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摘要：通過(guò)對(duì)石家莊西部山區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境（掌子面、渣堆和平臺(tái)等）現(xiàn)狀調(diào)查，分析存在的主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，分析其危害及發(fā)展趨勢(shì)，并制定防治工程方案；查明擬建工程部位工程地質(zhì)條件，提出工程地質(zhì)參數(shù)，為施工圖設(shè)計(jì)和礦山復(fù)綠提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)環(huán)境；勘查與治理；礦山復(fù)綠

1概況

1.1項(xiàng)目概況

石家莊西部山區(qū)內(nèi)北山項(xiàng)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(gòu)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(kāi)采活動(dòng)的影響，地形整體呈簸箕形狀，西高東低，北高南低，西側(cè)北側(cè)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(biāo)高178～286m，地形高差大，山體坡度在35～85°。由于礦業(yè)活動(dòng)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(nèi)微地貌主要表現(xiàn)為掌子面、開(kāi)采臺(tái)階、平臺(tái)、殘山、渣堆、浮渣為主。

1.2地質(zhì)情況

（1）地質(zhì)構(gòu)造。本區(qū)處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（I2）之山西斷?。á?3）內(nèi)五臺(tái)臺(tái)拱（Ⅲ29）與太行拱斷束（Ⅲ211）交接地帶，四級(jí)構(gòu)造單元為贊皇穹斷束（Ⅳ232）北部，北部緊鄰阜平穹褶束（Ⅳ231），構(gòu)造方向呈NNE-SSW向。項(xiàng)目區(qū)位于井陘盆地的北東邊緣，紫荊關(guān)-靈山深斷裂東側(cè)，屬紫荊關(guān)-靈山深斷裂NE向構(gòu)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(xiàng)目區(qū)附近未發(fā)生過(guò)6級(jí)以上地震，項(xiàng)目區(qū)全新世以來(lái)斷裂活動(dòng)微弱，歷史上無(wú)破壞性地震記錄，區(qū)域地震對(duì)本區(qū)影響較小，屬地殼相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。（3）水文地質(zhì)條件。本區(qū)屬地下水補(bǔ)給區(qū)，主要接受大氣降水補(bǔ)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(gòu)造及巖組控制，項(xiàng)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(zhì)好，富水性極不均勻，項(xiàng)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(xiàng)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(zhǎng)山組（∈3c）、鳳山組（∈3f）和新生界第四系（Q4）等。

2勘查目的和任務(wù)

2.1勘查目的

（1）查明項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境（掌子面、渣堆和平臺(tái)）現(xiàn)狀，分析對(duì)項(xiàng)目區(qū)及周邊地質(zhì)環(huán)境的影響；（2）查明項(xiàng)目區(qū)存在的主要環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，分析其危害及發(fā)展趨勢(shì)，并制定防治工程方案；（3）查明項(xiàng)目區(qū)擬建工程部位工程地質(zhì)條件，并提出工程地質(zhì)參數(shù)，為施工圖設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2.2勘查主要任務(wù)

（1）收集與項(xiàng)目有關(guān)的氣象水文、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地震活動(dòng)等資料，掌握項(xiàng)目區(qū)自然地理及區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件；（2）通過(guò)地形測(cè)量、地面調(diào)查查明項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及危害，并對(duì)發(fā)展趨勢(shì)做出評(píng)價(jià)；查明渣堆等分布的位置、規(guī)模、幾何尺寸以及對(duì)地表植被、土地資源、地貌景觀占?jí)浩茐某潭燃安环€(wěn)定邊坡等可能形成的次生地質(zhì)災(zāi)害，并評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性；（3）通過(guò)地面測(cè)繪、現(xiàn)場(chǎng)勘查等，查明項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的地層巖性，擬建工程部位的工程地質(zhì)條件；（4）調(diào)查項(xiàng)目區(qū)的水電、原材料供應(yīng)、施工道路、作業(yè)場(chǎng)地、工程占地等施工條件；（5）在綜合分析研究的基礎(chǔ)上，編制勘查報(bào)告，提出適宜該項(xiàng)目的治理工程方案。

3勘查手段

勘查主要以地形測(cè)繪、地質(zhì)測(cè)量、槽探工程為主；野外工作嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)要求、規(guī)范，并嚴(yán)格遵守三級(jí)質(zhì)量控制制度，完成該項(xiàng)任務(wù)。

