矿山治理方案.

一、概述

1.1、任务的由来

袁花矿山生态环境治理工程(下称“治理区”)位于原海宁市夹山石料有限公司建筑用石料(凝灰岩)矿山,矿山因资源量开采到量,于2013年9月关停,因前期矿山开采不规范,部分边坡坡度较陡、高差大,危岩、浮石残存;东南侧边坡坡面残存大量堆土,无任何安全稳定措施,有引发滑坡地质灾害的可能,且水土流失现象严重,存在安全隐患;同时裸露的坡面在国道可视范围内,严重影响了视觉景观。为改善矿区生态环境,消除地质灾害隐患,美化国道的视觉景观,浙江鸿翔环保建材科技有限公司进行生态环境综合治理。

1.2、本次工作内容及完成的工作量

1.2.1、本次工作内容

接受任务后,我队于2016年3月21日派出工作人员进驻现场,在充分收集该区资料的基础上,对治理区现状地质环境条件与生态环境条件进行调查,至2016年5月完成了该边坡治理方案编制工作。

具体的治理要求:

1、根据业主委托书提供的治理区范围。对治理区东侧、东南侧、南侧进行台阶式削坡,每个台阶坡面角控制在50°以内,对治理区西侧进行清坡,基本消除安全隐患,对+178m平台进行平整、清理。

2、工程治理施工工期为12个月(不含后期养护)。

3、复绿工程。对治理区西侧、东南侧、东侧局部开挖后裸露边坡和平台采用厚层基材喷播工艺进行复绿;对治理区东北侧采用撒播草籽木进行复绿。同时通过截排水系统设置使治理区水土保持。

二、治理区现状特点

2.1、治理区地理位置、坐标及交通

治理区位于德清县武康镇178°方位,直距约8.9km的武康镇长春村北东、柏山寺南东山丘上。治理区中心地理坐标:119°57′57″,北纬 30°27’48″。距104国道仅1.5km,有简易公路与之相连;北距水运码头约为4.5km,交通十分便利(见详治理区交通位置图)。

图1 治理区交通位置图

2.2、治理区规模与分区现状概况

2.2.1、治理区规模与范围

治理区以原海宁市夹山石料有限公司矿区为基础,北侧范围缩小,东南侧和东侧外扩,整个治理区由15个拐点组成,水平投影总面积为114674m2(合172.0亩)(详见图1)。原矿区范围内治理面积约84295㎡,原矿区面积约161714㎡,治理面积占原矿区面积52.13%。原矿区范围外治理面积30379㎡(45.56亩),其中已破坏山体面积26756㎡(40.13亩),未破坏山体面积3623㎡(5.43亩)。

治理区拐点坐标见表2-1。

治理区范围拐点坐标表2-1

2.2.2、各分区现状概况

为叙述方便,本次治理设计依据现状边坡基本特征、坡面岩性特征、边坡稳定性以及边坡处理方法等特点,将整个待治理的边坡区分为三个小区(即Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区)和六个分区(具体分区见图2),宕底+178m平台分为Ⅳ区。

照片1:治理区Ⅲ区、Ⅳ区现状照片2:治理区Ⅰ区、Ⅱ-1区现状

照片3:治理区Ⅱ-2区现状照片4:治理区北侧水塘

照片5:治理区全景图(由北向南拍摄)

2.3、治理区地形、地貌特点

治理区属低山丘陵区,区内最高点海拔标高+244m左右,最低点为北西面县级公路,海拔标高+10m左右,相对高差最大可达234m。地形自然坡度一般12°~38°。地表植被发育,以灌木矮丛、毛竹林、松杉幼林及杂草为主。

2.4、治理区气候、水文条件

2.4.1、气候

治理区属亚热带季风气候。温暖潮湿,四季分明。年平均气温15.8℃,极端最高气温39.3℃,极端最低气温-11.1℃。年平均降水量1275.5mm,多集中在4~6月和8~9月份间的梅雨和台风季节,月最大降雨量448.1mm,日最大降

雨量343.1mm。夏季盛行东南风,冬季盛西北风。无霜期246天。

2.4.2、水文

治理区地表水体不发育。地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种,雨季相对比较明显,干旱季节无明显裂隙水渗出。

