史曉菲 于川洋 邢巍巍 嚴(yán)良政

（大連市生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 大連 116023）

1 引言

礦山開采特別是以建筑石料為主的露天礦山，在為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)提供必需材料的同時，對生態(tài)環(huán)境也會造成一定影響［1］。雨季大量的集中降水會使得礦坑中的固體廢棄物及伴生污水中的有毒有害物質(zhì)經(jīng)過沖刷、淋溶流入地下水循環(huán)體系，對地下水系造成環(huán)境影響，難以根除。原礦山開發(fā)經(jīng)過爆破和在底層開挖礦石，導(dǎo)致礦坑邊坡變得陡峭、凹凸不平，而暴露出來的邊坡又主要由不規(guī)則巖石等構(gòu)成，使得植被很難正常生長和進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，必須采用人為的手段對其進(jìn)行改良，并創(chuàng)造出植被成長所必需的環(huán)境，這項(xiàng)工程需要大宗的土石方進(jìn)行回填，才可能將坡面、地面平整后進(jìn)行復(fù)墾，從而達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目的。同時，大量的開采廢渣和尾礦被露天堆放，既占用了土地資源，又造成了礦區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境與景觀環(huán)境的破壞。2019 年12 月，自然資源部印發(fā)的《關(guān)于探索利用市場化方式推進(jìn)礦山生態(tài)修復(fù)的意見》中明確提出，部分露天開采后的礦山，在原址周邊遺留了廢棄的土石料，而實(shí)施必要修復(fù)工程的同時也會產(chǎn)生新的土石料，由地方政府組織對這些廢棄土石料進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮侠砝茫粌H可以滿足開展礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的需求，還可以提高收益，增加對生態(tài)修復(fù)的投入，實(shí)現(xiàn)收益反哺修復(fù)的目的。隨著全國范圍礦山修復(fù)工程的逐漸開展，采礦廢料、鋸泥等一般工業(yè)固廢回用于礦坑修復(fù)也造成多種生態(tài)環(huán)境影響，尤其是恢復(fù)為農(nóng)業(yè)和林業(yè)用地后的污染效應(yīng)，如不加以重視，將長期存在且難以清除。所以，必須根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，因地制宜制定完善的修復(fù)回填方案，并強(qiáng)化施工期及運(yùn)營期、封場期的環(huán)境治理措施，通過行之有效的方法，避免因修復(fù)工程帶來二次生態(tài)環(huán)境的破壞。

2 設(shè)計方案

2.1 施工期

開采廢料回用于礦山填埋工程，在施工階段其主要建設(shè)內(nèi)容有：場地基礎(chǔ)及側(cè)壁處理、場地平整、防滲施工、滲濾液匯集系統(tǒng)、地下水導(dǎo)排系統(tǒng)、雨水導(dǎo)排系統(tǒng)等。

2.1.1 礦山基底及側(cè)壁處理

在礦坑的修復(fù)與治理工程中，礦坑基坑的穩(wěn)定性是其正確處理的基礎(chǔ)［2］。對礦坑基礎(chǔ)必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼郊澳雺?，以達(dá)到防滲和穩(wěn)固的需求。為了防止落巖的發(fā)生，必須對原礦山邊坡不穩(wěn)固的懸?guī)r進(jìn)行預(yù)剝離處理。若有部分突出的巖體，則需預(yù)先進(jìn)行爆破去除，并用水泥漿固定使巖面平整。對于巖體破碎嚴(yán)重的斜坡，為增加側(cè)壁穩(wěn)定性，可采取噴漿等措施。

2.1.2 場地防滲結(jié)構(gòu)

為防止對地下水的污染，不具備自然防滲條件的場地必須進(jìn)行人工防滲處理［3］。場地防滲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層應(yīng)位于平坦的場地及地下水導(dǎo)排層之上，自下而上依次為基礎(chǔ)防滲層、膜上保護(hù)層、滲濾液導(dǎo)排層。底部的基礎(chǔ)防滲主要由黏土與HDPE 土工膜構(gòu)成；膜上保護(hù)層采用長絲土工織物敷設(shè)；滲濾液導(dǎo)排層包括橫向?qū)Я鲗?、主盲溝、副盲溝和土工織物過濾層，導(dǎo)流層一般由碎石組成，粒徑的排列為上細(xì)下粗。

