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1.礦區(qū)范圍內(nèi)無地表水體發(fā)育。

1.1礦山地質(zhì)概要

1.1.1地層項(xiàng)目區(qū)所屬區(qū)域地層屬華北地層區(qū),除缺失志留系、泥盆系、白堊系外,從太古界系新生界其余各系地層均有出露。區(qū)內(nèi)巖性主要有石英砂巖、頁巖、灰質(zhì)白云巖、泥巖、灰?guī)r等。

1.1.2水文地質(zhì)條件項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水、二疊系砂巖裂隙孔隙水、石炭系巖溶洞隙水三種類型。(1)第四系松散巖類孔隙水項(xiàng)目區(qū)第四系厚10～55m,由黃土及砂礫石組成,其中的砂礫石層水量充沛,補(bǔ)給主要為大氣降水補(bǔ)給,單位涌水量為1.51L/s•m。(2)二疊系砂巖裂隙、孔隙水本區(qū)二疊系厚10～160m,其中砂巖含水層厚達(dá)25m左右,單位涌水量為0.014～0.02L/s•m。(3)石炭系灰?guī)r溶溶裂隙水石炭系上統(tǒng)太原組,共含灰?guī)r5～9層,其中L2和L8灰?guī)r厚度穩(wěn)定,溶洞、溶孔發(fā)育,含水層豐富,是重要的含水層位。單位涌水量0.007～0.04L/s•m,具有水量大,水頭高的特征。

1.1.3工程地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)灰?guī)r由寒武、奧陶系的碳酸鹽巖組成。根據(jù)濟(jì)源縣孔山灰?guī)r礦區(qū)地質(zhì)普查區(qū)(本礦區(qū)位于原普查區(qū)內(nèi))測試結(jié)果,各類型巖石的抗壓強(qiáng)度范圍值(見表1),按羅姆塔澤分類系統(tǒng),礦區(qū)巖礦石屬堅(jiān)硬巖石工程地質(zhì)組,局部有節(jié)理裂隙發(fā)育。

2.項(xiàng)目區(qū)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問題

2.1礦山次生崩塌地質(zhì)災(zāi)害區(qū)內(nèi)露天采坑主體邊坡高度11～56m,邊坡角達(dá)65°～85°的多處高陡險(xiǎn)坡,露天開采邊坡存在大量的危巖體,危巖體在采石,劈山放炮強(qiáng)烈振動以及在歷次暴雨作用下持續(xù)變形,發(fā)生多處崩塌。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)崩塌規(guī)模8處(見表2)。

2.2壓占、毀損土地資源露天礦山的建設(shè)和開采占用了大量的土地資源,不僅礦坑要占用土地、廢渣、廢石的堆放也占用大量土地,改變了土地的利用性質(zhì),破壞了地表植被,影響景觀生態(tài)環(huán)境。

2.3地形地貌破壞(1)石漠化嚴(yán)重采石坑中存在大量的殘留礦體礦柱和任意堆放的廢石堆、裸露的采礦底板,置身其中,一片石漠,滿目頹廢。嚴(yán)重影響了二廣高速及焦枝鐵路沿線的地形地貌景觀。(2)植被破壞殆盡采石場內(nèi)石漠化嚴(yán)重,沒有可供植物生長的土壤,植被稀少。采場周圍植被也殘?jiān)馄茐?許多地方都被碎石、廢礦渣所掩埋。(3)水土流失嚴(yán)重采石場內(nèi)由于坡度較大,沒有植被,僅有的表層土隨著大規(guī)模的開采,已被雨水洗刷干凈,水土流失嚴(yán)重,地表喪失或部分喪失了生態(tài)功能。

3.治理方案研究

3.1工程治理措施

(1)危巖體清除及削坡《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)的規(guī)定,邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.767[2],將該區(qū)域內(nèi)露天采礦邊坡的危巖體全部卸載清除,并將邊坡削坡坡度1∶0.75左右。危巖體清除及削坡石方量總計(jì)807800m3。

(2)堆坡面整理為了確保下部邊坡的穩(wěn)定,本方案設(shè)計(jì)開采平臺8m以下采用上部削坡產(chǎn)生的碎石進(jìn)行堆坡,碎石壓實(shí)系數(shù)為0.94～0.97,堆坡坡率1∶1.75。通過堆坡后,整體邊坡將可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),只要做好坡面的截排水工作,坡面不需要大的加固,同時對邊坡的復(fù)綠是很有利的。坡面整平30500m3。

