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矿山地质环境治理中柔性防护系统的应用探究

2013-08-15刘国谋

河南科技 2013年8期
关键词:坡面柔性岩体

刘国谋

(河南省地矿局第二地质环境调查院,河南 郑州 450053)

我国将边坡柔性防护系统于1995年从外引入,先后应用于水利、公路、铁路等广泛领域,主要治理坡面的浅层危岩落石。柔性防护系统其边坡具有一定的稳定性,抑制边坡遭受风化剥蚀,该系统实施对坡面形态没有具体要求,且不改变和破坏原坡面地貌形态和不影响植被正常生长,最大化实现防护边坡和保护环境的目的。在某区域矿山地质环境的整治中,根据当地的自然地理风貌等,采用柔性防护系统对岩体进行防护施工设计,可有效解决环境遭受破坏以及地质灾害的发生,对环境工程有效实施防护,在实施过程中,要保证实施的工程质量,同时采用经济有效地防治措施对环境形成有效地保护。

1 工程概况

1.1 工程项目实施地点情况

某区域矿山,采矿条件优良,因此露天采矿区较多。一般采矿实施的是露天崩塌法实施开采,可在河北岸山坡见到较大规模的挖损面,造成山体大面积出现裸露,同时对周围的植被以及地貌环境造成严重的破坏。坡面陡峭不平,岩体锋利,形成危岩,岩体的稳定性较差,导致泥石流、滚石以及崩塌现象的发生,这严重影响了正常的交通道路,影响到行人的正常通行。

1.2 地层条件

坡体主要低层为层状或片状的白云岩或大理岩,发育多组节理,在风化侵蚀作用下,岩体日益风化成破碎块状结构,导致岩体地层条件极为恶劣。

1.3 勘查结论

在实施工程修护之前,对地质条件进行勘查,其中矿区边坡地质灾害发育主要为:第一,坡度相当陡,坡面不平整、坡面高度所占面积大;第二,坡面的岩石破碎层一般1.0m 左右,体积较小,局部较为严重的岩体发生变形深度为3.0m,在该条件的影响下,形成了危岩;第三,在整个边坡防护中,主要针对边坡所常发生的局部小型崩塌以及落石灾害为主,落石滚落或崩塌的发生,都会造成过往道路的阻塞以及严重威胁行人的健康安全。

2 设计方案

传统的防护方法,多采用的是固定锚杆(锚索)格构、或采用削坡的方式实施矿山边坡危岩的修护治理。但这些施工方式所耗费的工期时间长、工程量较大,尤其在一些岩质破碎的边坡防护施工中,进行防护施工的难度较大,会对环境造成严重的破坏,而且施工结束后,工程构件与环境之间没有统一的协调性。在矿山环境修复防护工程施工中,经多方专家以及相关部门进行研究分析,针对可能发生的灾害方式以及特征,采用柔性防护系统对 整个矿山地质环境进行整体修护,通过固定锚杆锚固提高危岩的稳固性,可有效防止崩塌泥石滑落现象发生,在修护之后,在对地质环境进行后期的护养,增加坡面的绿化覆盖面积,可有效防护自然灾害的发生以及实施自然环境的恢复。该施工方案,较为简便、经济可行且施工效率高,可对矿山地质环境进行有效维护。

2.1 柔性防护系统

2.1.1 施工工艺

第一,清理坡面的浮石和浮土,消除其可能会对防护区域造成的影响,对于局部地形可能会造成整体施工效果实现进行适当调整。第二,确定锚杆位置后,实施打孔,打孔多于低凹处,如地形条件不适宜,则选在贴近坡面的锚杆打孔,并在每一孔位凿一定深度不小于锚杆外漏环套长度的凹坑,一般口径为20cm,深度为20cm。第三,于孔内注入泥浆,三天后,实施下一步操作。第四,安装支撑绳,可纵横方向上受力,将其拉开后,用绳卡固定连接。第五,从上至下将格栅网铺挂开,将钢丝绳铺挂同时连接起来,将其进行固定完好。

2.1.2 设计网型

为防止发生地质灾害所造成的岩体滑落或崩塌,对过往的行人以及车辆造成威胁,同时考虑到岩体发生破碎情况和后期坡面的绿化环境等方面的需要,对其实施防护修复,所采用的主要为柔性防护系统,该系统可对整个坡面进行防护。防护网型号选用常规的普通型,主要是由钢丝格栅+钢丝绳网等共同组成的双层防护网,可有效抑制崩坍岩体滑落,同时加入钢丝格栅也可阻挡一些较为碎小的岩块,实施绿化时,可有效稳定坡体土城结构,利于植物的生长。一般在实际施工操作中,多采用钢筋锚杆取代使用钢丝绳,因钢丝绳在施工中较难操作使用,且使用可靠性较低。

2.1.3 材料规格、指标

在选用施工材料时,选用合乎规范的锚杆,其中间距、抵抗力以及网孔规格都有其规定,严格按照相关规定要求,进行选材取材使用。

2.2 坡面养护绿化

坡面防护工程绿化实施后,在坡面进行地面喷混,有利于实现坡面快速绿化。利用喷混机将混合的干料直接喷射到岩面上,喷射后的岩面之间形成一个可填充植被的空间,有利于植物根系的正常生长。一般于岩体边坡喷混绿化的植被多采用草本植被,有时为了美观需求,也可适当增加一些花草种子,在实现绿化的同时,构件和谐的环境基础。

3 施工效果

工程实施采用的是柔性防护系统,实施后,裸露的地表普遍实施绿化。该工程系统的实施,有效改善矿区的地质环境,消除地质灾害的隐患影响,降低水土流失情况发生,有效实现绿化,稳固水土,防止水土流失造成环境影响破坏,而且该系统的实施可有效保证交通道路建设和经济环境的可持续发展,同时有效实现抗灾防灾,该工程自身具有强大的优势,但与环境又有着统一的协调性,实现环境统一协调发展。

4 总结

随着经济的不断发展,我们赖以生存的自然环境遭受到一定的破坏,严重影响着我们周边的自然环境以及我们的生存环境,这不利于我们的健康生活。在这样的环境条件下,如何维护我们的自然环境是当前一个相当重要的课题。经过多年的实践经验总结研究,制定了边坡防护系统工程实施,该工程系统有利于维护自然环境的和谐发展,同时可有效改善矿山岩体边坡遭受自然灾害侵蚀的破坏,大大改善矿山区的自然环境。在该技术实施中,可通过加强锚杆、采用喷混机械植树造林等,对边坡实现有效的防护。在该区域中实行的柔性防护系统对边坡岩体实施有效的治理,大大削弱了工程量、有效减少灾害事故的发生、且实施该工程的费用较经济划算,该系统可被广泛适用于环境破坏区,可有效改善被破坏的岩体环境,创造良好的环境效益以及经济社会效益。这一技术方案在当前的地质灾害环境的治理中,对破坏的环境治理恢复效果显著,值得被广泛应用于矿山地质环境恢复中,具有一定的推广意义。

[1]陈伟涛,张志,王焰新,张林.矿山地质环境遥感监测方法初探[J].地质通报,2010,9(2):158-159.

[2]吕军,李利,侯俊东.矿山地质环境治理主体间的博弈分析[J].中国人口·资源与环境,2012,16(11):754-755.

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