百米網格放線施工技術在礦山環境綠化中的美學應用

王新建，朱谷昌

(中色資源環境工程股份有限公司， 北京 101300)

0 引言

礦產資源是經濟發展的重要物質基礎，很多省份依靠煤礦、石油、鐵礦、石礦等等，經濟發展很快。但是過度的開發，給這些省份的礦山生態環境帶來很多負面影響，最明顯的是山區生態環境被破壞，山區環境千瘡百孔、滿目瘡痍，進而影響到地區或城市的聲譽，游客減少，經濟發展速度反而又緩慢了。自從生態文明被寫入《憲法修正案》，綠色礦山成為各個礦業實體追求的社會目標，但是綠色礦山首先必須進行礦山環境的治理和綠化。北京實行的“大氣十條”、“藍天保衛戰”措施就說明了這一點。全國各地都在落實國家要求的“山水林田湖草”項目(吳和政和鄭薇，2008)，但是用到百米網格施工綠化的項目卻不多。

在北京市平谷區開展的廢棄礦山生態環境修復治理項目(2017年度)實施過程中，以金海湖鎮胡莊村砂石料場治理1區2區等4個治理區為試點，采用了百米網格放線施工技術治理了采石料場的各種邊坡和平地。其中，胡莊村砂石料場治理區位于泃河北岸，泃河大橋北側，分為東西兩塊，分別為胡莊村砂石料場治理1區和胡莊村砂石料場治理2區，縣道X108從中間穿過；洙水砂石料場治理2區位于泃河南岸，泃河大橋東側；黑水灣村砂石料場治理區南臨胡靠路(圖1)。該項目礦山植物種植面積合計為150342 m2，種植的植物有山桃、核桃、紫穗槐、金葉榆、櫻桃、佛見喜梨樹等，還有一些灌木。

圖1 平谷區廢棄礦山環境治理區交通位置圖(a)及范圍示意圖(b)①—胡莊治理1區；②—胡莊治理2區；③—洙水治理區

1 礦山環境綠化的概念

礦山環境的綠化與綠色礦山的概念二者是有區別的。

1.1 礦山環境的綠化

礦山環境綠化應用范圍較小，僅指各類礦山的地質環境被破壞后，如何來修復治理的問題，中心思想就是礦山環境的綠化工作，也可以簡稱“礦山復綠”。礦山復綠指通過采用工程措施、生物措施等技術手段，對因礦山開采引起的地質環境破壞問題進行綜合治理，使礦山地質環境恢復到穩定狀態、生態環境得以恢復綠化的過程。國家要求，所有礦山企業必須實行邊生產、邊建設、邊復墾的礦山治理原則。

現階段，我國在治理中常采用的方法主要有礦區覆土綠化、邊坡擋墻蓄坡綠化、邊坡開鑿平臺綠化、邊坡鉆孔綠化、邊坡魚鱗坑蓄土綠化、邊坡掛網噴播綠化、生態袋綠化、生態草毯綠化、飄臺綠化、植生混凝土綠化等(曹波等，2008)。礦山環境綠化工作中主要包括植樹和植草，本文主要分析植樹這一內容。

1.2 綠色礦山

綠色礦山(劉玉強，2012)的應用范圍較大，是在新形勢下對礦產資源管理工作和礦業發展道路的全新思維。綠色礦山建設是一項復雜的系統工程，在礦山設計、建設和生產的全過程中，采取先進的科技手段和實施嚴格的科學管理，實現礦產資源節約與合理開發利用、礦區及周邊社會經濟和諧發展和資源開發與生態環境相協調的礦山，基本要求包括“五化”，即開采方式科學化、資源利用高效化、企業管理規范化、生產工藝環保化和礦山環境生態化。綠色礦山建設代表了一個地區礦產資源開發利用總體水平和持續發展潛力，它著力于科學、低耗和高效合理開發利用礦產資源，并盡量減少資源儲量的消耗，降低開采成本，實現資源效能的最佳化。從這里可以看出，礦山環境生態化(或稱礦山環境綠化)只是綠色礦山建設的一個方面。

2 百米網格放線施工概念和適用范圍

2.1 百米網格放線施工

建筑施工和土木施工均涉及到施工放線的問題(王永華，2014)，礦山環境綠化施工為了環境的優雅美麗，必須更加重視施工放線問題。首先是控制網，再就是施工作業時的細部放線(建筑上也稱放大樣)。綠化施工放線有很多種方法(沈穎，2001)，主要有五步放線法和網格法。在礦山環境綠化中，我們引進了百米網格放線的方法，依據此法進行栽樹綠化施工，達到生態環境美學的觀感效果(吳志強，2011)。

所謂百米網格放線施工，只是一個大致的稱呼范圍，其實就是使用百米網繩放線施工。百米網繩見圖2。

首先需要用全站儀(鄧泗汀，2009)找到邊界點，然后在治理區域中間選一個基準點，選擇兩條垂直的軸線，將設計圖上的植物間距換算成繩上的標記尺寸，按繩上的尺寸標記來撒白灰點位。再然后就是挖穴、植樹、檢驗、支撐樹、澆水、養護等施工。當然，也可以用其他方法定位邊界點和中間的基準點。

