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中小型矿山环境治理与生态修复设计

摘要:地质环境修复与生态设计是实施“山水林田湖草”环境工程的重要组成部分,本文以渣石堆设计为例,通过个例探讨渣石堆的成因、分布、危害因素来优化设计的具体措施与步骤,达到环境治理与生态修复的目的。

关键词:矿山环境治理;生态修复;渣石堆设计;地质灾害

胶东半岛区域内矿产资源丰富,随着国民经济的大发展,区域内矿产开采程度较高,伴生的各类地质环境灾害问题日益明显。对于地质灾害防治而言,最基本的任务可能是:①科学描述地质灾害体的特征及其成因的地质环境,自然衍化过程或人为引发因素,初步判断地质灾害体的发展趋势,解决其是什么(What)的问题;②给出地质灾害的成因机理,建立地质灾害概念模型和变形破坏力学模式,评价其稳定性或变化性,预测对人类社会生存与发展的危害性或变化性,解决为什么(Why)的问题;③提出防灾减灾对策、工程方案、结构设计、施工技术工艺和工程效果检测评估等,解决怎么办(How)的问题。地质环境修复与生态设计是解决怎么办(How)的具体措施之一,是指依据实际的地质灾害类型有针对性的采取工程防护措施,对破坏的土地及潜在的地质灾害体进行整理,使其恢复可供使用的状况。本文以“丁家金矿矿山环境治理与生态修复”为例,重点探讨矿山环境中渣石堆的防治设计及生态修复设计工作。

1项目背景

下丁家金矿区开采历史悠久,地质环境条件复杂,小型断裂构造发育。现阶段矿区内山体已遭到严重破坏,渣石堆遍布,且分布杂乱无章。导致了大量土地破坏、潜在不稳定高边坡的形成、泥石流诱发松散堆积体、新的崩塌滚石、地面塌陷及地裂缝等一系列潜在的地质灾害隐患。

2治理与修复设计思路

设计的目的是不良地质环境向良性转化,消除安全隐患,改善视觉效果,从而与周围的环境融为一体为。在工程地质调查、勘察的基础上,结合堆积区原始地形、地貌特征,兼顾安全、成本控制等,确定设计内容为:渣石堆边坡修整设计;挡土墙设计;盖板涵设计;截水沟工程设计以及生态修复工程设计。

2.1渣石堆边坡修整优化设计

目的是提高松散堆积体自然条件下的稳定性,满足修整后边坡坡角小于松散堆积体自然休止角。在充分考虑防治地质灾害危害和生态修复的双重作用的基础上,将治理区内现状堆积的渣石堆,依据竖向标高,自下而上重新规划坡体标高,边坡坡率≥1:1.5,分级放坡,坡体表面压实度≥90%,理顺坡面,保证坡体的稳定性。

2.2挡土墙优化设计

目的一是在通过修整坡体坡度后,通过埋压坡脚提高渣石堆整体稳定性;二是在极端气候条件下防止渣石体滚落,对交通及人员安全造成影响。通过稳定性验算,在渣石堆坡脚处设计挡土墙,上边墙宽1000mm,外侧坡为1:0.05,内侧坡为1:0.35,外露面采用块石镶面。砂浆强度M7.5,毛石强度不低于30Mka、中部厚度不小于20cm的毛石,墙顶、外露面采用1:2水泥砂浆勾缝、抹平。

2.3盖板涵优化设计

目的是有效疏散地表水体,防止地表水对坡体冲刷。根据渣石堆周边地形现状,东侧为三处沟谷,雨季时地表汇流水量较大,对坡体冲刷现象严重。故此在汇水区主动截流,增设1m~4m盖板涵及两侧附属沟槽,以解决雨季汇水对坡体冲刷问题。

2.4截水沟工程优化设计

目的一是在雨期山体汇水量较大,防止其对治理坡体进行冲刷;二是减少渣石体滚落到安全区以外,造成不必要的安全隐患。根据现场渣石堆与原始地形地貌相对位置关系,截水沟位置设置于与原山体原貌衔接处外1m,截水沟出水口的位置根据总体设计图沿坡体向外一侧自由排放,一侧进入板涵内;截水沟为浆砌片石,砂浆强度M7.5,形状为矩形,上边宽90cm,下底宽40cm,深度50cm。

2.5生态修复工程优化设计

所谓生态修复是指通过人工方法,按照自然规律,恢复天然的生态系统。依据渣石堆特点,设计既要充分考虑坡体条件、土壤成份,又要结合区域人文地理环境及生态要求,做到与当地自然环境相协调。根据以上条件,生态环境修复设计应选择适合当地气候条件的黑松、紫穗槐等作为主要绿化树种。黑松种植于南侧道路挡土墙外,用以遮挡挡土墙;紫穗槐种植于坡体,起到护坡固土的作用。

3结论

回顾并总结以往胶东地区中小型矿山环境治理与生态修复设计经验,得出以下重要认识:(1)渣石堆在不同的自然条件下,极易产生滑塌、滚石、泥石流等,对周边群众的生产、生活等构成了较大威胁。(2)设计的根本目的是回答How的问题,设计必须使不良地质环境向良性转化,消除安全隐患。(3)工程设计首先在满足安全的条件下,充分考虑不利因素,采用多种设计措施相结合的方式并结合当地自然环境进行优化设计,最大程度使设计效果与自然环境融合。(4)生态修复工程设计的根本原则是必须与当地生态环境相一致,不能违背生态发展的自然规律。

参考文献

[1]DZ/T0219-2006,滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[2]GB50003-2011,砌体结构设计规范[S].

[3]GB/T15776-2006,造林技术规程[S].

[4]刘传正,重大地质灾害防治理论与实践[M],北京:科学出版社2009.

作者:梅志华 单位:山东省第三地质矿产勘查院

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