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某矿山排土场恢复治理方案
2013-09-13
某矿山排土场恢复治理方案。
前 言 为贯彻执行党的十六届五中全会关于“建设资源节约型、环境友好 型社会”的文件精神,落实《**县矿山生态环境保护与治理规划》,解决 矿产资源开发与自然生态环境之间日益突出的矛盾,改善矿区周边生态 环境面貌,同时实现废弃矿地的永续利用。受**县**镇人民政府委托, * *江省地质调查院矿产资源研究所承担了**县**镇**、**废弃矿山生态 环境综合治理方案的编制任务。 任务:通过对废弃矿山现场及周边实地踏勘,收集矿山水文、工程 及地质等方面的相关资料;并经地质环境条件和矿山边坡稳定性分析的 基础上,因地制宜选择适合于本矿山治理和生态复绿的技术方案。 目的:通过本治理方案的编制和实施,可有效消除矿山边坡存在的 地质灾害隐患,达到矿山边坡的安全稳定,在此基础上逐步恢复和重建 矿山生态环境系统,美化自然景观,达到与周边环境相协调,并实现废 弃矿地的永续利用。 矿山生态环境治理要求: 1 . 矿山生态环境治理按《**江省露天开采矿山生态环境治理工程技 术指南》要求执行。 2 . 根据矿山周边条件及矿山边坡稳定性分析结果,治理采取台阶降 坡、表部浮土清理,以及坡脚设挡土墙、排水沟,达到最终边坡的安全 稳定。 3 . 本治理方案所涉及的修复性开采治理,要求通过科学合理的计 算,提供开挖石方量。 1 4 . 矿山生态环境治理,要求因地制宜,切合实际,经济合理原则制 定废弃矿山生态环境治理方案。 . 矿山生态环境治理总工期为 21 个月。其中修复性开采安排 18 个 5 月,矿山辅助工程治理与生态复绿安排 3 个月。 一、工程概况 ( 一)工程名称 工程名称:《**县**镇**、**废弃矿山生态环境综合治理方案》。 二)工程地点 ( 治理区位于**县**镇东约 7.0km 处**入海口北岸,废弃矿山所在地 行政区划隶属于**镇长岗村管辖。治理区中心地理坐标:X:***,Y:***。 治理区正前方有县道城新公路通过,交通运输条件相对便利(图 1)。 ( 三)工程规模 本治理工程范围主要有**、**二个废弃矿山组成,预计待治理矿山 2 2 总面积约 69400m 。其中需治理矿 山边坡面积约 38000m ,矿地面积 2 3 1400m 。 四)矿山现状及周边环境状况 . 废弃矿山现状 *、**采石场于 2003 年 6 月停采,其中**采石场位于治理区南西侧, ( 1 * * *采石场位于治理区北东侧,两废弃采石场只有一侧坡相隔。矿山平面 投影总体呈不规则单面坡,宕口朝向南东,矿山坡脚线长约 450m,边坡 高差在 15~50m 不等,坡度在 60~70°左右,局部地段呈上凸下凹之阴山 坎地貌(见照片 1)。 2 边坡出露基岩岩性为高坞组晶屑玻屑凝灰岩,岩石差异风化明显, 且具碎裂块体结构特征,边坡整体稳定性较差,存在发生边坡岩体崩塌 和坡顶碎石土体滑坡地质灾害隐患。2003 年 8 月~2004 年 6 月间,**采 石场中部及**采石场北东侧边坡坡顶曾发生过二次滑坡,所幸没有造成 人员、财产损失。 2 * . 周边环境状况 *、**废弃矿山地处**入海口北岸,东侧紧邻西湾风景区和规划中 的****不锈钢园区建设基地;正前方距县道城新公路约 80~100m,北东侧 有新开辟的水泥路面上山公路;西南角沿城新公路外分布有部分民用建 筑和一条 10KV 的输电线路。另外,在**采石场宕底内建有 2 幢 4 间民房 和几间简易房(属违章建筑),计划予以拆除。 总体而言,废弃矿山所处地理位置较为醒目。高大陡立的开采裸露 岩面的存在,不仅遗留下岩土体塌滑地质灾害隐患,而且与周边环境极 不协调,严重影响人们视觉感管,同时闲置了一批数目可观的可利用矿 地,目前急待生态治理。 ( 五)施工条件分析 矿山生态治理施工必须具备一些必要的内外条件,这些条件包括外 部环境、交通、用电、用水以及整个治理的组织管理和治理经费的落实 到位等。就矿山治理施工的外部环境而言,由于矿山东南面 100m 范围内 有民居点和民用输电线路分布,因此治理过程中涉及的炸药爆破必须采 用控制爆破作业;对于“三通”问题,由于先前开矿已基本具备,只需 稍加修整,即可投入;另外,由于县国土资源局和**镇政府对该废弃矿 3 山生态环境治理非常关注,已将上述二个废弃矿山纳入 2006 年度矿山生 态环境治理规划,因此,组织管理健全,治理经费筹措渠道基本已落实 到位。 