三、治理区地质环境条件与施工环境条件

3.1、基岩地质

3.1.1、地层岩性

治理区内出露地层为早白垩系黄尖组和第四系。

h):广泛分布于治理区,岩性为深灰色英安质晶屑凝

1、早白垩系黄尖组(K

1

灰岩,晶屑凝灰结构,厚~巨厚层状构造,产状330°∠25°。

2、第四系(Q):分布于治理区周边部。主要分布在沟谷、山坡及山前地势平缓区。其岩性为浅褐黄色、黄灰色砂土、腐植土等。

3.1.2 、治理区地质构造

区内构造较简单,断裂构造不发育,构造形迹主要表现为节理。通过对治理区地表露头、边坡岩体的节理观察、统计,主要有北东向和北西两组节理:北西向节理产状75°∠80°,节理密度2~3条/m;北东向节理产状320°∠81°为主,往往形成密集节理带,节理密度5~8条/m。节理面较平直,多呈闭合状,一般无填充物或泥质充填。

3.2、水文地质

治理区周围无河流,地表水体不发育。大气降水均以片流、沟流形式从表面汇入低洼处或治理区中部。宕底无地下水渗出。

松散岩类孔隙潜水主要分布在治理区及周围的残坡积层中。基岩裂隙水主要接受大气降水和上覆残坡积层孔隙潜水的补给,明显受大气降水影响。治理区最低标高高于当地侵蚀基准面。治理区水文地质条件简单。

3.4、工程地质

治理区内岩性主要为深灰色晶屑凝灰岩。新鲜岩石在饱和状态下属于坚硬性岩石,质地整体呈致密块状,在自然状态下,稳固性较好。岩石结构类型为厚~巨厚层状构造,属坚硬岩类。按照GB12719—91标准,治理区工程地质条件简单。

3.5、治理区周边环境

治理区东南面为矿区;治理区北侧为加工机组(正在拆除);治理区东侧为石料加工场地(正在拆除),治理区东北侧为原矿山生产用房及办公用房,距治理区最近约157m,区内有运输公路与乡镇公路相接,距104国道1.5km,治理区西侧、南侧为自然山体。

治理区进行削坡和坡面清理工作,对周边环境影响不大。

四、综合治理总体方案

4.1、治理设计原则与治理目标

4.1.1、治理设计原则

1、方案编制应首先保证边坡的稳定性,在此基础上同时考虑以经济、有效的治理方案实施边坡绿化;

2、按治理方案进行刷坡后应符合规定标高,刷坡后留下的坡面没有残留物,坡面平坦,不留安全隐患;

3、在确定方案时,必须遵循技术可行性和经济合理性的原则。

4、功能优先、因地制宜整治该区域。通过本方案的实施,首先保证边坡稳定、防止水土流失,使原有裸露的山体得到有效的防护;其次通过草灌结合、以灌为主的复绿原则使山体植被得到重建,防止雨水对坡面的冲刷,从而使山体的水土流失得到更好的控制,消除国道沿线裸露的视觉污染。

4.1.2、治理设计依据

1、《中华人民共和国矿产资源法》;

2、《中华人民共和国矿山安全法》;

3、《中华人民共和国水土保持法》;

4、《中华人民共和国森林法》;

5、《浙江省露天开采矿山自然生态环境治理工程技术指南》;

6、《浙江省矿山生态环境保护与治理规划》;

7、《浙江省露天开采矿山自然生态环境治理工程施工质量验收管理办法》;

4.1.3、治理目标

1、通过对高陡边坡的削坡卸荷,减缓边坡坡角,使整体坡角降低到50°以内,消除边坡危石,从而保证陡倾边坡区的边坡稳定。

2、通过各种基础工程建设,保证治理区坡脚稳定、治理区排水通畅,防止治理区水土流失。

3、采用各种复绿手段,实现整个边坡区的生态恢复,使治理区生态环境与周围环境相协调。

4.2、综合治理总体方案

鉴于治理区宕面岩石的岩性、结构面特征以及边坡稳定性特点,本次治理设计及施工中拟采用:通过爆破刷坡、坡面清理修整,挡墙、排水工程建设的实施,保证边坡稳定,治理完成后边坡较为平坦,符合生态治理要求。

4.2.1、边坡稳定性处理方案

根据现场勘测,整个治理区边坡分为四个小区:Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区,针对其边坡地形、地质的不同特点,分别采用相应办法进行治理。

1、Ⅰ区

(1)位于治理区南东侧、东侧,顶部为表土及风化层,基岩为凝灰岩,岩石坚硬、坡角较陡。治理区东侧已有简易便道可至区内顶部,中间有支路至相应平台,设计削坡卸载采用中深孔爆破、水平台阶式自上而下逐层进行。