2.1.3 邊坡防滲結(jié)構(gòu)

邊坡四面防滲體系自下而上依次為防滲基礎(chǔ)層、膜下防滲層、HDPE 防滲膜、膜上防滲層。按照圍堤、隔堤的施工方法，根據(jù)礦坑具體情況對其進(jìn)行安全性整坡后，使用一定厚度的黏土制作膜下防滲保護(hù)層，上方鋪HDPE 光面膜與場地的HDPE 膜相互連接，膜上鋪土工織物，并在上方鋪一層沙包，防止鋒利物體將其刺穿。

2.1.4 地下水導(dǎo)排系統(tǒng)

在周邊地下水流較為發(fā)育的區(qū)域，礦坑底部可能會有潛在的地下水層分布，因此，應(yīng)適當(dāng)修建地下水導(dǎo)排井，一旦有地下水涌出，可以將其迅速導(dǎo)入排水井進(jìn)行安全導(dǎo)流。地下水導(dǎo)排系統(tǒng)通常位于場地防滲系統(tǒng)的下方，包括主盲溝、支盲溝和地下水導(dǎo)流層，主盲溝沿著山谷縱向進(jìn)行布置，沿主盲溝方向間隔20～40 m 設(shè)置支盲溝，溝中上鋪碎石層，將地下涌水通過導(dǎo)排管匯集，然后通過管道回用或排入最近地表水系。

2.1.5 雨水導(dǎo)排系統(tǒng)

為了阻止雨水直接流入場地中，減少滲濾液產(chǎn)生量，避免滑坡，在礦坑周邊應(yīng)建立降雨導(dǎo)排設(shè)施，把雨水引至礦坑周邊天然沖溝或公路雨水渠內(nèi)，讓其依地勢進(jìn)行自然排放。導(dǎo)排溝還可以沿礦坑填埋區(qū)域外緣進(jìn)行布設(shè)，阻止外界的雨水流入礦坑內(nèi)。礦坑區(qū)域的降水通過滲濾液回收體系收集并貯存在地下滲濾液回收池中。

2.2 運(yùn)營期

在廢料等填埋物料進(jìn)入現(xiàn)場之后，首先要對其進(jìn)行抽查和過磅、登記，之后再通過填埋場的入場道路到達(dá)對應(yīng)的區(qū)域填埋工作面，在進(jìn)行傾倒后，再由鏟車、推土機(jī)、壓實(shí)機(jī)進(jìn)行攤鋪、碾壓，在每一分區(qū)內(nèi)執(zhí)行分層往返、整體推進(jìn)、逐漸抬高的單位操作方案，直至完成封場。

2.2.1 填埋工藝

廢料經(jīng)運(yùn)輸車輛到達(dá)填埋場后，需要通過設(shè)置在填埋場入口的地秤進(jìn)行稱重和測量，之后，按照規(guī)定的速度和路線將其運(yùn)至填埋作業(yè)面，采用分層攤鋪、逐層碾壓、逐層覆土的填埋操作方法。在填埋區(qū)進(jìn)行卸料時，產(chǎn)生的粉塵應(yīng)配合噴水加濕或設(shè)置局部圍擋攔截，防止擴(kuò)散。廢料卸載后，即刻在工作面上將其推向外緣的斜坡，并向縱深方向推進(jìn)、逐漸攤鋪，直至形成新的工作面。為了減少揚(yáng)塵產(chǎn)生，在已填埋作業(yè)區(qū)域要全面覆蓋抑塵網(wǎng)，作業(yè)時將抑塵網(wǎng)掀開，每天填埋工作完成后立即恢復(fù)遮蓋。在進(jìn)行初始填埋時，要加強(qiáng)對防滲體系和滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)的管理與保護(hù)。長時間無作業(yè)的填埋區(qū)域，可以使用黏土層結(jié)合抑塵網(wǎng)的方式進(jìn)行臨時遮蔽。