二、矿山地质环境条件 ( 一)气象、水文 治理区处于亚热带海洋季风气候区,光照适宜,温暖湿润,雨量充 沛,四季分明。境内多年平均气温 17.8ºC,极端最高气温 40ºC(2003 年), 极端最低气温-5.8ºC;多年均降雨量 1632 mm,年最大降水量 2662.3mm ( 1973 年),最少年降水量 1065.0mm(1967 年)。全年的降水量主要集中 在 3~9 月,一般规律是 3~4 月春雨期,5~6 月梅雨期, 7~9 月常受台风 或热带风暴)影响,出现暴风雨或特大暴风雨等灾害性气候,10 月~ ( 来年 2 月秋冬为少雨期。 治理区位于**河北岸,属**水系流域。 ( 二)地形地貌 治理区属海滨剥蚀丘陵地貌,所在山体大体呈北西~南东走向,自然 斜坡坡度一般在 15~30º,地形较简单,山体最大海拔高程 157.2m,最 大相对高差约 152m;山体植被覆盖良好。此前因进行过较大规模的建筑 石料开采,山体的自然面貌现已遭到破坏。山体周边为第四纪冲海积平 原。 ( 三)地层岩性 治理区出露地层为上侏罗统高坞组(J 3 g)晶屑玻屑凝灰岩和第四系 中更生统残坡积层(el-dlQ),主要岩性自上而下分述如下: 4 1 .黄褐色砂质亚粘土层:分布于山体表部及冲沟、坡麓地带,厚度 变化大,一般在 0.5~2m,平均厚 1.0m,局部坡麓地段最大厚度可达 3.0m 以上,其岩性由含碎石砂土、砂砾石夹亚砂土等组成。 2 .晶屑玻屑凝灰岩 ① 强风化晶屑玻屑凝灰岩:为一套含砾砂质土为主的残积层,颜色 呈浅灰黄色,厚度一般 1~3m,最厚达 5m,砾石块度 20~50cm 不等,最大 达 1m 以上,含量约占 30%,砂质土以石英、长石为主,平均含量 40~50%, 粘土类矿物较少。 ② 中风化晶屑玻屑凝灰岩:为灰褐色火山碎屑岩,呈厚层状产出, 质地较为坚硬,但受后期节理切割较强烈,完整性遭受一定程度破坏。 岩石组成物质主要为石英、长石类矿物及火山灰,为当地主要建筑石料 来源。 ( 四)地质构造与区域稳定性 治理区在区域上位于华南褶皱带**东南褶皱亚带泰顺~**拗陷之东 南,**~镇海北东向深大断裂带在其西北部通过,松阳~**北西向大断裂 在其南侧通过。受上述断裂影响,区域上北西、北东向构造发育,构成 的区域主要构造骨架。 治理区内未见明显的断裂构造,构造形迹主要表现为节理裂隙,结 构面分级属Ⅳ、Ⅴ级结构面类型,种种迹象表明其节理性质属压剪性或 剪性。其中具代表性的节理主要有以下四组:①140~150°∠55°、② 2 30~240°∠35~45°,③330°∠75~80°,④80~85°∠70~80°。单组节 理延伸长度多在 5~15m,节理密度一般在 1—3 条/m,局部地段相对较密 5 些。呈平直闭合状,断续分布,部分节理切穿边坡坡顶。另外,在边坡 坡顶还发育一些不规则的微张裂隙,部分切穿边坡坡顶,其为原爆破振 动所致。 根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),治理区及周边地 区,地震动反应谱特征周期为 0.35s,地震动峰值加速度为 0.05g,对应 地震基本烈度为Ⅵ度,属地壳稳定区域。 ( 五)水文地质特征 根据地下水的赋存条件、水理性质、水力特征及埋藏条件,治理区 的地下水主要有第四系松散岩类孔隙水和火山岩类构造裂隙水二种类 型。 松散岩类孔隙潜水:赋存在第四系坡积物之含砾砂土、砂砾石夹亚 砂土层中。由于地形地貌特点不能构成统一的潜水面,因此,松散含水 层依据其水力特点,顺坡沿着与基岩接触面排泄,部分渗入岩体裂隙中。 火山岩类构造裂隙水:一般通过地表松散层渗透进入岩体,赋存于 表部风化裂隙中。由于节理裂隙相对发育,相互贯通较好,极端强降雨 下存在部分基岩裂隙水,在无雨水的季节里,基岩裂隙水极贫乏。 总之,松散孔隙潜水及基岩裂隙水主要接受大气降水补给,其迳流 短、无统一潜水面、动态变化受降水和地表水的控制,季节性变化大, 通常对治理区内影响较小。 三、废弃矿山边坡稳定性分析 通过对治理矿山及周边的野外地质调查,结合《**江省**县地质灾 害防治规划报告》,治理区内分布有二处现状滑坡灾害点及矿山边坡遗留 6 的岩体崩塌地质灾害隐患。 一)滑坡 *废弃矿山中部边坡坡顶后缘滑坡发生于 2003 年 8 月台风期间(见 ( * 照片 2)。滑坡体后缘呈圈椅状,滑体呈长条形,最大斜长约 55m,平均 3 宽 30m,厚 4~6m,方量约 6000m ,滑体组成物质主要为斜坡表部松散坡 积碎石土层及下部少量强风化岩石。