3.1地形測(cè)繪

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

3.2地質(zhì)測(cè)量

開(kāi)展測(cè)繪工作前編寫了野外地質(zhì)測(cè)繪實(shí)施方案，制定了相關(guān)表格和技術(shù)要求，布置觀測(cè)路線和觀測(cè)點(diǎn)，詳細(xì)調(diào)查掌子面、渣堆、平臺(tái)，準(zhǔn)確定名巖土，保證資料的準(zhǔn)確性和真實(shí)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(kāi)挖過(guò)程中由技術(shù)員負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，編錄以及取樣等工作。每一勘探點(diǎn)由技術(shù)負(fù)責(zé)逐一進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)驗(yàn)收，對(duì)原始資料及時(shí)整理，并編制展示圖。

4勘查結(jié)論

4.1礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及危害

北山項(xiàng)目區(qū)內(nèi)不合理的礦山活動(dòng)形成的掌子面、平臺(tái)、渣坡、渣堆等對(duì)區(qū)域內(nèi)的地貌景觀、地表植被造成不可逆轉(zhuǎn)的毀壞；大面積的基巖、礦渣裸露，僅靠自然恢復(fù)，短時(shí)間內(nèi)很難消除礦山活動(dòng)引起的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

4.2礦山地質(zhì)環(huán)境的問(wèn)題及其發(fā)展趨勢(shì)

北山項(xiàng)目區(qū)內(nèi)礦山環(huán)境問(wèn)題為礦業(yè)活動(dòng)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(zhì)環(huán)境問(wèn)題對(duì)生態(tài)環(huán)境和當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。4.2.1破壞地貌景觀。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)形成的掌子面、渣堆、平臺(tái)嚴(yán)重破壞了原有的植被，很難自然恢復(fù)，與周邊環(huán)境極其不協(xié)調(diào)。渣堆結(jié)構(gòu)松散，水土流失嚴(yán)重，遇到大風(fēng)天氣，造成粉塵污染等。這些現(xiàn)象嚴(yán)重危害周邊生態(tài)地質(zhì)環(huán)境，使生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。4.2.2水土流失。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)渣堆結(jié)構(gòu)松散，主要為廢料渣塊石、粉末等，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的地形地貌、原有地表植被破壞嚴(yán)重，加劇了項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的水土流失。4.2.3不穩(wěn)定斜坡。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的渣堆邊坡在長(zhǎng)期風(fēng)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(huì)發(fā)生不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)災(zāi)害。不進(jìn)行人為治理，這些次生災(zāi)害隱患將無(wú)法消除，可能會(huì)威脅到周邊居民的生產(chǎn)生活。

4.3工程地質(zhì)參數(shù)建議

主要針對(duì)擬建擋墻等具體工程部位進(jìn)行工程地質(zhì)條件勘查。揭露了擬建工程部位地層巖性，結(jié)合《工程地質(zhì)手冊(cè)》選取物理力學(xué)參數(shù)，確定防治工程設(shè)計(jì)參數(shù)特征值，滿足勘查要求及施工圖設(shè)計(jì)需要。

5礦山地質(zhì)環(huán)境治理

5.1防治目標(biāo)

通過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)治理，最終達(dá)到以下目標(biāo)：（1）改善生態(tài)破壞、重造地貌景觀破壞、消除次生地質(zhì)災(zāi)害、減輕粉塵污染等問(wèn)題；（2）通過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)治理，達(dá)到喬灌草相間的立體綠化模式。

5.2防治原則

通過(guò)生物與工程措施相結(jié)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(shí)施、效果明顯。

