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矿山地质环境恢复和综合治理方法在采石区中的应用

2019-12-26

世界有色金属 2019年18期
关键词:风化坡面花岗岩

罗 慧

(深圳市岩土综合勘察设计有限公司,广东 深圳 518172)

为减少矿山建设及生产活动造成的矿山地质环境问题及地质灾害,改善矿山地质环境和生态环境,根据矿山地质环境条件,结合矿产资源开发利用方案和矿山废弃现状,针对可能发生的矿山地质环境问题,提出相应的环境保护、恢复方案及综合治理措施,为保护生态环境与生态恢复治理提供最终提出经济合理、技术可行的解决方案。

1 工程概况

广东南部石场位于粤南地区,东侧近水库溢洪道,西临郊野公园,北为居民小区,南近水库,四面环山,通过现状水库巡河道及市政路与外部连接,目前该石场已停采关闭。

2 工程地质条件及水文地质条件

根据《广东南部某石场安全隐患排查与安全风险评估报告》,石场(评估范围面积为179820m2)区域存在7处需治理的边坡。

由于石场内未来规划有一变电站,存在重叠问题。未与变电站重叠的边坡为:石场最南侧岩土混合边坡A到E(平台标高以上岩石裸露边坡)。边坡全长约480m,最大高差49.0m,平均坡度约60°,坡面为裸露岩石,为开采岩石遗留边坡。

坡脚为开采遗留平台,宽40m~100m,现状堆放大量开采遗留岩石碎块,岩石块体最大高度超过3.0m。

参照《区域地下水资源调查与评价报告》、《水文地质图》,结合地下水赋存条件及含水岩组特征,本场地含水层可划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两种类型。

3 岩土层结构及其物理力学性质

根据勘察报告,场地内地层自上而下总体上有人工填土层(Qml)和第四系残积土层(Qel),下伏基岩为白垩系燕山四期花岗岩(γK1)。各岩土层特征分述如下:

依次分别为:第四系人工填土层(Qml)、第四系坡洪积层(Qdl+pl)、燕山四期花岗岩(γK1)本场地钻孔揭露的白垩系燕山四期花岗岩,按风化程度不同可划分为全风化、强风化、中风化、微风化四层。各层特征分述如下:

(1)全风化花岗岩(层序号③):土黄色,褐黄色,岩石完全风化,原岩结构尚可辨认,岩芯呈坚硬土状,手掰易碎,泡水易软化、崩解,合金钻进易,岩芯采取率为91%。

(2)强风化花岗岩(层序号④):土黄色,褐黄色,岩石因强烈风化而解体,岩芯呈土状、碎块混土状,风化裂隙极发育,泡水易软化、崩解,岩体基本质量等级Ⅴ级,岩芯采取率约为70%~75%。

(3)中风化花岗岩(层序号⑤):褐黄色,青灰色,主要成份为石英和长石,粗粒结构,块状构造,岩芯呈短柱状,少量块状,风化裂隙较发育,岩石较坚硬,敲击声哑,岩体基本质量等级IV级,岩芯采取率约为70%~75%,RQD=20-30。

4 矿山恢复治理方案

4.1 边坡支护设计要求

边坡安全等级为二级,设计边坡稳定安全系数≥1.30,根据规范按永久边坡按50年设计,且不低于建筑物被保护年限。边坡体主要荷载为岩土体自重。贯彻以防为主,因害设防,突出重点、综合治理、注重实效的原则,同时完善边坡的排水系统。

4.2 绿化设计要求

在确保边坡稳定的基础上,遵循“生态优先”和“可持续发展”的原则,体现生物多样性,加速自然生态系统的恢复进程。

整治思路概括为:因地制宜、安全有效、适地适树、灌木优先。

根据项目区地形特性,分析现场土壤条件,采用目前较为成熟的植被恢复工艺,意在工程实施完成后,现状裸露坡面能得到有效的改善,植物群落步入良性演替,景观得到明显改善。

4.3 支护和绿化方案选型

现场大部分为岩质边坡,坡面裸露并较破碎,大部分坡度大于60°。根据现场踏勘情况,拟采用的支护和绿化方案如下:

(1)各剖面最上级边坡位置为土质边坡,存在较大安全隐患,应优先考虑边坡稳定性。因此土质边坡部分拟采用喷锚形式支护,绿化采用植生槽爬藤。

(2)结合支护方案和绿化方案,岩质边坡得出的4套方案进行比选,见下表。

表1 方案型式比选表

场地为废弃石场,局部地区存在开挖不规则、坡面起伏大且杂乱等情况。

因此本次岩石边坡治理方案应采用多种方法结合的方式,并满足工期较短,且能保证施工质量的治理方案。因此岩质边坡治理方案拟采用(主动防护网+植生棒)和方案(主动防护网+飘台)相结合的方式。

5 结语

综上所述,矿山地质环境保护和恢复治理工程是一项利国利民的系统工程。针对正在开发和已经废弃矿产开发项目有着重大意义。通过上述工程案例的矿山地质环境恢复综合治理方法有效实践,为以后矿山地质环境和综合治理和预防崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生提供可靠实例,同时也在自然环境保护和修复得到广泛的应用。

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