废弃矿山地质环境治理研究

　　久字取土场为已废弃多年的小型矿山，过去开采主要是提供碎石和表土，位于辽宁省凌海市双羊镇久字村北部，北临秦沈快速铁路，周边分布有102国道、锦阜高速、京沈高速等交通干线，交通便利，面积0.06km2。

 

　　1.1自然地理

　　1.1.1气象

　　治理区地处中纬度地带，属暖温带大陆性半湿润半干旱季风气候区。区内多年平均气温8.9℃。降水多集中在6～9月份。无霜期为170天，多年冻土深度1.2m。

　　1.1.2水文

　　治理区内无河流或冲沟，区域上属大凌河流域，东距大凌河约8.5km。

　　1.1.3土壤植被

　　治理区内土壤主要为棕壤性土和粗骨土；植被多为天然次生杂木林或灌木杂草。由于采石、取土，表土被剥离，区内土壤植被破坏严重。

　　1.2地形地貌

　　治理区地貌类型为剥蚀低丘，总体地势东高西低，相对高差43.5m。丘顶呈圆顶状，坡度较缓，地面自然坡度15～20°。陡坡坡高5～20m，坡角多为50°～70°，最大坡角可达80°。坡面凸凹不平，在边坡的中上部可见松动悬挂岩块， 时有碎块沿坡面剥落。

　　1.3水文地质条件

　　该地段地下水类型单一，为碎屑岩类风化裂隙水，地下水埋藏不稳定，水量贫乏。地下水主要接受大气降水补给，以径流排泄为主。

 

　　崩塌和滑坡的防治措施主要为【2】：在坡面修筑排水工程。加强坡面排水，防治坡面积水，以减少雨水渗入坡内。在坡脚一定距离处砌筑挡墙。当坡体发生变形滑塌时，坡脚处修建挡墙可起到支挡的作用，使坡面滑下的物质不能继续前进，起到了阻挡的作用，防止对邻近铁路路基的毁坏。

　　2.1排水工程

　　根据坡面形态及坡体工程地质条件，以“截、排和引导”为原则，布置地表排水工程，在坡顶修建截水沟（如图1）、坡面修建排水沟。

　　根据类似地区排水工程建设经验本文由论文联盟http://www.LWlM.cOm收集整理，结合场地区地形地貌及降雨条件确定排水沟规模。截水沟内侧梯形上底、下底和高的尺寸分别为：0.6m、0.4m、0.4m。M7.5水泥砂浆抹面截水沟两侧面底部，砂浆抹面采用防水砂浆，厚度为20mm。排水沟为矩形，高、宽的尺寸为：0.4m、0.8m，采用浆砌石砌筑，M7.5水泥砂浆抹面排水沟两侧面底部，砂浆抹面采用防水砂浆，厚度为10mm。

　　截水沟设计流量Q与所在地区的气候，汇水区域的大小、坡度、土质和植被状况以及设计降雨重现期有关，其计算式为：

　　Q=16.67 C·I·F

　　式中：I——降雨强度（mm/min），与设计重现期P和降雨历时t有关；无降雨资料时：I=Cp·Ct·I5，10 锦州地区I5，10取1.3；Cp取1.22（10年重现期）；Ct取0.4（根据各场区汇水历时）；

　　C——径流系数，与坡面状况有关。

　　F——汇水面积 （km2）。

　　在强降雨或久雨时，雨水夹带少量泥沙碎石沿所设计修建的排水沟流下，其条件与稀性泥石流相仿，可根据《泥石流灾害防治工程勘查规范》（DZ/T0220--2006）附录I中形态调查法计算设计频率地表水最大汇流量，其公式为：

　　QC=VC·WC

　　式中：WC——过流断面面积（m2）；

　　VC——断面平均流速（m/s）；平均流速VC采用铁三院经验公式

　　a=（ * +1）1/2

　　式中 —泥石流平均泥深（m）； —泥位纵坡率，以沟道纵坡率代替； —泥石流固体物质重度（t/m3）； —泥石流泥沙修正系数；

　　通过计算，坡顶截水沟过水流量为0.3m3/s，设计频率地表水最大汇流量为0.21m3/s，可满足排水要求。

 

　　山体的绿化，植被的繁茂是地质环境治理的目的，一方面有利于防治地质灾害的发生，减少对过往车辆和行人的威胁，另一方面也可以发展生态农业，有利于美化环境和提高当地居民收入【3】。

　　3.1场地平整

　　对于堆积的大块碎石，可采用大型推土机将其推放到斜坡底部，对于小块的碎石可采用推土机进行平整、压实。靠近斜坡边缘的压实作业应采用人工或轻型设备，防止滑坡。

　　3.2植被种植

　　植被恢复应与周边环境协调一致，根据附近的植物种类确定树种和草种，推进乔灌草套种混播、乔灌藤草相结合、植被绿化与工程护坡相结合。

　　根据附近山体植被发育情况，可选择2年生的刺槐或榆树等耐旱耐低温适宜当地环境的乔木树种，种植间距2m×2m；灌木树种可选择荆条或沙棘，种植间距1m×1m；其它地面播种草籽，首选高羊茅、黑麦草、早熟禾和紫花苜蓿，选择喷播方式。

 

　　治理工程是典型的公益性工作，可提高区内居民的生活质量，使原来风起时沙满天的景象在小区域内得到遏制。治理工程项目的实施，可改善本区生态环境；对提高人民的生产、生活、健康水平亦有重要作用，可实现区内社会效益、经济效益、环境效益多赢。

　　通过边坡整治、场地整平、植被恢复等治理措施，将使原来伤痕累累荒山秃岭变成葱绿秀美的青山，使地质灾害隐患得到消除。通过植树、造绿、种草，将在小区域内有效改善自然环境，使裸露的荒山、废弃物遍地的土地变绿后，可减少沙尘的来源，从而改善水土结构和田间小气候，增加抵御自然灾害的能力，从而改变生态环境和人民生活环境。如推广至全区、全省及全国，则可改善近期频频出现的雾霾天气，而如针对越趋恶劣的生态环境投入专项治理工程，则耗资巨大，故该项工程长期潜在效益更可观。