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摘要：通過對石家莊西部山區(qū)內的地質環(huán)境（掌子面、渣堆和平臺等）現(xiàn)狀調查，分析存在的主要環(huán)境地質問題，分析其危害及發(fā)展趨勢，并制定防治工程方案；查明擬建工程部位工程地質條件，提出工程地質參數(shù)，為施工圖設計和礦山復綠提供依據(jù)。

關鍵詞：礦山地質環(huán)境；勘查與治理；礦山復綠

1概況

1.1項目概況

石家莊西部山區(qū)內北山項目區(qū)位于太行山北段東麓山區(qū)與平原區(qū)的接壤地帶，屬于構造剝蝕丘陵亞區(qū)的丘陵區(qū)，以碳酸鹽巖為主。經(jīng)礦山開采活動的影響，地形整體呈簸箕形狀，西高東低，北高南低，西側北側為掌子面，下部采坑。原始地貌已經(jīng)完全破壞，地形發(fā)生很大變化，海拔標高178～286m，地形高差大，山體坡度在35～85°。由于礦業(yè)活動形成了一系列陡峭的掌子面，基巖裸露，原有植被遭到破壞。區(qū)內微地貌主要表現(xiàn)為掌子面、開采臺階、平臺、殘山、渣堆、浮渣為主。

1.2地質情況

（1）地質構造。本區(qū)處于中朝準地臺（I2）之山西斷?。á?3）內五臺臺拱（Ⅲ29）與太行拱斷束（Ⅲ211）交接地帶，四級構造單元為贊皇穹斷束（Ⅳ232）北部，北部緊鄰阜平穹褶束（Ⅳ231），構造方向呈NNE-SSW向。項目區(qū)位于井陘盆地的北東邊緣，紫荊關-靈山深斷裂東側，屬紫荊關-靈山深斷裂NE向構造帶，地層為一套單一斜層，主體傾向南東，傾角一般在20°以下，局部近于水平。（2）地震。據(jù)地震歷史資料分析，項目區(qū)附近未發(fā)生過6級以上地震，項目區(qū)全新世以來斷裂活動微弱，歷史上無破壞性地震記錄，區(qū)域地震對本區(qū)影響較小，屬地殼相對穩(wěn)定區(qū)。（3）水文地質條件。本區(qū)屬地下水補給區(qū)，主要接受大氣降水補給，地下水類型主要為碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。裂隙巖溶水含水層主要為寒武系灰?guī)r，其富水性主要受構造及巖組控制，項目區(qū)寒武系中統(tǒng)和上統(tǒng)灰?guī)r節(jié)理和裂隙不發(fā)育，一般水位埋深大，水質好，富水性極不均勻，項目區(qū)為弱富水帶，單位涌水量小于5m3/h·m，由于地形較陡，大氣降水滲入后迅速向下游徑流排泄。（4）地層巖性。北山項目區(qū)出露地層主要為古生界寒武系中統(tǒng)張夏組（∈2z4），寒武系上統(tǒng)崮山組（∈3g）、長山組（∈3c）、鳳山組（∈3f）和新生界第四系（Q4）等。

2勘查目的和任務

2.1勘查目的

（1）查明項目區(qū)內地質環(huán)境（掌子面、渣堆和平臺）現(xiàn)狀，分析對項目區(qū)及周邊地質環(huán)境的影響；（2）查明項目區(qū)存在的主要環(huán)境地質問題，分析其危害及發(fā)展趨勢，并制定防治工程方案；（3）查明項目區(qū)擬建工程部位工程地質條件，并提出工程地質參數(shù)，為施工圖設計提供依據(jù)。

2.2勘查主要任務

（1）收集與項目有關的氣象水文、地形地貌、地層巖性、地質構造、地震活動等資料，掌握項目區(qū)自然地理及區(qū)域地質環(huán)境條件；（2）通過地形測量、地面調查查明項目區(qū)地質環(huán)境問題及危害，并對發(fā)展趨勢做出評價；查明渣堆等分布的位置、規(guī)模、幾何尺寸以及對地表植被、土地資源、地貌景觀占壓破壞程度及不穩(wěn)定邊坡等可能形成的次生地質災害，并評價其穩(wěn)定性；（3）通過地面測繪、現(xiàn)場勘查等，查明項目區(qū)內的地層巖性，擬建工程部位的工程地質條件；（4）調查項目區(qū)的水電、原材料供應、施工道路、作業(yè)場地、工程占地等施工條件；（5）在綜合分析研究的基礎上，編制勘查報告，提出適宜該項目的治理工程方案。

