巖土工程在綠色礦山地質環境恢復治理中的應用

陶 付

（中國建筑材料工業地質勘查中心福建總隊，福建 福州 350001）

莆田市礦山開采歷史悠久，特別是在上世紀九十年代中期，興起了興辦礦業的熱潮，陸續開辦了大量的小型礦山，由于礦山規模小、難以進行系統科學的開采規劃和設計，礦業發展為社會做出巨大的貢獻，也留下了諸多地質環境問題，突出的地質環境問題主要表現為：占用破壞土地資源；地形地貌景觀破壞；水土流失；崩塌、滑坡等次生地質災害。

1 礦山地質環境背景

莆田市礦山分布分散、面廣，主要集中在秀嶼沿海一帶，個別礦山隱蔽性差，直觀可視性強，可視范圍廣，多數沿公路、圍繞村莊、城鎮周邊分布，且緊鄰國省道，位于人類活動頻繁區域。礦山以往開采和加工的過程中產生大量的固體廢棄物，占用土地面積大。

2 礦山環境破壞成因

（1）自然因素。調查區主要礦產資源為花崗巖、凝灰巖、粘土礦，開采方式為露天開采，在開發利用的過程中對土地植被及地形地貌自然景觀造成嚴重破壞，與此同時還易形成陡峭的臨空面，巖層穩定性較差的地方極易產生崩塌、滑坡等地質災害隱患。

（2）技術因素。礦山開采技術落后。在開采過程中對圍巖性質認識不足，采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等開采技術，造成爆堆分散，占用大量土地；爆破面凹凸不平，巖石松動，易形成崩塌、滑坡等地質災害隱患。

（3）恢復治理技術落后。礦山地質環境保護與恢復治理專業性強，難度較大，尤其是開山采石形成的高陡巖質邊坡及其廢渣堆等水土難以保持、植被難以覆蓋的地方，采用傳統的恢復治理方法很難達到預期效果。亟待新工藝、新方法對現有的恢復治理方法進行補充和提升，以期達到更好的恢復治理效果。

3 莆田市礦山地質環境總體評價

莆田市礦山破壞土地資源；地形地貌景觀破壞；水土流失；崩塌、滑坡等次生地質災害。

（1）占用破壞土地資源。由于莆田市廢棄礦山（點）多，礦山占地面積大，缺少合理的開發規劃和恢復措施，形成多處中轉場地和棄渣堆，壓占大量土地，造成資源浪費。因以往開采工藝落后，布局不合理，普遍存在開采過高，邊坡較陡，局部甚至呈直立或倒傘狀的開采立面。采場邊坡多呈不規則，山體表層土體剝離，基巖出露。采面周圍山體淺層土體受開挖影響，植被砍伐破壞嚴重。采礦廢棄渣石、渣土順坡堆放，或平地堆填，壓占大量土地，毀壞大片原生植被。

（2）地形地貌景觀破壞。莆田市廢棄礦山破壞地形地貌景觀較為嚴重，主要分布于北岸經濟開發區一帶。礦山開采立面、開采平臺、中轉場、堆渣場等區域，由于開采不規范，產生一系列的環境問題，如植被砍伐、水土流失、侵占土地、環境污染，甚至誘發地質災害等，不僅毀壞礦山原有的地形地貌，也造成了自然景觀破壞。極大地影響礦區及其周邊地區居民環境質量的改善與提高，特別是在“三區兩線”可視范圍內，嚴重破壞旅游資源、影響觀瞻。

（3）水土流失。廢棄礦山早期采礦作業及修筑礦山道路對地形地貌、地表組成物植被、土壤及巖層造成強烈破壞，導致大面積山體裸露，引發水土流失。大面積的土地生態結構遭到破壞，甚至出現裸巖礫石地帶，生態失衡。廢棄渣堆，結構松散，隨意堆放破壞原生植被，也改變原有土體結構，加之缺乏排水系統規劃，受地表水沖刷、侵蝕、軟化等作用，水土流失較嚴重。

（4）次生地質災害。崩塌、滑坡。多數礦山開采面邊坡陡、高差大，大部分已形成高陡邊坡，土質裸露區、堆渣區可能存在潛在的邊坡崩塌、掉塊、滑坡等地質災害。主要部位出現在采場兩側及頂部近地表的風化帶及堆渣面上部。滑坡主要集中在土質裸露區和堆渣區，主要威脅對象一般為礦山公路。

4 綠色礦山實施方案

4.1 巖土工程措施

（1）對潛在不良地質-崩塌的治理。對崩塌首先采用削載卸荷，放緩邊坡、刷坡分級處理，暢通排水系統，恢復生態植被，加固現有土體等。

（2）對潛在不良地質-滑坡的治理。對滑坡面采用削載卸荷，放緩邊坡、刷坡分級處理，在坡底增設擋墻，加固坡腳。同時采用工程防護措施與生態防護措施相結合的手法，對坡面進行加固、復綠。