(3)截排水溝在邊坡坡頂設(shè)截水溝,在坡腳和坡中設(shè)排水溝,截排水溝通至項(xiàng)目區(qū)東部河谷。排水溝和截水溝采用M10漿砌石結(jié)構(gòu),溝深0.6m,底寬0.5m。截排水溝總長度為12600m,需漿砌石3650m3、挖方12240m3。

(4)邊坡復(fù)綠采用攀巖植物綠化,方法是在邊坡附近或坡底置土,在其上栽種攀巖植物,攀巖植物生長、攀援、覆蓋坡面。工程設(shè)計(jì)有待種植攀巖植物的邊坡長度10460m,種植密度為40cm×40cm,需種植攀巖植物26145株。

(5)廢渣清理平整及礦坑覆土綠化工程礦渣清理工程主要是清理礦山開采遺留下來的四處散落的廢礦石、廢礦渣,也是礦山環(huán)境治理各項(xiàng)工程的基礎(chǔ),同時也是泥石流安全隱患的治理。人工清除廢渣石,并按照“因地制宜,就坡順勢,清高墊低,就地平整”的原則,與采坑回填、采石場底板平整、客土壓覆工程結(jié)合起來,合理安排巖土排棄次序。在平整后的采石場底板進(jìn)行覆土綠化工程。覆土厚度0.5m,覆土面積0.324km2。覆土后植樹,種植密度為3m×3m。廢渣石清理工作量為285500m3,覆土量為320000m3,種植喬木64830株。

(6)渣堆擋墻工程根據(jù)地形、地質(zhì)、礦渣堆高度等情況,采用直立式重力式擋土墻墻型,墻高4m,M10漿砌石結(jié)構(gòu)。擋渣墻基礎(chǔ)采用直立式擴(kuò)展基礎(chǔ),基底摩擦系數(shù)取0.4,墻后填土為礦渣,內(nèi)摩擦角取值40°,不考慮地震作用。渣堆邊坡長度為380m,挖方量為840m3,M10漿砌石2130m3。

(7)渣堆格構(gòu)護(hù)坡工程礦渣在堆積過程中,其邊坡是在礦渣頂部向下滾落過程中逐漸擴(kuò)展形成的,因此礦渣在堆積中形成的邊坡角可近似的認(rèn)為礦渣的自然休止角。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查礦渣的自然休止角為35°～40°,在格構(gòu)護(hù)坡前先對渣坡進(jìn)行放坡處理,采用上部削坡,下部壓實(shí)的處理方法進(jìn)行放坡,把渣坡放成30°左右,確保渣坡穩(wěn)定后,再進(jìn)行漿砌石格構(gòu)護(hù)坡工程。挖方量為900m3,M10漿砌石460m3。

4.結(jié)論與建議

通過對二廣高速及焦枝鐵路(濟(jì)源段)沿線礦山地質(zhì)環(huán)境治理研究,得出如下結(jié)論。(1)主要設(shè)計(jì)的工作有工程測量、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、邊坡治理工程、邊坡復(fù)綠工程、擋土墻工程、廢渣清理工程、采坑覆土工程、采坑綠化工程等工程措施來進(jìn)行恢復(fù)治理。綜合治理方案符合該地的地質(zhì)地形條件和社會需要,具有可操作性,技術(shù)方案可行,經(jīng)濟(jì)合理。(2)該項(xiàng)目實(shí)施后,不僅可以消除了地質(zhì)災(zāi)害隱患,還改善濟(jì)源市當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境,經(jīng)濟(jì)效益、社會與環(huán)境效益、減災(zāi)效益顯著。綜上所述,進(jìn)行二廣高速及焦枝鐵路(濟(jì)源段)沿線礦山地質(zhì)環(huán)境治理符合當(dāng)?shù)厝罕姷男穆?該項(xiàng)目是以人為本的體現(xiàn),有利于社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,意義重大,影響深遠(yuǎn)。

作者：侯坤頡、黃亮、張匯濤單位：河南省地質(zhì)測繪總院