陈继强 黄土龙 王 杰 万海平

(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;2.江铜集团银山矿业有限公司)

某废弃采石场地质环境治理方案的探讨*

陈继强1黄土龙1王 杰1万海平2

(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司;2.江铜集团银山矿业有限公司)

随着众多采石场的闭坑、关停，废弃采石场的治理成为地方政府的工作重点之一。通过分析废弃采石场治理的特点，总结了国内外治理经验，结合某废弃采石场现状，提出了清理边坡浮石以消除安全隐患的措施，针对治理区不同边坡形态，分别选取挂网客土喷播和平台覆土种树、爬藤覆盖坡面进行绿化，对废弃采石场治理工作具有一定的参考价值。

废弃采石场 地质环境治理 挂网 绿化

上世纪80年代开始，随着经济的高速增长，大规模基础设施建设的展开，导致石料需求量激增。石料开采给当地企业和人民带来就业和财富的同时，也破坏了当地生态环境和自然景观。开采结束后，大部分遗留下的废弃宕口存在边坡滑坡、崩塌、滚石隐患。在提倡绿色和谐矿山发展的今天，对废弃采石场的安全隐患进行排除和恢复生态环境，显得尤为迫切。

1 废弃采石场治理的特点

(1)数量众多，情况复杂。以前矿山管理部门对石料矿的最低生产规模限定较小，采石场的准入条件不高，各地涌现了众多小型采石企业。为了降低开采、运输的成本，采石场大多就近选点[1]，公路附近、城市周边山坡上露天采石场遍布，甚至同一座山有几家企业同时开采。各宕口形态多样，陡坡、高边坡众多，地形复杂，边坡岩石风化严重，存在滑坡、边坡崩塌等安全隐患。

(2)开采不规范，施工困难。按设计开采闭坑后的采石场边坡稳定，治理工作主要是生态恢复，治理相对简单。然而，小型矿山企业技术力量薄弱，为了利益最大化，未按照设计方案自上而下分层开采，而采用一面坡方式，且只开采易采、质量好的矿石，导致采坑不规整，存在滑坡、崩塌隐患。部分废弃采石场周边环境复杂，附近有民居或者公路通过，治理过程中需要考虑爆破安全问题，给治理工作带来了困难。

2 废弃采石场治理方法

废弃采石场治理一般包含两部分：①消除安全隐患，主要包括存在滑坡、崩塌、滚石隐患的不稳定边坡，以及有坠落隐患的高低不平的采坑；②复绿，即治理区生态恢复。废弃采石场治理顺序是先消除安全隐患，再进行绿化。

2.1 不稳定边坡治理方法

(1)削坡减载。从边坡顶部向下逐层开挖，形成梯级台阶，降低总体边坡角，减轻边坡承受的负荷，达到稳定边坡目的。

(2)疏干排水。包括地表排水和地下水疏干，地表排水一般是在坡顶修筑截水沟，防止边坡外地表水流进边坡岩体表面裂隙中；在平台及坡底设置排水沟，防止汇水冲刷边坡。采石场大多为山坡露天矿，除涉及溶洞的矿山，极少涉及地下疏干。

(3)支挡与锚固。主要包括挡土墙、抗滑桩、锚杆、预应力锚索、SNS柔性防护系统等[2]，通过增大岩石强度改善边坡的稳定性。

2.2 绿化方法

矿山各平台经整平后，覆土植树种草，恢复为林地[3]。对于边坡面绿化，国内外采用的主要方法：

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(1)飘台、鱼鳞穴、燕巢法。陡坡上架设钢架支撑飘台，定向爆破形成鱼鳞状洞穴，利用石壁面的凸出部位，用砖石砌筑围栏，创造植物生长空间[4]，此方法主要适用于稳定的陡坡，施工速度缓慢，工程量巨大。

(2)台阶面爬藤类植物复绿法。在上、下平台坡底、坡顶附近凿槽种植爬藤类植物，植物爬满整个坡面，达到绿化目的，主要应用于规整稳定的台阶，或者经削坡、降坡后形成的稳定台阶。

(3)喷播复绿法。喷播复绿法是利用特制喷混机械将土壤、有机质、保水剂、粘合剂和种子等混合后喷射到稳定的岩面上，在岩壁表面形成喷播层，营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的稳定结构，保证草种迅速萌芽和生长[5]，适用于普通条件下无法绿化或绿化差的边坡。

(4)景观再造法。对废弃采石场进行深层次的开发利用，使其成为人工湖泊、人工石雕、主题公园等观光游览景点[4]。

3 某废弃采石场治理方案

3.1 废弃采石场概况

某废弃采石场位于山顶高处，宕口坡面岩石裸露，宕口东南200 m有村庄，宕口坡面正对东侧省道，造成严重的视觉污染。宕口边坡长约112 m，南侧宽约50 m的边坡一坡到顶，边坡最大高差为65 m，边坡角为53°。北侧边坡最大高差为68 m，分3个台阶，台阶高度自上而下分别为27，22，19 m，平台宽5～15 m，边坡角为38°～43°，宕口底盘尺寸为50 m×25 m。治理区岩性为赋存于三叠系南陵湖组地层中的石灰岩，中硬，水文地质条件和工程地质条件简单。