（3）對地形地貌景觀破壞治理。針對不同的地形地貌破壞分別采用不同的治理措施。①巖質采面治理：可以采取簡單的綠化措施，如在開采立面頂部設置一排滴管，持續不斷對采面進行噴水，短期內可以實現采面快速綠化。②土質裸露區治理：削坡減載、分臺階以生態防護與工程防護相結合的手段綜合治理，保證坡面、采面的穩定。③堆渣場坡面治理：現存的廢棄石堆堆放坡度過陡，整體為直線坡，穩定性差，存在崩塌、滑坡、泥石流等隱患。為提高廢棄石堆的穩定性，必須對廢棄石堆進行坡面整治。④礦山排水、灌溉系統的治理：排水不暢是廢棄石堆失穩的主要誘發因素，分片區進行排水、灌溉系統規劃，以截水溝、排水溝、跌水、涵洞等與現狀泄水溝形成排水、灌溉系統，將外圍雨水引往下游，可避免溝谷匯水對廢棄石堆的沖刷，減少水土流失，降低廢棄石所受的土壓力與滲流力，增加廢棄石堆的穩定性，有助于消除崩塌、滑坡等隱患。⑤設置攔堆壩及石砌擋墻：經過坡面整治后的廢棄石堆自身內部的穩定性得到較大的提高，但其下游前緣及其與下伏的殘坡積粘性土之間的接觸面仍屬穩定性較差部位，存在著發生崩滑的危險性。為此，在廢棄石堆的下游前緣設置重力式攔渣壩。⑥設置沉沙池、蓄水池：為防止雨水淋濾廢棄石堆后的污水直接排入下游溪溝而污染下游水體，在廢棄石堆攔渣壩的下方設平流式沉淀池；邊坡平臺位置設置蓄水池利于后期農業灌溉。蓄水池、沉淀池盡量采用漿砌塊石，水泥砂漿抹面。⑦平臺的治理：重點以打造旱地、經濟林為主，也可結合當地政府需求，結合當地特色，將部分礦山平臺作為食用菌生產基地等；凹采采坑可打造成養殖水面、坑塘水面等。⑧礦山道路的治理，根據當地實際情況，對于礦山公路不需要保留的，則采取覆土回填綠化，對于需要保留的，根據實際情況采用不同的技術標準，對路面進行封閉、硬化，兩側增設行道樹。⑨設置警示標志：考慮到廢棄礦山存在安全隱患，因此本方案中采取在礦區入口周邊設置防護欄并豎立警示牌等措施，以防止礦山周邊群眾進入礦區。

（4）土地復墾。根據礦山土地適用性評價原則，因地制宜，對開采平臺、中轉場地等進行場地平整，覆土不小于30cm種植相思樹、爬山虎和狗牙根等；對于堆渣面，根據現場情況進行改造，局部可做成梯田式坡面，坡面坡度修整至不大于25°，覆土厚度不小于50m種植山毛豆、相思樹、爬山虎等，并設置截、排水溝，完善礦區排水系統，坡腳設置攔擋壩等。

4.2 植被措施

為防止水土流失及消除泥石流隱患，對坡面整治后的廢棄石堆的坡面進行植被恢復。植被恢復主要包括以下措施。

（1）覆土回填。對坡面整治后的廢棄石堆的平臺、坡面進行覆土，覆土厚度為0.80m。

（2）植被種植。植被種植采用喬、灌、草本植物相結合的方式。品種的選擇要求所選品種，一是具有較高的逆境脅迫忍耐力與抵抗力（主要是抗旱、抗高溫、耐貧瘠、PH值幅度的極端適應力等），二是要求生長迅速，具有較強的土壤改良功能，三是具有較強的抗污染、水土保持、綠化美化和經濟功能。根據當地的原生植物群落結構及以上要求，初步選定闊葉林類、花木蘭、山毛豆、相思樹、木荷、胡枝子、狗牙根、蔓藤、蘆葦等作為植被恢復品種。具體的做法為：對覆土后的廢棄石堆采取喬灌草相結合按1:2:2比例種植，多花木蘭、相思樹（采用樹種撒播，40g/m2），山毛豆、胡枝子（采用灌種撒播，40g/m2），狗牙根、葛藤、蘆葦（采用草種撒播，3g/m2）等，種植時間為春季。

5 結束語

①礦山地質環境關系到生態系統完整性。②巖土工程實施的方案根據具體礦山特點綜合利用具體巖土工程方法進行綜合治理，采取有效的措施，為其他地區綠色礦山地質環境恢復治理提供了新的思路。③巖土工程因地制宜的選取當地的巖土工程方法，需經過共同討論研究，選擇適合方法，對處理具體礦山地質環境問題是切實可行的。④莆田市的礦山環境恢復治理方案，為以后周邊地區礦山環境恢復治理項目提供有效借鑒。