2.2.2 封場工藝

封場后，嚴(yán)實(shí)的密封系統(tǒng)可以阻止雨水等流入填埋場，達(dá)到雨污分流的目的，以減少填埋場停用后的二次污染。

可以布設(shè)人造材料覆蓋結(jié)構(gòu)，由下至上的覆蓋層包括保護(hù)層（土工布）、主要覆蓋層（HDPE 糙面膜）、排水層（土工排水層）、上蓋層（土工布）、覆蓋層（植被層）。在填埋場封閉后，為了滿足植被恢復(fù)要求，覆以相應(yīng)厚度的表土。

封場后，填埋庫區(qū)地表水也需要進(jìn)行相應(yīng)的收集，收集明渠的建設(shè)隨著堆體的封場而完成。按50年一遇洪水重現(xiàn)期設(shè)計，復(fù)墾工作根據(jù)區(qū)域土地類型及地質(zhì)條件酌情開展，以“因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理、科學(xué)有效”的原則進(jìn)行生態(tài)修復(fù)［4］。

3 需要重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)境問題

礦坑回填施工將產(chǎn)生揚(yáng)塵、噪聲、滲濾液等污染，如果不進(jìn)行科學(xué)管理，有害元素會隨著滲濾液或地下涌水滲入地下水及地表水體中，從而對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成長期的危害。在實(shí)際應(yīng)用中，如果未采用恰當(dāng)?shù)囊鞣绞?，將會因場地水位上升引起更?qiáng)的淋溶作用，從而導(dǎo)致水中污染物含量增加；在此過程中，由于地下水的集聚，不透水層產(chǎn)生頂托作用，可能會造成防滲層的破壞；隨著靜態(tài)壓力的增大，在填埋過程中滲漏和污染問題將日益突出。

3.1 滲濾液的收集和處置

滲濾液是堆體中的含水量超過其自身蓄水能力時產(chǎn)生的。其產(chǎn)生量受多種因素影響，主要包括作業(yè)方式、匯流面積、雨量、物料性質(zhì)、覆蓋層性質(zhì)等。滲濾液主要來源于3 個方面：填埋物本身水分、廢料中有機(jī)物降解后產(chǎn)生的水分以及大氣降水或地下涌水。將滲濾液收集井均勻排列在坑底，并在廠區(qū)最低點(diǎn)設(shè)置收集池，滲濾液可以經(jīng)收集體系引入滲濾液收集井，再泵入收集池進(jìn)行貯存回用。根據(jù)HJ 1033—2019《排污許可申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 工業(yè)固體廢物和危險廢物治理》中一般工業(yè)固體廢物的貯存、處置的要求，排污單位的滲濾液中常規(guī)污染物種類包括pH、懸浮物、化學(xué)需氧量及其他。間接排放采用預(yù)處理（pH 調(diào)節(jié)、沉淀等）＋深度處理（絮凝沉淀法、砂濾法、活性炭法等）；直接排放采用預(yù)處理（pH 調(diào)節(jié)、沉淀等）＋生化處理（活性污泥法、生物膜法等）＋深度處理（絮凝沉淀法、砂濾法、活性炭法等）。處理后的滲濾液可回用于日常灑水抑塵，如雨季或設(shè)備發(fā)生故障處理不及時，可外委送至污水處理廠進(jìn)一步處理。

3.2 地下涌水導(dǎo)排系統(tǒng)

地下水導(dǎo)排設(shè)施應(yīng)能安全有效地導(dǎo)排地下水，避免地下水涌出量過大對防滲層和保護(hù)層造成危害或破壞，同時系統(tǒng)應(yīng)有防淤堵設(shè)計。填埋場進(jìn)行設(shè)計時，為掌握地下水的賦存形式，應(yīng)對區(qū)域水文地質(zhì)情況展開勘探與調(diào)研，掌握地下水的補(bǔ)給來源、徑流走向、排泄條件、流動特點(diǎn)及水位、水量變化規(guī)律等，視其具體情況，如匯流面積小，排泄條件好，場地不受地下水影響或影響較小，可將導(dǎo)排系統(tǒng)適當(dāng)進(jìn)行簡化；相反，如果選址臨近洪積層、沖積層等，導(dǎo)排系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)［5］。GB 16889—2008《生活垃圾衛(wèi)生填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，地下水導(dǎo)排系統(tǒng)應(yīng)距離基礎(chǔ)層地下水水位至少1 m，可以通過計算公式來確定地下水導(dǎo)排盲溝的管徑、標(biāo)高以滿足上述規(guī)定。

