礦山生態環境治理工程設計方案

唐國強，靳貝貝，李遠心

（1.杭州市勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 310012；2.河南省地質礦產勘查開發局第三地質勘查院，河南 鄭州 451464；3.中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471000）

1 工程概況

杭州蕭山大園石料廠礦山為露天開采礦山，創建于1968年8月，礦山關停后，遺留了一段人工開挖邊坡及棄渣堆填邊坡，邊坡整體呈開口北西的“C”形，坡面未經治理或復綠。該次治理包括大園礦山和西北側一老宕口。目前，礦山邊坡坡底線長約1200m，邊坡高10～155m，邊坡一般坡度為55～75°，局部直立甚至反坡。除東南側上部遺留有多級開采平臺外，其余邊坡均為一級坡；開采平臺均為緩坡，坡度為10～30°，寬4～20m；宕底現基本為空地，高程為6～24m；礦區東北角坡底為航民發電廠，最近距離約20m。礦區坡面、宕底均裸露，基本無植被覆蓋，邊坡在杭甬高速、八柯線可視范圍內，且邊坡存在巖體崩塌等地質災害。

2 設計方案總體思路

（1）對礦區南側和西側邊坡（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區段）進行分臺階削坡；削坡后清理干凈坡面浮石、危巖，坡面采用噴混植生進行綠化，并在坡腳設置漿砌塊石擋墻進行護坡腳，墻后進行覆土綠化。

（2）對礦區東側邊坡（Ⅳ區段），清理坡面堆渣及坡面浮石、危巖，坡面采用SNS主動柔性防護網進行加固，坡底設置平臺，削坡至6m標高，平臺和削坡形成邊坡采用噴混植生進行綠化，并在坡腳設置漿砌塊石擋墻進行護坡腳，墻后進行覆土綠化。

3 工程措施及技術要求

3.1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區段分臺階削坡

對南側、西側邊坡（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區段），按照1∶0.75的坡率（坡頂土層1∶1）進行分臺階削坡，底標高為6m，每級臺階高15m，臺階寬4m，平臺高程為+21m、+36m、+51m、+66m、+81m、+96m、+111m、+126m。根據大園礦山開采工藝，該次削坡采用中深孔爆破結合淺孔爆破，終了坡面采用預裂爆破，預裂爆破后坡面效果如圖1所示。

施工前利用宕面北側山坡已修筑的簡易施工道路供施工機械上至坡頂位置，然后由上而下分層、分臺階、分段施工；落渣方式采用機械平面倒渣和坡面溜渣方式；坡底石渣采用機械挖裝，汽車外運。

圖1 預裂爆破后坡面效果

該工程部分區域削坡需采用爆破工藝，需爆破鏟除的巖體厚度差異很大，同時要求盡量減少對周邊巖體及構筑物的振動破壞，因此需要根據爆破巖體所處的不同位置和不同體量，采取不同的爆破形式。爆破作業必須嚴格按《爆破安全規程》（GB 6722—2014）和《民用爆炸物品安全管理條例》（國務院令第466號）的有關規定執行。

3.2 宕底平整

根據委托要求和宕底現狀，為便于后期土地利用，該次宕底平整至統一標高6m；在Ⅳ區段現狀坡底預留5～12m平臺后，按1∶0.75的坡率削坡至標高6m。

據調查，宕底原為一緩坡，后在宕底大部區域堆填了1.5～5m厚的建筑垃圾。經CASS7.0軟件三角網法計算可知，宕底區域需開挖方量為1902249m3，需平整場地面積為209256m2。挖方上部主要為堆填的建筑垃圾、土層和礦渣，下部為中風化巖體，宕底上部覆蓋平均厚度按3m計算，該次宕底開挖堆積體582201m3，巖石方量為1320048m3，回填方量為1397m3；Ⅳ區段坡底削坡均為中風化巖石，方量為21170m3。

因宕底為后期回填建筑垃圾，高低不平，計算誤差可能較大，要求后期施工期間按實核算；且要求施工隊進場前對該部分建筑垃圾先清理、集中堆放，并在后期場地平整時就地回填，分層碾壓壓實，分層厚度≤0.5m。

3.3 清坡

對邊坡坡面自上而下進行人工清坡，并清除Ⅳ區段坡頂2m范圍內喬（灌）木，清除坡頂、坡面危巖體和浮石（土），對清除不掉的危巖體需進行標記，便于后期加固。清坡完成后，應通知設計、監理到場進行中間驗收，并對仍然存在的危巖體進行現場確認，確定隨機錨桿加固方案。