5.3防治方案

北山項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，現(xiàn)狀下存在掌子面1處（編號(hào)B1）、開(kāi)采臺(tái)階5處（編號(hào)BT1-BT5）、殘山2處（編號(hào)BCS1-BCS2）、渣堆1處（編號(hào)BZ1）、采礦平臺(tái)2個(gè)、采坑1處、開(kāi)采臺(tái)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(kāi)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(chǎn)狀270~305°∠9~18°，節(jié)理裂隙發(fā)育，表層巖體風(fēng)較嚴(yán)重，巖石較破碎，分布多處危巖塊石。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量主要發(fā)育兩組裂隙：裂隙1為構(gòu)造裂隙，產(chǎn)狀90~110°∠65~73°，由于風(fēng)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(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，270~305°∠9~18°。該斜坡呈半環(huán)形形狀，選取西北側(cè)典型坡面和裂隙產(chǎn)狀的平均值，進(jìn)行赤平投影分析（圖1）。裂隙面交點(diǎn)a位于坡面以內(nèi)，判斷結(jié)果穩(wěn)定。開(kāi)采臺(tái)階均位于掌子面坡面上，共分部臺(tái)階5處（BIT1~BIT5），均為礦山開(kāi)采形成。開(kāi)采臺(tái)階總長(zhǎng)度1631.8m，平均寬度在11~23m；開(kāi)采臺(tái)階向坡面方向傾斜，坡度均小于10°，總面積23425m2；臺(tái)階分布浮渣共計(jì)2980m3。開(kāi)采臺(tái)階基本特征見(jiàn)表1?？傮w治理方案為“開(kāi)采臺(tái)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(kāi)采臺(tái)階覆土綠化。整個(gè)掌子面難以進(jìn)行綠化，通過(guò)開(kāi)采臺(tái)階覆土，臺(tái)階外側(cè)種植側(cè)柏一排，內(nèi)側(cè)種植紫穗槐或火炬樹(shù)等多樹(shù)種增加改善掌子面整體地貌景觀，各樹(shù)種呈帶狀種植。臺(tái)階外側(cè)邊緣和內(nèi)側(cè)斜坡坡腳部位種植爬山虎，通過(guò)爬山虎藤的向上攀沿和向下垂吊來(lái)遮蓋掌子面，達(dá)到綠化效果。為了保證開(kāi)采臺(tái)階覆土后不被雨水沖刷侵蝕攜帶走，在開(kāi)采臺(tái)階外側(cè)修建石坎，每隔20~30m修建橫向石坎，來(lái)穩(wěn)固覆土，避免縱向及橫向土體受到雨水、水流的沖刷。樹(shù)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(cè)柏，株行距為1.0m×1.5m，種植坑尺寸0.8m×0.8m×0.6m，側(cè)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?shù)，株行距為1.0×1.5m，種植坑尺寸0.8m×0.8m×0.6m，火炬樹(shù)為3年生，地徑2cm，高1.5m。平臺(tái)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(duì)開(kāi)采臺(tái)階浮石浮渣進(jìn)行清理，填埋臺(tái)階低洼處，或平整平鋪于臺(tái)面之上，使厚度不高于基巖面20cm，然后才能在臺(tái)階上進(jìn)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(duì)殘山BCS1的下部進(jìn)行部分清除，修整成臺(tái)階，進(jìn)行覆土綠化，清除殘山BCS1長(zhǎng)33m，寬10m，高9m，體積為2970m3。對(duì)殘山BCS2的上部進(jìn)行部分清除，修整成臺(tái)階，進(jìn)行覆土綠化，清除殘山長(zhǎng)32m，寬8m，高7m，體積為1792m3。殘山覆土綠化工作量劃歸為開(kāi)采臺(tái)階綠化工程。清除危巖。對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)5處危巖全部清除，做到一次性消除災(zāi)害，清理方量598m3。5.3.4渣堆、平臺(tái)整治及綠化。北山項(xiàng)目區(qū)共分布有1處渣堆，治渣整治量為2800m3，開(kāi)挖回填不平衡時(shí)，回填渣堆南部平臺(tái)BP2區(qū)域。坡面整治坡度1∶2放坡，覆土綠化，帶狀種植側(cè)柏，紫穗槐。坡面采用穴狀種側(cè)柏與紫穗槐，內(nèi)側(cè)坡腳種植爬山虎。種植規(guī)格、間距要求同開(kāi)采臺(tái)階綠化。渣堆坡腳修建擋墻共布置擋墻1道，編號(hào)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(jìn)行覆土綠化，種植毛白楊、側(cè)柏和爬山虎，樹(shù)間撒種草籽。白楊樹(shù)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(kāi)采臺(tái)階綠化。以達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。

6社會(huì)效益分析

治理工程實(shí)施后，其社會(huì)、環(huán)保效益體現(xiàn)如下。社會(huì)效應(yīng)，保證在工程治理后不再形成災(zāi)害。在保證社會(huì)穩(wěn)定、建設(shè)和諧社會(huì)等方面起著重要作用；環(huán)境效應(yīng)，減少水土流失、改善景觀、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境等。治理和綠化工程建成后，能有效保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)、公共設(shè)施的安全，對(duì)社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)有著重要意義，其社會(huì)影響極為深遠(yuǎn)。治理效果圖如圖2所示。總之，對(duì)北山項(xiàng)目區(qū)礦山治理是必要的、技術(shù)可行的。其治理工程措施，對(duì)環(huán)境影響效果顯著。促進(jìn)地方的社會(huì)穩(wěn)定，加快經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于當(dāng)?shù)芈糜钨Y源的開(kāi)發(fā)建設(shè)。

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作者:張志強(qiáng) 陳芹 單位:河北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局國(guó)土資源勘查中心 河北地礦勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司