)、三河市東部礦區(qū)礦山地質環(huán)境治理示范工程五期工程，涵蓋了大批礦區(qū)治理工程。

圖7 廊坊市三河東部礦區(qū)2標段種植效果1

圖8 廊坊市三河東部礦區(qū)2標段種植效果2

三河市是個縣級市，距離北京市、天津市很近，奧運會的建設以及天津市的城市建設，該市的東部礦區(qū)提供了大量的石料支持，包括片石、塊石、碎石、石質砂等。大量的礦山開采行為，造成該市礦區(qū)生態(tài)環(huán)境急劇破壞、滿目瘡痍、空氣質量急劇惡化。為此國家和三河市付出了大量的心血，分別進行了七期的礦山生態(tài)環(huán)境治理任務。由于采用了百米網格施工技術，該市的美景陸續(xù)出現，日后定能建設成為一個美麗的地質花園，成為人們節(jié)假日郊游的勝地。

后來，該技術繼續(xù)應用到其他區(qū)域，如房山區(qū)大安山鄉(xiāng)西苑一隊煤礦治理區(qū)、赤峰市大黑山自然保護區(qū)管理處山體恢復綠化治理工程項目、山西省的很多礦區(qū)礦山環(huán)境項目。經過治理后的地區(qū)，完全可以結合當地的自然人文美景構成旅游勝地。

6 結束語

幸福生活不只在于豐衣足食，也在于碧水藍天。百米網格放線施工技術為礦山環(huán)境綠化帶來了美學效果，但是如何利用現代的遙感技術、無人機航測(趙衛(wèi)星等，2019)、RETK技術以及衛(wèi)星技術與百米網繩充分結合，進行更大范圍的環(huán)境治理，為欣賞大自然、共享大自然、提升環(huán)境品質(全利等，2021)等提供更高的美學效果享受，這一課題還需要進一步研究。

對于面積較大的礦山治理區(qū)域，應該采取怎樣的措施才能保證百米網格施工正常進行呢？是否可以增加百米繩？或者直接采用GPS接收儀或者北斗接收儀定點？以上問題均需要進一步研究探討，但是可以預見的是，這些措施的資源投入的成本較高。