（1）浮土浮石采用人工直接撬除法。在安全員的監督下，同一水平操作平臺上，工人身系安全繩，用撬棍自上而下采用“一看二鼓三橇”的作業方法，進行浮石浮土的清理。對于較大的孤石，事先采用風鎬破碎使其成小塊。

（2）危巖體采用人機配合的方法進行清除作業。主要是通過機械鉆孔、鋼契擠壓分層破碎。破碎時應自上而下逐層破碎，每層破碎厚度為0.3～0.5m，每破碎一層后，將碎石清除干凈，再進行下一層破碎，直至全部清除。

3.4 坡腳擋墻

（1）擋墻設置于坡腳，墻型選用標準圖集04J008中ZJB2號直立式擋墻，具體尺寸如表1所示。擋墻采用漿砌塊石砌筑，塊石強度≥MU40，黏結砂漿強度≥M10。墻頂、底分別設置100mm厚C20素混凝土壓頂、墊層，外墻面用M10砂漿勾縫。擋墻基礎埋深520mm，需置于強風化基巖面上，部分區域需適當加深基礎埋深，使之置于基巖面上。在擋墻后回填種植土，種植紅葉石楠，規格為H80P60，株距為1.5m。

表1 直立式擋墻參數表 單位：mm

（2）漿砌塊石護墻采用坐漿法施工，水泥砂漿采用機械拌合，塊石應采用凍融破損率＜1%，不易風化、軟化的硬質巖，最小塊徑不宜＜200mm，表面清洗干凈，水泥砂漿每層鋪設厚度≥100mm，漿砌塊石間應采用跌板將水泥砂漿密實灌漿，嚴禁干砌。

（3）擋墻每隔20m設置一道沉降（伸縮）縫，縫寬30mm，內嵌瀝青麻筋，嵌深150mm。地形及地層條件變化處應增設沉降（伸縮）縫。

（4）擋墻設置2排泄水孔，水平間距為2.0m，下排孔口中心距離場平0.3m，泄水孔采用φ50PVC管內襯，外5°傾斜，墻后伸入級配碎石或卵礫石（反濾層）200mm，預留透水孔并采用土工布包裹，反濾層下回填壓實黏土。

3.5 SNS主動柔性防護網

Ⅳ區段邊坡坡面（除削坡形成區域外）采用SNS主動柔性防護網進行加固。防護網錨桿采用強度為1770MPa的2φ16熱鍍鋅鋼絲繩錨桿，錨桿水平間距Sxj=4.50m，豎向間距Syj=4.50m。錨桿位置可根據現場具體情況做適當調整，局部有危巖體位置需加設錨桿。錨桿長度為4～6m，其中坡頂三排錨桿和平臺下2排錨桿長6m，其余錨桿長4m（如碰到有危巖體的坡面，應適當加長）。在坡頂防護網外包2m，在平臺位置防護網外包0.5m。

錨桿孔應采用機械鉆孔，錨桿傾角一般為20°，坡頂和平臺翻邊錨桿角度為45°，錨桿孔徑不得＜60mm，孔位誤差＜20mm，孔深誤差＜50mm，錨桿傾角α偏差＜1°。錨桿孔位處坡面需鑿一深度不小于錨桿外露環套長度的凹坑，口徑為200mm，深200mm。待防護網穿好固定成型后，凹坑內澆筑C20混凝土保護層，厚度 ≥50mm。

3.6 噴混植生

噴混植生厚度為12cm（營養土層10cm，種子土層2cm）并設置橫向管狀植生帶。混合營養土基質材料配比及種子土植物種子配比如表2和表3所示。固土采用14#鍍PVC菱形鐵絲網（鐵絲直徑為2mm，網眼尺寸為50mm×50mm），搭接寬度為100mm。網釘一般采用L型φ12L400mm錨釘（涂防腐瀝青），梅花狀布設，橫、縱向間距為0.5m；網片搭接處采用φ16L800mm@1000主錨釘。設計養護期為2年，定期進行噴灌等養護工作。

表2 混合營養土基質材料配比 單位：g

表3 種子土植物種子配比表 單位：g

4 結論

該次治理工程主要施工量為削坡、清坡、宕底平整、坡腳擋墻、邊坡綠化等。通過該方案的實施，可徹底消除邊坡潛在的崩塌、危巖等地質災害隱患，創造一個安全的環境。礦山治理后，可有效防止礦區邊坡滑坡、崩塌等地質災害隱患，避免、減少地質災害事故發生，保障人身安全，避免財產損失。通過治理，改善了當地生態地質環境，同時可開發整理土地面積約209256m2（約合313.9畝），將有效緩解當地用地緊張的矛盾。