2、Ⅱ区

(1)Ⅱ-1区:位于治理区正东侧,主要为以前矿山开采堆积的表土,堆土

厚30m左右,采用机械方式清理至基岩位置即可,清理的表土可回填至宕底(宕底表层,可为宕底土地复垦利用创造条件)。

(2)Ⅱ-2区:位于治理区东北侧,为风化层,采用机械方式按照一定坡度挖高填低进行平整清理。

3、Ⅲ区

(1)Ⅲ-1区:位于治理区西侧(界A-界B连线东侧),主要为表土及风化层,现状坡面坡度、高度能基本满足喷播要求。设计采用机械方式进行清坡。

(2)Ⅲ-2区:位于治理区西侧(界B正东侧),现状坡面坡度较缓,但边坡高度大于20m,设计采用机械方式降低边坡高度并清坡,使其最终高度小于20m。

(3)Ⅲ-2区:位于治理区西侧(界B-界C连线东侧),主要为表土及风化层,现状坡面坡度、高度能基本满足喷播要求。设计采用机械方式进行清坡即可。

Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ-2区清坡总面积为25893㎡。

治理区坡面内部基岩整体性完好,通过以上因地制宜的治理,治理区坡面整体坡度降缓到50°以内,坡面上浮石、浮土等被有效清除,无明显松散堆积物,能诱发各个分区地质灾害发生的不稳定因素基本得到消除,治理区达到稳定性要求,也同时达到生态治理的要求。

4.2.2、基础工程建设方案

1、挡墙建设:为防止最终坡脚产生松动,减少治理区内水土流失,设计在边坡最终坡脚外2m位置设置挡墙。挡墙采M7.5浆砌块石进行施工,挡墙设置时沿坡脚线进行开挖和砌筑。设计:挡墙长538m、上宽0.8m、下宽1.2m、净高1.5m。

2、排水沟建设:为保证治理区边坡及平缓地区域内地表水排泄通畅,设计

在各挡墙外侧2m、平台上部边坡坡脚外1m设置横向排水沟。通过各排水沟相互间的连通,构成整个治理区的截排水系统,将治理区内部地表水汇集,整体排入西侧水塘或自然沟。设计:所有挡墙外侧的排水沟及平台排水沟均采用浆砌块石砌筑,平台排水沟规格为上宽0.45m、下宽0.3m、深0.35m、基底浇注0.1m,长946m。

3、施工道路:为便于机械作业,同时为满足物料运输及养护道路之需要,利用治理区东北侧已有的便道,在施工完成转入养护期前通过种植苗木等方式对施工便道进行复绿,防止水土流失并保证坡面与坡顶绿色自然相接。

4.2.4、治理区复绿方案

1、Ⅰ区复绿方案

Ⅰ区以喷播复绿技术进行复绿。设计:喷播厚度12cm,种子选择以适应性强的灌木为主、草灌结合。喷播用土壤以富含本地植物种子的表层土或种植土为主。设计:总喷播面积25893m2。

2、Ⅱ区复绿方案

Ⅱ-1区、Ⅱ-2区为经过清理后,大致形成+192-+195m平台,对该区域种植灌木进行复绿,树种选择以小叶女贞、红叶石楠为主,种植规格2m*2m,错开种植,面积约16223㎡,共种植灌木4056株,回填种植土730m3。

3、Ⅲ区复绿方案

Ⅲ区清坡完成后采用喷播复绿技术进行复绿。设计:喷播厚度12cm,种子选择以适应性强的灌木为主、草灌结合。喷播用土壤以富含本地植物种子的表层土或种植土为主。边坡喷播面积已包含在Ⅰ区喷播工程量中。

4、挡墙内侧绿化

挡墙内侧1-2m宽左右为乔灌木栽植区以栽植景观乔灌木为主。挡墙内侧树种选择以香樟和杜英为主,分两排栽种,中间空隙部分种植灌木。外侧靠近挡墙边种植一排爬藤植物。设计挡墙内侧香樟和杜英种植规格2m*2m,。挡墙内侧设计回填种植土783m3,植被种植长度538m;栽种乔木(香樟、杜英)341株,灌木682株,爬藤植物1076株。

五、主要施工工艺

本治理工程所涉及的主要施工工艺包括:边坡削坡、清坡施工工艺、排水沟构筑施工工艺、挡墙砌筑施工工艺、厚层基材喷播施工工艺等几个方面:

5.1、削坡及边坡修整清理施工工艺

根据上述工程治理方案的要求,本工程从岩石类型、山体高程、周边环境及土石方量等诸多因素考虑,采用机械或爆破开挖削坡为主、人工清理为辅的总体削坡及坡面修整清理方案。削坡施工由自上而下、从北向南、由西向东推进。

削方施工从上至下对坡面进行开挖,保证削坡边坡角不大于50°。削坡中注意对原有植被进行保护,彻底消除坡面中不稳定因素。

5.2、边坡复绿喷播工艺

5.2.1、施工工艺选择及操作流程

在充分进行矿区周边生态环境的调查后,依据矿区实际情况:设计陡倾角坡面主要采用厚层基材喷播复绿施工工艺进行植被重建,缓倾角坡面主要采用喷播复绿施工工艺进行植被重建,挡墙通过坑穴法种植苗木进行植被重建。植被类型短期以草本为主,以固土和抗冲刷;后期以灌木和野生植物为主,以逐步与周围

