旌德縣某采石場礦山地質環境評價與治理

費玲玲， 馬軼楠

(1.安徽省地質測繪技術院，安徽 合肥 230022； 2.吉林省地質科學研究所，吉林 長春 130000)

1 地質概況

礦區位于區域侵蝕構造剝蝕高丘地貌單元，現狀為人工陡崖及階狀宕底，坡高20～90 m,坡度60°～85°，宕底及坡壁為細砂巖及粉砂質頁巖，巖石裸露。礦區范圍內除第四系外，出露前第四系基巖地層為志留系下統霞鄉組。志留系下統霞鄉組(S1x)分布于治理區基巖裸露處，巖性為灰、青灰色薄-中厚層粉砂質頁巖與細砂巖互層，夾灰綠色泥質粉砂巖和頁巖，厚度約145 m。第四系(Q)為第四系全新統沖積層，由灰黃色砂質亞黏土、亞砂土、砂級礫石構成，分布于溝谷地帶，厚0～1 m，項目區未單獨圈定。礦區位于白果樹—板橋向斜SW仰起端部，地層出露呈單斜構造特征，走向NE，產狀330°∠45°。區內斷層不發育，NNE及SN向裂隙發育，裂隙主要被硅質充填，其產狀分別為20°∠21°，172°∠60°。礦區及周邊主要賦存兩類地下水：松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖裂隙巖溶水。

2 工程地質條件

礦區巖土體可劃分為巖體與土體兩大類。土體為第四系松散層，巖體為堅硬-半堅硬層狀結構沉積巖類工程地質巖組。工程地質條件屬簡單類型。

2.1 土體

土體為第四系松散層，分布于地表、近地表的殘坡積層、風花溶蝕殘留物，主要為含碎石粉土、碎石土、風化黏土等，巖體結構呈散體級碎裂狀，該巖組工程地質性能較差，厚度約1～5 m。

2.2 巖體

巖體為堅硬-半堅硬層狀結構沉積巖類工程地質巖組，主要為礦區礦體級圍巖，均為粉砂質頁巖、粉砂巖，該巖組工程地質性能良好。

3 邊坡穩定性評價

通過對治理礦山及周邊的野外地質調查，治理區多處邊坡較陡立。其中，采場現狀存在崩塌、落石等地質災害隱患。本工程地質災害隱患點危害對象主要為坡腳用地及205國道，按現行《滑坡防治工程設計與施工技術規范》(DZ/T 0219—2006)第5.1條規定，本地質災害防治工程等級為Ⅰ級。

治理區邊坡最大高差90 m，一般高差55～70 m，邊坡巖體類型為Ⅲ類。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330—2013)，邊坡破壞后果屬于嚴重級別，由此可確定區內邊坡安全等級為二級。

通過本次現場的地質調查，認為層面、裂隙面切割形成崩塌破壞是采場邊坡破壞的主要模式。現狀各段邊坡高差較大，坡度較陡，利用赤平投影方法對采區各個方向邊坡穩定性進行評價。采區邊坡各方向分段示意見圖1。

圖1 采區邊坡分段圖

根據赤平投影分析，采區邊坡現狀與SN向節理裂隙傾向相近，交角較小，存在發生邊坡崩塌的可能，且由于節理裂隙的發育，巖石破碎、易發生崩塌，需注意邊坡巖石崩塌和剝落，及時清理表面風化的危巖(表1)。

綜合分析表明：巖石較破碎，邊坡總體屬不穩定邊坡，節理裂隙較發育，整體成塊狀，在雨水沖刷等外力作用下可能引發崩塌地質災害。采石場邊坡呈臨空陡立狀，巖石具碎裂塊體結構特征，存在發生巖體崩塌地質災害隱患，需進行綜合工程治理。

表1 采場最終邊坡穩定性分析表

4 治理工程設計

根據礦山地質環境治理要求，結合廢棄礦山現狀，治理工程主要包括修坡工程、邊坡復綠工程、宕底平整工程及附屬工程等。

4.1 修坡工程設計

(1)削坡降坡。治理區邊坡高而陡，巖層節理裂隙發育，考慮邊坡長期穩定性，進行分臺階降坡。治理區設計削坡形成六級臺階，由下至上臺階高度分別為：+155 m，+170 m，+185 m，+200 m，+215 m，+230 m。削坡采用爆破結合機械進行施工。

(2)危巖清除。治理區內危巖清除主要指對削坡后邊坡上的浮石、危巖等進行機械結合人工清坡。

4.2 坡面復綠工程

(1)坡面高次團粒或植被混凝土。對臺階坡面實施高次團粒或植被混凝土，高次團粒或植被混凝土總面積8 928.16 m2(投影面積)。噴播選用植物種類應適應當地氣候和土壤條件，抗旱性、抗寒性、抗熱性、抗貧瘠性及抗病蟲性強，耐粗放管理并能產生適量的種子；其植物選配宜冷暖季草種相結合，草本與灌木相結合，一年生與多年生相結合。主要植物種類有：百慕大、彎葉畫眉草、黑麥草、紫花苜蓿、沙打旺、木豆、胡枝子、紫穗槐、馬棘、鹽膚木、刺槐、二月蘭等。

植物品種的配置其常綠品種數量不得少于總數量的1/3，植被類型應在6個月內完成由以草本為主向以草灌結合直至以灌木和小型喬木為主的過渡。通過現場實地調查，初步判斷植被混凝土及高次團粒邊坡復綠工藝比較適合項目邊坡復綠。

(2)平臺種植綠化。平臺內側修建蓄土槽，槽壁采用漿砌塊石，為保證復綠物種的成活率和成林率，應加強撫育管理，主要是及時施肥、灌溉；另外，也可覆蓋客土或綠肥、農家肥等來改良土壤肥力條件。

4.3 宕底整平工程設計

為消除道路沿線視覺污染，滿足復綠所需，對采區宕底采取平整復綠措施。平整后宕底標高+145～+155 m，北高南低。對宕底洼宕進行回填平整，平整時根據現狀地形，盡量減少對原地形及現狀植被的破壞。局部整平標高可根據現場實際情況進行調整，需滿足后期復墾為林地要求和保證排水通暢。挖方整平采用爆破結合機械進行施工。

4.4 附屬工程設計

(1)截排水工程。為防止降雨經地表對邊坡的侵蝕作用，坡頂后緣修筑截排水溝可以有效解決這一問題。

(2)擋墻工程。為滿足工作區工程施工、后期植被養護需求，利用已有礦山道路沿地勢修筑礦山道路。

(3)竣工說明牌。因治理區周邊人員活動較多，在治理區入口處樹立一處竣工說明牌，幫助周邊居民了解工程概況。

4.5 邊坡監測

為及時掌握邊坡變形發展情況，保證綠化成果，需對邊坡進行監測，根據邊坡特征，確定監測內容為坡面位移。

5 結論

礦區目前坡面局部不穩定，仍有進一步發生地質災害的可能，必須進行工程防治。通過清理危巖、宕底平整及修建截排水系統等方法對治理區內地質災害進行治理，治理后的邊坡將在較長時間內保持穩定狀態。