圖2 百米繩

2.2 適用范圍

礦山環境中有多種情況，如礦山的邊坡、礦山的平臺、礦山的緩坡、采集料堆坡等。百米網格施工適用于礦區的平臺，如果礦山的緩坡平坦，坡度小于30°，也可以使用百米網格施工。一般來說平臺和緩坡的面積不能過大。對于面積較大的區域如何利用百米網格施工，需要進一步研究。

百米網格放線施工技術僅適用于植樹造林活動。

3 百米網格放線施工的過程

3.1 工藝流程

百米網格施工工藝流程一般是：施工準備→技術準備→現場測設邊界點→現場測設原點并找出垂直方向→拉百米繩→撒白灰點→然后下一個垂線方向拉百米繩、撒白灰點→挖穴→驗穴→植樹→支撐樹→澆水→養護。

干旱地區可以在挖穴之前先澆水，方便于開挖穴巢。

3.2 施工過程

百米網格施工技術的施工過程包括施工準備、技術準備、現場測設放線、挖穴、檢驗效果、植樹和支撐樹、澆水、養護等工作(趙剛和譚月明，2010)。這些施工過程，看似簡單，但稍不注意，就會失去美學的效果，所謂細節決定成敗。

3.2.1 施工準備

施工準備的內容是檢查治理礦區是否已經平整完成？檢查客土是否已經完成？覆土厚度是否符合設計要求？是否已經完成客土增肥施工？覆土表面是否已經平整？挖穴機械是否正常有效？

3.2.2 技術準備

技術準備包括兩項內容：一是綠化范圍邊界點的坐標收集，輸入到全站儀或其他測量儀器里面；二是在綠化治理區設置一個測設原點，繪制在圖上，求出坐標。

測設原點的內容主要以設計的施工圖為模版，依據其他有關的坐標值，畫出CAD的方格網圖(胡晉山等，2002)，在綠化治理區中心找一個點做測設原點，并求出坐標值，并將坐標值輸入到測量儀器中。然后設計兩條穿過該測設原點的兩條垂直的直線做軸線，沿著橫軸線向兩端計算現場需要的繩上距離，如50、47、44、41…和53、56、59、62……。當然對于治理面積較大的平臺，可以多設幾個測設原點，多配置幾套百米繩，如配置4套測繩，可以分區域同時進行測設放線，加快放線速度。

對于距離邊線較近的區域，可以采取小鋼卷尺計算并測設白灰點，這樣就把測設原點和方格繪制結合起來了。

設計圖紙及數據清單打印后可以發給測設人員，用于現場撒灰點綠化放樣(圖3)。

圖3 測點布設設計圖X—橫軸線；Y1Y2—縱軸線；O1O2—坐標原點；虛線—測繩分布線

3.2.3 現場測設放線

(1)百米網格施工首先就是放線、布點。目前主要使用全站儀或TRK定位出綠化范圍的邊界點和測設綠化范圍的原點，定位的邊界點要有明顯的標記，測設方格網圖上擬定的測設原點，同時設置明顯標志物，便于識別。

(2)沿綠化區測設原點的垂直方向，開始拉設X軸百米繩和Y軸百米繩，按照設計好的數據在現場Y軸上撒白灰點；注意每條測設繩的兩個端點應該保護好(郭宗河，2004)。

(3)循環進入下一個環節，直到把全區域的點全部布設完成。

(4)最后可以檢查每一條測線是否有個別點不在線上或偏移程度，予以糾正。撒白灰點的人員必須手持一份計算好的數據資料。

當然，按照技術準備所說，可以根據面積大小，多設幾個測設原點，多用幾套百米繩，按測設原點分開進行放線作業，但必須進行圖上設計和計算。

3.2.4 挖穴

挖穴需要按照放線時沿軸線撒的白灰點開挖。挖穴有兩種方法，一種純人工挖穴，另一種是機械挖穴。機械挖穴又分為旋挖機挖穴和挖掘機挖穴(或者叫鉤機挖穴)。旋挖機又分手提式挖穴機、拖拉機懸掛挖穴機和車載全液壓挖穴機，各種機械挖穴大小和深度的功能不一樣。

人工挖穴適用于機械無法到達的地方，包括平臺的邊緣和坡地等，必須采取人工挖穴；機械挖穴中的旋挖機(圖4)挖穴適用于平臺處或者坡度小于10°的緩坡，便于機械展開施工，同時不產生塵土飛揚；鉤機挖穴適用于平臺和緩坡，緩坡的坡度一般小于30°。目前使用旋挖機的較多。