环境相融合。厚层基材必须在刷坡、平整、保证边坡稳定的基础上才能实施;施工时,通过对削坡后形成的坡面进行表面平整、挂网、覆土、喷射含植物种子的混合基材、遮荫网覆盖、前期养护等工序实现边坡复绿。本设计在喷播施工阶段拟采用一次性混合喷播,具体如下:

1、一次性混合喷播方式确定

a、液力喷播因使用材料和喷播机械的不同,基材容易流失,会造成铁丝网和坡面的裸露,并且对植物后期生长不利,且液力喷播不能在高陡坡面进行施工;

b、先喷射混合土后喷射种子及营养液的两层喷播方式因两层所用材料的不同和施工时间的不同容易造成表层流失,另一方面基材中营养成分集中表层,植物根系不容易下扎,且一旦表层流失底层内基本无植物种子,容易形成斑秃现象;

c、一次性混合喷播施工种子均匀分布在基材的各个高度上,且基材均一,同期施工,不存在分层的现象,根系容易下扎,在局部基材表层有冲刷的情况下,内部的种子仍会继续出苗,不会出现斑秃等现象。适合在高陡边坡使用;

综合考虑以上几个最为常用的喷播施工工艺的优缺点,本设计采用一次性混合喷播。

5.3、挡墙、截、排水沟建设工艺

5.3.1、挡墙建设

挡土墙的施工,首先须按平面图的位置及标高进行放样确定基准线,依照基准线进行挡土墙施工的场地开挖与平整。

1、墙身在地面以上部分,每隔2—3m上下左右交错设置泻水孔,泻水孔尺寸为(高)0.15m、(宽)0.1m的矩形孔或0.1米直径的圆孔。

2、墙身每隔15米左右设置宽2-3cm的伸缩缝亦为沉降缝一道。缝内沿墙顶、

内、外三边填塞深度不小于0.2m的沥青麻筋或沥青木板等材料。

3、片石圬工所采用的石料为不易风化石块,且要求采用挤浆法方式,做到灰满缝严、砌筑坚实。

5.3.2、截、排水沟建设

1、截、排水沟的施工,首先须按平面图的位置及标高进行放样确定基准线,依照基准线进行挡土墙施工的场地开挖与平整。

2、沟底必须整平压实,在充分稳定的基础上采用碎石混凝土浇注。其厚度8-12cm。

3、沟壁片石圬工所采用的石料为不易风化石块,且要求采用挤浆法方式,做到灰满缝严、砌筑坚实。沟面必须用水泥砂浆进行沟缝。

六、施工质量管理与施工安全管理

6.1施工质量管理

6.1.1、施工质量目标

工程质量目标:优良。单工程一次交验合格率100%,优良工程率80%以上。

6.1.2、施工质量管理方针

施工将始终坚持“质量第一,信誉第二”的质量方针,严格按照本工程设计的要求和《浙江省露天开采矿山自然生态环境综合治理工程技术要求》及《浙江省露天开采矿山自然生态环境治理工程施工质量验收管理办法》进行施工质量监

控。

6.2 分项工程质量指标

6.2.1削坡及坡面修整分项工程

削坡首先按平、剖面图对工作区进行放样,按最终削坡顶线位置开始,从上至下分步骤进行削坡。上部尽快开挖,并逐步往下过渡,使之形成较为合理的工作坡度。严禁由下而上进行施工,削坡时应尽量减少对围岩的扰动和破坏,人工清碴,放置治理区中部回填区。

削坡后需对整个边坡岩面进行清理、平整,消除整个岩面存在的松动岩块。施工中为避免坡面岩体因震动过大而造成岩体松动。局部边坡适宜采用风镐、撬棍等工具进行人工撬挖削坡、降坡及岩面清理。施工应由上而下进行开挖,彻底消除松动岩块,同时尽可能找平岩面。确保山体边坡稳定,为边坡复绿的防护工程做好基础。

6.2.2、挡墙工程

1、挡墙采用的石材应质地坚硬,强度等级不低于MU30。

2、墙背填碎石土,应分层压实,每层厚30cm。

3、砌筑砂浆用砂不得含有害物质,含泥量不超过3%。

4、挡墙每隔15m留一伸缩缝,内填沥青麻丝。

6.2.3厚层基材喷播复绿工程

1、复绿前应该检查坡面情况,边坡坡度不陡于设计值,边坡平整度每平方

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