場區(qū)底部面積較大、場地位于地下水水位以下的平原型填埋場，地下水涌水量的計算可以參照J(rèn)GJ 120—2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》附錄E“基坑涌水量計算”，山谷形填埋場出水量可參照《給水工程》中無壓含水層的滲渠出水量計算公式計算［6］。

4 運(yùn)行管理

4.1 入場要求

按照GB 18599—2020《一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)要求，回填過程中不允許混入危險廢物和生活垃圾。企業(yè)應(yīng)制定一套嚴(yán)密的入場監(jiān)督檢驗(yàn)體系，同時強(qiáng)化工作人員的培訓(xùn)，每日進(jìn)場廢料要明確其屬性，不符合入場要求的、無明確來源的廢物，須委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行危廢識別鑒定，確定不屬于危險廢物的方可入場。

4.2 跟蹤監(jiān)測

4.2.1 地下水監(jiān)測

4.2.1.1 地下水監(jiān)測計劃

要對項(xiàng)目區(qū)域周圍地下水的水質(zhì)情況以及地下水中污染物的動態(tài)變化情況進(jìn)行實(shí)時把握，應(yīng)該構(gòu)建能夠?qū)χ苓吙赡苡绊懙貐^(qū)進(jìn)行全面監(jiān)督的監(jiān)測體系，具體內(nèi)容包括合理設(shè)置地下水例行監(jiān)控井、構(gòu)建健全的例行監(jiān)測制度、配備先進(jìn)的檢測儀器，從而對其水質(zhì)變化情況能夠及時掌握并進(jìn)行有效的管控和疏導(dǎo)。

在此基礎(chǔ)上，按照HJ/T 164—2004《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，根據(jù)所在區(qū)域的含水體系及地表徑流體系的特點(diǎn)，合理設(shè)置地下水監(jiān)測點(diǎn)位和監(jiān)測頻次。在豐水期、平水期、枯水期，每年都要對地下水位進(jìn)行至少1 次的監(jiān)測，并將其與本底數(shù)值進(jìn)行對比，從而掌握地下水位的變化情況。

4.2.1.2 地下水監(jiān)測原則

以潛水層為主要監(jiān)測目標(biāo)，兼顧承壓含水層；同時進(jìn)行上下游的對照監(jiān)控；根據(jù)GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)規(guī)定，結(jié)合污染源特點(diǎn)，對水質(zhì)檢測項(xiàng)目適當(dāng)進(jìn)行增減。

4.2.1.3 監(jiān)測點(diǎn)布置

按照GB 18599—2020《一般工業(yè)固體廢物貯存和填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》，在貯存和處置場周圍，應(yīng)布設(shè)不少于3 個地下水源監(jiān)測井，以監(jiān)測地下水的污染情況。根據(jù)相關(guān)要求，應(yīng)當(dāng)將監(jiān)測成果編制成文件（電子版和紙版）以供查閱。在常規(guī)監(jiān)控中，如果有異常情況應(yīng)及時核實(shí)，以保證監(jiān)控結(jié)果的正確性。將核實(shí)后的監(jiān)控數(shù)據(jù)向生態(tài)環(huán)境部門或者專管人員通報，并安排專人對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和核實(shí)，對生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，為防止地下水污染制定相應(yīng)的應(yīng)急管理方案。

4.2.2 滲濾液監(jiān)測

企業(yè)自建污水處理設(shè)施的，每個月至少應(yīng)在總排放口采樣1 次。每次外委處理前應(yīng)在滲濾液收集池內(nèi)采樣，頻率不少于每季度1 次。

5 結(jié)語

對眾多歷史遺留的露天開采類礦山礦坑，應(yīng)利用廢棄開采料合理制定修復(fù)回填方案，最終實(shí)現(xiàn)礦山的生態(tài)修復(fù)，一般工業(yè)固廢填埋場在填埋過程中將產(chǎn)生揚(yáng)塵、滲濾液等環(huán)境污染，可加強(qiáng)施工期及運(yùn)營期、封場期的全過程環(huán)境管理，既可保護(hù)礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境，也可實(shí)現(xiàn)礦山的復(fù)墾綠化，取得廢棄礦渣循環(huán)利用和礦山生態(tài)修復(fù)雙贏的成果。