一般來說挖出的土應該堆砌在樹穴周邊，便于作為樹的圍堰，利于澆水養護。

挖穴完成后，監理工程師必須檢驗穴的深度和孔徑大小等。

圖4 旋挖機

3.2.5 檢驗效果

為了植樹造林的美觀，必須進行從施工放線到后期養護過程的效果檢驗。怎樣檢驗效果？一般來說就是看“豎”是否成列，“橫”是不是成行，斜向看，是否成邊？怎么看？依據是樹穴的邊緣線、中心線等。檢驗效果的檢查自始至終貫穿于施工過程，如澆水后，樹苗是否倒伏，都影響到綠化的美學效果(皮小松，2013)。當然，是否成“行”成“列”成“邊”，仍然有一定的誤差，一般來說，不應大于3 cm。

3.2.6 植樹和支撐樹

植樹樹苗一般來自于假植地。為什么每條百米繩都留兩端的點，做標記，其實就為了看是否順直。一般來說施工誤差不大，植樹不超過5 cm就滿足美觀要求。是否在一條直線上，關鍵就在植樹上。

支撐樹是為了保證植樹不倒伏，保證綠化的美感，其方式有很多種，如單桿支撐、三角斜支撐、成林支撐，可以采用樹木、竹竿或鋼管。

3.2.7 澆水

澆水是植物生長必需的工藝，但是剛植完樹就澆水，如果填土踩不實，很容易造成樹苗倒伏，這些在實際綠化施工中經常遇到。如三河市東部礦區三期五標項目，松柏樹栽上后，立即澆水，造成了很多樹苗倒伏，嚴重影響了綠化的美感。因此，在澆水后，必須進行一次樹苗的扶正和支撐加固措施。

3.2.8 養護

對于綠化工程的2～3年的養護期來說，一般對綠化的美學很不受重視，比如本來植樹時，樹苗是差不多一樣高的，但是到了養護期時，樹苗死了，更換了一棵矮的樹苗，把本來橫平豎直的美學環境塑造成了參差不齊，讓百米網格施工的美學效果大打折扣。

4 百米網格放線施工技術的美學效果

首先，在平谷區金海湖鎮進行的胡莊1區、胡莊2區、洙水2區的百米網格施工，綠化效果獲得了地方政府的交口稱贊。在驗收時，又獲得北京市驗收專家小組的稱贊，受到廣泛好評，在業主組織的微信群成為學習的榜樣，應該說百米網格放線施工技術的美學效果得到了充分體現，其實景見圖5。

圖5 金海湖鎮胡莊治理1區植樹

此后，將該技術應用到其他項目，同樣獲得其他兄弟單位和業主的稱贊。如在三河市東部礦區礦山地質環境治理三期五標項目種植的楊樹群、旱柳群、槐樹群，筆者參加經驗交流會，多次受到指揮長的表揚，證明治理區已經具備美學效果(圖6)。

圖6 三河東部礦區三期五標項目植樹

5 礦山環境中的美學應用前景

百米網格放線施工技術在礦山環境綠化中已經取得了很好的美學效果，其應用前景廣闊。如三河市東部礦區礦山地質環境治理四期四標、三河東部礦區的1號標權、三河東部礦區東區2標(圖7、圖8)、三河市東部礦區礦山地質環境治理示范工程五期工程，涵蓋了大批礦區治理工程。

圖7 廊坊市三河東部礦區2標段種植效果1

圖8 廊坊市三河東部礦區2標段種植效果2

三河市是個縣級市，距離北京市、天津市很近，奧運會的建設以及天津市的城市建設，該市的東部礦區提供了大量的石料支持，包括片石、塊石、碎石、石質砂等。大量的礦山開采行為，造成該市礦區生態環境急劇破壞、滿目瘡痍、空氣質量急劇惡化。為此國家和三河市付出了大量的心血，分別進行了七期的礦山生態環境治理任務。由于采用了百米網格施工技術，該市的美景陸續出現，日后定能建設成為一個美麗的地質花園，成為人們節假日郊游的勝地。

后來，該技術繼續應用到其他區域，如房山區大安山鄉西苑一隊煤礦治理區、赤峰市大黑山自然保護區管理處山體恢復綠化治理工程項目、山西省的很多礦區礦山環境項目。經過治理后的地區，完全可以結合當地的自然人文美景構成旅游勝地。

6 結束語

幸福生活不只在于豐衣足食，也在于碧水藍天。百米網格放線施工技術為礦山環境綠化帶來了美學效果，但是如何利用現代的遙感技術、無人機航測(趙衛星等，2019)、RETK技術以及衛星技術與百米網繩充分結合，進行更大范圍的環境治理，為欣賞大自然、共享大自然、提升環境品質(全利等，2021)等提供更高的美學效果享受，這一課題還需要進一步研究。

對于面積較大的礦山治理區域，應該采取怎樣的措施才能保證百米網格施工正常進行呢？是否可以增加百米繩？或者直接采用GPS接收儀或者北斗接收儀定點？以上問題均需要進一步研究探討，但是可以預見的是，這些措施的資源投入的成本較高。