根据边坡形态，将治理区划分为两部分：南侧单台阶边坡为A区，边坡岩石较完整；北侧边坡以及坑底为B区，边坡岩石裸露，风化严重。宕口现场见图1。

图1 废弃采石场宕口

现状宕口边坡角小于开采设计的最终边坡角55°，北侧边坡台阶高度略高于设计台阶高度，小于并段后的台阶高度；南侧边坡未分台阶，且是所有边坡中最陡的。根据现场工程地质勘察数据，使用赤平极射投影法进行边坡稳定性分析，结果显示，边坡总体是稳定的。

3.3 治理方案

综合考虑国内外各种治理技术、投资和效果，结合治理区实际情况，因地制宜，从生态系统角度，考虑对采石场区域生态系统的稳定性、长久性及与邻近地区景观协调的一致性；从土地利用方面,考虑最大限度恢复林地生产力。

边坡总体稳定，但受开采及长期风化影响，形成较多的浮石和裂隙，存在浮石滚落的安全隐患。因此，应选取在安全上可靠、技术上可行、经济上合理的边坡治理方案。先彻底清除边坡浮石，消除地质灾害隐患，再将北部B区的上部台阶平台及坑底平台整平，覆土后植树种草。为了防止治理区外围及坡面上的积水冲刷覆土层和植被，治理区外围、各平台坡底线附近设置截、排水沟。南侧A区坡度较陡，大于45°，难以直接覆土，采用挂网客土喷播技术复绿。北侧为台阶式边坡，台阶高度较小，岩质坡面直接采用爬滕类植被绿化。治理方案示意见图2。

图2 治理方案示意

3.3.1 边坡浮石清理

边坡顶、底部浮石使用挖掘机清理，挖掘机铲斗无法触及的中部坡面，采用人工撬毛法。清理出的石块用于覆土层外围砌筑挡土墙，防止治理区的水土流失。需清理的边坡面积见表1。

表1 需清理边坡面积

3.3.2 平台整平

对平台上低洼的凹坑进行回填，凸起的岩块用破碎锤整平，平台保持0.3%的反坡，利于排水和覆土植树种草。

3.3.3 排水系统

治理区外围设置截水沟，各平台坡底线附近开挖排水沟，将平台、坡面汇水排出治理区，防止大量汇水冲刷边坡和平台。

3.3.4 绿化工程

南侧A区采用挂网喷播法绿化，主要工艺流程：①搭建脚手架；②钻孔、安装锚杆，坡面上按1 m×1 m布孔，孔深1 m，灌浆安装锚杆，主锚杆为φ16 mm×1 000mm圆钢,辅助锚杆为φ12 mm×600 mm;③挂网,金属网为φ2 mm×50 mm×50 mm镀锌铁丝网，搭接长度应大于2个网眼，即10 cm以上，使用铁丝与锚杆固定;④客土喷播,喷播厚度为5～7 cm，A区喷播工程量见表2，喷播绿化断面见图3；⑤植被养护。

表2 A区坡面喷播工程量

图3 喷播绿化断面示意(单位：mm)

北侧B区各平台覆土0.6 m，种植能适应矿山环境的耐旱、耐贫瘠的红叶石楠，间距为2 m×2 m，树间种草，沿边坡坡底和坡顶种植爬山虎或葛藤，间距为2 m，绿化坡面。为防止水土流失，在二、三级平台的坡顶、底盘平台的入口处设置挡土墙。

4 结 语

随着越来越多的露天石料矿山闭坑，使得采场宕口存在安全隐患的同时，也带来了水土流失和视觉污染等一系列的问题，急需进行治理。本文分析了废弃采石场治理的特点，总结了国内外主要治理方法，并根据某采石场的现状，清理边坡浮石以消除安全隐患，针对治理区不同边坡形态，分别选取了挂网客土喷播和平台覆土种树、爬藤覆盖坡面进行绿化的治理方案，治理投资约为100万元，治理成本不大，治理结束后，区域将全部为植被覆盖，可以达到预期的治理效果。

[1] 宁丰收,游 霞,杨海林.重庆市主城区废弃采石场生态与景观恢复对策[J].水土保持通报,2005,25(3):77-80.

[2] 蔡美峰,何满潮,刘东燕.岩石力学与工程[M].北京:科学出版社,2002.

[3] 罗 松,郑天媛.采石场遗留石质开采面阶梯整形覆土绿化方法研究[J].中国水土保持,2001(2):38-39.

[4] 黄敬军.废弃采石场岩质边坡绿化技术及废弃地开发利用探讨[J].中国地质灾害与防治学报,2006,17(3):69-72.

[5] 杨冰冰,夏汉平,黄 娟,等.采石场石壁生态恢复研究进展[J].生态学杂志,2005,24(2):181-186.

*“十二五”国家科技支撑计划项目(编号:2011BAB07B01) 。

2015-03-04)

陈继强(1966—)，男，高级工程师，243000 安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号。