3勘查手段

勘查主要以地形測繪、地質測量、槽探工程為主；野外工作嚴格按照相關技術要求、規(guī)范，并嚴格遵守三級質量控制制度，完成該項任務。

3.1地形測繪

嚴格執(zhí)行《工程測量規(guī)范》，采用全站儀、GPS-RTK技術采集數(shù)據(jù)，利用南方CASS7.0測量軟件成圖。主要工作內容有控制測量、地形圖修測、剖面測量。

3.2地質測量

開展測繪工作前編寫了野外地質測繪實施方案，制定了相關表格和技術要求，布置觀測路線和觀測點，詳細調查掌子面、渣堆、平臺，準確定名巖土，保證資料的準確性和真實性。

3.3槽探工程

主要目的為揭露渣堆厚度、地層巖性及成分。探槽開挖過程中由技術員負責質量控制，編錄以及取樣等工作。每一勘探點由技術負責逐一進行現(xiàn)場核實驗收，對原始資料及時整理，并編制展示圖。

4勘查結論

4.1礦山地質環(huán)境現(xiàn)狀及危害

北山項目區(qū)內不合理的礦山活動形成的掌子面、平臺、渣坡、渣堆等對區(qū)域內的地貌景觀、地表植被造成不可逆轉的毀壞；大面積的基巖、礦渣裸露，僅靠自然恢復，短時間內很難消除礦山活動引起的地質環(huán)境問題。

4.2礦山地質環(huán)境的問題及其發(fā)展趨勢

北山項目區(qū)內礦山環(huán)境問題為礦業(yè)活動造成的地貌景觀和地表植被破壞，大量的棄渣堆積造成了粉塵污染和水土流失，并且存在潛在的不穩(wěn)定邊坡等隱患。這些地質環(huán)境問題對生態(tài)環(huán)境和當?shù)鼐用裆a生活產生嚴重影響。4.2.1破壞地貌景觀。項目區(qū)內形成的掌子面、渣堆、平臺嚴重破壞了原有的植被，很難自然恢復，與周邊環(huán)境極其不協(xié)調。渣堆結構松散，水土流失嚴重，遇到大風天氣，造成粉塵污染等。這些現(xiàn)象嚴重危害周邊生態(tài)地質環(huán)境，使生態(tài)環(huán)境進一步惡化。4.2.2水土流失。項目區(qū)內渣堆結構松散，主要為廢料渣塊石、粉末等，項目區(qū)內的地形地貌、原有地表植被破壞嚴重，加劇了項目區(qū)內的水土流失。4.2.3不穩(wěn)定斜坡。項目區(qū)內的渣堆邊坡在長期風化、重力作用及雨水沖刷下，發(fā)生垮塌。若渣堆遇到暴雨情況，可能會發(fā)生不穩(wěn)定斜坡等地質災害。不進行人為治理，這些次生災害隱患將無法消除，可能會威脅到周邊居民的生產生活。

4.3工程地質參數(shù)建議

主要針對擬建擋墻等具體工程部位進行工程地質條件勘查。揭露了擬建工程部位地層巖性，結合《工程地質手冊》選取物理力學參數(shù)，確定防治工程設計參數(shù)特征值，滿足勘查要求及施工圖設計需要。

5礦山地質環(huán)境治理

5.1防治目標

通過對項目區(qū)治理，最終達到以下目標：（1）改善生態(tài)破壞、重造地貌景觀破壞、消除次生地質災害、減輕粉塵污染等問題；（2）通過對項目區(qū)治理，達到喬灌草相間的立體綠化模式。

