中小型礦山環境治理與生態修復設計探討

梅志華

（山東省第三地質礦產勘查院，山東 煙臺 264000）

膠東半島區域內礦產資源豐富，隨著國民經濟的大發展，區域內礦產開采程度較高，伴生的各類地質環境災害問題日益明顯。對于地質災害防治而言，最基本的任務可能是：①科學描述地質災害體的特征及其成因的地質環境，自然衍化過程或人為引發因素，初步判斷地質災害體的發展趨勢，解決其是什么（What）的問題；②給出地質災害的成因機理，建立地質災害概念模型和變形破壞力學模式，評價其穩定性或變化性，預測對人類社會生存與發展的危害性或變化性，解決為什么（Why）的問題；③提出防災減災對策、工程方案、結構設計、施工技術工藝和工程效果檢測評估等，解決怎么辦（How）的問題。地質環境修復與生態設計是解決怎么辦（How）的具體措施之一，是指依據實際的地質災害類型有針對性的采取工程防護措施，對破壞的土地及潛在的地質災害體進行整理，使其恢復可供使用的狀況。

本文以“丁家金礦礦山環境治理與生態修復”為例，重點探討礦山環境中渣石堆的防治設計及生態修復設計工作。

1 項目背景

下丁家金礦區開采歷史悠久，地質環境條件復雜，小型斷裂構造發育。現階段礦區內山體已遭到嚴重破壞，渣石堆遍布，且分布雜亂無章。導致了大量土地破壞、潛在不穩定高邊坡的形成、泥石流誘發松散堆積體、新的崩塌滾石、地面塌陷及地裂縫等一系列潛在的地質災害隱患。

2 治理與修復設計思路

設計的目的是不良地質環境向良性轉化，消除安全隱患，改善視覺效果，從而與周圍的環境融為一體為。在工程地質調查、勘察的基礎上，結合堆積區原始地形、地貌特征，兼顧安全、成本控制等，確定設計內容為：渣石堆邊坡修整設計；擋土墻設計；蓋板涵設計；截水溝工程設計以及生態修復工程設計。

2.1 渣石堆邊坡修整優化設計

目的是提高松散堆積體自然條件下的穩定性，滿足修整后邊坡坡角小于松散堆積體自然休止角。在充分考慮防治地質災害危害和生態修復的雙重作用的基礎上，將治理區內現狀堆積的渣石堆，依據豎向標高，自下而上重新規劃坡體標高，邊坡坡率≥1:1.5，分級放坡，坡體表面壓實度≥90%，理順坡面，保證坡體的穩定性（圖1：坡體恢復標準斷面設計圖）。

圖1 坡體恢復標準斷面設計圖

圖2 擋土墻標準斷面圖

2.2 擋土墻優化設計

目的一是在通過修整坡體坡度后，通過埋壓坡腳提高渣石堆整體穩定性；二是在極端氣候條件下防止渣石體滾落，對交通及人員安全造成影響。

通過穩定性驗算，在渣石堆坡腳處設計擋土墻，上邊墻寬1000mm，外側坡為1:0.05，內側坡為1:0.35，外露面采用塊石鑲面。砂漿強度M7.5，毛石強度不低于30Mka、中部厚度不小于20cm的毛石，墻頂、外露面采用1:2水泥砂漿勾縫、抹平（詳見圖2：擋土墻標準斷面圖）。

2.3 蓋板涵優化設計

目的是有效疏散地表水體，防止地表水對坡體沖刷。根據渣石堆周邊地形現狀，東側為三處溝谷，雨季時地表匯流水量較大，對坡體沖刷現象嚴重。故此在匯水區主動截流，增設1m～4m蓋板涵及兩側附屬溝槽，以解決雨季匯水對坡體沖刷問題。蓋板涵尺寸見圖3。

圖3 1-4m蓋板涵斷面圖

2.4 截水溝工程優化設計

目的一是在雨期山體匯水量較大，防止其對治理坡體進行沖刷；二是減少渣石體滾落到安全區以外，造成不必要的安全隱患。根據現場渣石堆與原始地形地貌相對位置關系，截水溝位置設置于與原山體原貌銜接處外1m，截水溝出水口的位置根據總體設計圖沿坡體向外一側自由排放，一側進入板涵內；截水溝為漿砌片石，砂漿強度M7.5，形狀為矩形，上邊寬90cm，下底寬40cm，深度50cm。

2.5 生態修復工程優化設計

所謂生態修復是指通過人工方法，按照自然規律，恢復天然的生態系統。

依據渣石堆特點，設計既要充分考慮坡體條件、土壤成份，又要結合區域人文地理環境及生態要求，做到與當地自然環境相協調。

根據以上條件，生態環境修復設計應選擇適合當地氣候條件的黑松、紫穗槐等作為主要綠化樹種。黑松種植于南側道路擋土墻外，用以遮擋擋土墻；紫穗槐種植于坡體，起到護坡固土的作用。

3 結論

回顧并總結以往膠東地區中小型礦山環境治理與生態修復設計經驗，得出以下重要認識：

（1）渣石堆在不同的自然條件下，極易產生滑塌、滾石、泥石流等，對周邊群眾的生產、生活等構成了較大威脅。

（2）設計的根本目的是回答How的問題，設計必須使不良地質環境向良性轉化，消除安全隱患。

（3）工程設計首先在滿足安全的條件下，充分考慮不利因素，采用多種設計措施相結合的方式并結合當地自然環境進行優化設計，最大程度使設計效果與自然環境融合。

（4）生態修復工程設計的根本原則是必須與當地生態環境相一致，不能違背生態發展的自然規律。