5.2防治原則

通過生物與工程措施相結合原則，生物綠化為主，輔以適量的工程措施，保證生物綠化順利實施、效果明顯。

5.3防治方案

北山項目區(qū)內，現(xiàn)狀下存在掌子面1處（編號B1）、開采臺階5處（編號BT1-BT5）、殘山2處（編號BCS1-BCS2）、渣堆1處（編號BZ1）、采礦平臺2個、采坑1處、開采臺階上約12724m3的浮石浮渣及掌子面上5處危石。掌子面整體穩(wěn)定性分析：礦山開采剝離后，出露巖性主要為白云巖、灰?guī)r以及泥巖灰?guī)r夾層。巖層產狀270~305°∠9~18°，節(jié)理裂隙發(fā)育，表層巖體風較嚴重，巖石較破碎，分布多處危巖塊石。根據(jù)現(xiàn)場測量主要發(fā)育兩組裂隙：裂隙1為構造裂隙，產狀90~110°∠65~73°，由于風化和重力作用，表層局部裂隙變形較大；裂隙2為層理裂隙，產狀與巖層產狀基本一致，270~305°∠9~18°。該斜坡呈半環(huán)形形狀，選取西北側典型坡面和裂隙產狀的平均值，進行赤平投影分析（圖1）。裂隙面交點a位于坡面以內，判斷結果穩(wěn)定。開采臺階均位于掌子面坡面上，共分部臺階5處（BIT1~BIT5），均為礦山開采形成。開采臺階總長度1631.8m，平均寬度在11~23m；開采臺階向坡面方向傾斜，坡度均小于10°，總面積23425m2；臺階分布浮渣共計2980m3。開采臺階基本特征見表1?？傮w治理方案為“開采臺階覆土綠化+浮石浮渣整治+清除殘山及危巖+渣堆整治及綠化”。5.3.1開采臺階覆土綠化。整個掌子面難以進行綠化，通過開采臺階覆土，臺階外側種植側柏一排，內側種植紫穗槐或火炬樹等多樹種增加改善掌子面整體地貌景觀，各樹種呈帶狀種植。臺階外側邊緣和內側斜坡坡腳部位種植爬山虎，通過爬山虎藤的向上攀沿和向下垂吊來遮蓋掌子面，達到綠化效果。為了保證開采臺階覆土后不被雨水沖刷侵蝕攜帶走，在開采臺階外側修建石坎，每隔20~30m修建橫向石坎，來穩(wěn)固覆土，避免縱向及橫向土體受到雨水、水流的沖刷。樹中間撒種草籽，減少覆土被沖刷、水土流失，并增加綠化效果。側柏，株行距為1.0m×1.5m，種植坑尺寸0.8m×0.8m×0.6m，側柏株高1.5~2.0m，地徑3m~5cm。紫穗槐，株行距為1.0m×1.5m，種植坑尺寸0.8m×0.8m×0.6m，紫穗槐為3年生，地徑2cm，高1.5m?；鹁鏄洌晷芯酁?.0×1.5m，種植坑尺寸0.8m×0.8m×0.6m，火炬樹為3年生，地徑2cm，高1.5m。平臺與陡壁交界的底界種植爬山虎，爬山虎株距0.3m，覆土區(qū)域撒播草籽，撒播密度30g/m3。5.3.2浮石浮渣整治對開采臺階浮石浮渣進行清理，填埋臺階低洼處，或平整平鋪于臺面之上，使厚度不高于基巖面20cm，然后才能在臺階上進行覆土綠化，浮渣清理整理方量為2980m3。5.3.3清除殘山及危巖殘山清除。對殘山BCS1的下部進行部分清除，修整成臺階，進行覆土綠化，清除殘山BCS1長33m，寬10m，高9m，體積為2970m3。對殘山BCS2的上部進行部分清除，修整成臺階，進行覆土綠化，清除殘山長32m，寬8m，高7m，體積為1792m3。殘山覆土綠化工作量劃歸為開采臺階綠化工程。清除危巖。對項目區(qū)內5處危巖全部清除，做到一次性消除災害，清理方量598m3。5.3.4渣堆、平臺整治及綠化。北山項目區(qū)共分布有1處渣堆，治渣整治量為2800m3，開挖回填不平衡時，回填渣堆南部平臺BP2區(qū)域。坡面整治坡度1∶2放坡，覆土綠化，帶狀種植側柏，紫穗槐。坡面采用穴狀種側柏與紫穗槐，內側坡腳種植爬山虎。種植規(guī)格、間距要求同開采臺階綠化。渣堆坡腳修建擋墻共布置擋墻1道，編號為2#擋墻。將渣堆BZ1多余不能平衡的礦渣回填到此處，回填厚度約0.70m，然后進行覆土綠化，種植毛白楊、側柏和爬山虎，樹間撒種草籽。白楊樹種植株行距為1.5m×2.0m，種植坑尺寸0.8m×0.8m×0.6m，毛白楊株高6.0m，主干高3.0m，地徑4~6cm，冠幅2.5~3.0m。其他種植規(guī)格、間距要求同開采臺階綠化。以達到改善生態(tài)環(huán)境的目的。

6社會效益分析

治理工程實施后，其社會、環(huán)保效益體現(xiàn)如下。社會效應，保證在工程治理后不再形成災害。在保證社會穩(wěn)定、建設和諧社會等方面起著重要作用；環(huán)境效應，減少水土流失、改善景觀、保護自然生態(tài)環(huán)境等。治理和綠化工程建成后，能有效保護人民生命財產、公共設施的安全，對社會的安定團結有著重要意義，其社會影響極為深遠。治理效果圖如圖2所示?？傊?，對北山項目區(qū)礦山治理是必要的、技術可行的。其治理工程措施，對環(huán)境影響效果顯著。促進地方的社會穩(wěn)定，加快經(jīng)濟的發(fā)展，有利于當?shù)芈糜钨Y源的開發(fā)建設。

參考文獻：

[1]工程測量規(guī)范：GB/BV50026—2007[S].

[2]常士驃.工程地質手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990.

作者:張志強 陳芹 單位:河北省地質礦產勘查開發(fā)局國土資源勘查中心 河北地礦勘測設計有限責任公司