现阶段在原滑坡后缘斜坡面上,还 依稀可见数条呈环状、长短不一,上下具微小落差的拉裂缝,说明该滑 坡体后缘斜坡仍处于潜在不稳定状态。 * *采石场北东侧上山公路下侧滑坡发生于 2004年 5~6月上山公路开 挖之时。从照片 3 可知,该滑坡体平面形态呈三角锥体,滑体前端宽约 3 4 0m,长约 25m,厚 3~4m,滑体方量约 3500m 。滑坡体组成物质亦为斜坡 表部松散碎石土层及下部少量强风化岩石。同时在其滑壁后缘斜坡仍可 见微张裂缝。 从野外实地收集到的资料分析,上述两处滑坡力学类型均属牵引式, 主滑动面为表部松散坡积层与下伏基岩接触面,次一级滑动面为强风化 岩层内不连续间断的节理裂隙面。究其滑坡形成原因,主要为先前切坡 采石后所形成的高陡临空边坡,破坏了原有山体的应力平衡状态,雨季, 矿山边坡坡顶后缘斜坡表部松散土体吃水饱和,自重加大,抗剪切滑移 能力下降,表部土层沿下伏基岩面发生蠕滑,下滑应力聚敛突破临界点 后,滑动土体从坡顶宕口下滑而形成滑坡。 种种迹象表明,**、**二处滑坡体后缘斜坡,在条件适合的情况下, 存在再次发生滑坡可能,现状稳定性差。 7 ( 二)潜在岩体崩塌 原**、**采石场宕面展示面总长约 450 余 m,宕面高差在 15~50m 不 等,平均坡度达 70º,总体上看属单一陡边坡。边坡上出露岩性为高坞 组强~中等风化晶屑玻屑凝灰岩,由于受后期节理、裂隙切割,显得较为 破碎,有松动碎裂岩块和危岩体存在(见照片 4)。 根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)等规范,未进行治 理的宕面高度大、坡度陡,将对边坡的整体稳定构成影响,且存在松动 岩块崩塌、掉落的可能,采石场边坡现状稳定性较差。 目前,分析矿山岩质边坡的稳定与否,一般多采用结构面赤平投影 理论。采用赤平投影方法分析边坡岩体破坏方式主要有两种,即平面滑 动破坏和楔形体破坏。本次从二个矿山边坡面上选择两个具代表性的观 察点,将采集到的结构面数据通过赤平投影分析如下(见图 3): 从**采石场边坡采集的节理产状赤平投影结果分析(图 3)表明:该 边坡内单一结构面除 85º∠80º节理与边坡面呈小角度相交,且倾角大体 等同于边坡角,具备平面滑动破坏条件外,其余单一结构面均与边坡面 呈大角度相交或反向内倾;结构面相交所构成的组合交面线交点,有一 点落入不稳定区域(月牙形阴影区)内侧,结构面构成楔形体破坏方式, 两种破坏方式对边坡稳定性影响较大,边坡现状稳定性差,具备岩体崩 塌灾害隐患。 8 N N 节理85∠80 岩面110∠80 节理330∠75 节理330∠85 岩面160∠70 节理150∠55 E E 节理360∠80 W W 节理230∠65 节理240∠30 S 节理80∠70 S 天财采石场 青山采石场 结论:不稳定 结论:较不稳定 图 3 矿山边坡结构面赤平投影图 从**采石场边坡采集的节理裂隙产状通过赤平投影结果分析(图 5) 表明:该边坡内单组节理倾向与边坡坡向均呈直交或反向内倾,单组节 理不具备发生平面滑动破坏条件;但三组节理相交所构成的组合交面线 交点,有一点落入不稳定区域(月牙形阴影区),结构面构成楔形体破坏 方式,边坡现状稳定性较差,存在发生岩体崩塌灾害隐患。 ( 三)稳定性评价 综合分析结果表明:原**采石场中部及**采石场北东侧滑坡体后缘 斜坡变形迹象明显,发生再次滑坡的各项条件具备,现状稳定性差;两 个采石场边坡呈临空陡立状,岩石具碎裂块体结构特征,存在发生岩体 崩塌地质灾害隐患,现状稳定性较差,需进行综合工程治理。 四、治理工程技术设计方案 ( 一)方案编制依据及原则 1 . 依据 根据委托方的要求并依据国家及省厅相关规程、规范和要求,矿山 9 治理方案编制依据如下: ( 1)《关于切实加强矿山自然生态环境保护和治理工作的通知》** 政办发[2003]75 号; ( 2)《**省露天开采矿山生态环境治理工程技术指南》**江省国土 资源厅,2004; ( 004; ( 3)《**市矿山自然生态环境保护与治理规划》**市国土资源局, 2 2 4)《**省**县矿山自然生态环境保护与治理规划》**县人民政府, 004; ( 5)《建筑边坡工程技术规范》GB50330—2002; 6)甲方《委托书》及甲乙双方《合同书》; ( 2 . 原则 ( 1)方案编制因地制宜,切合实际,首先在保证边坡及场地稳定的 基础上,再行考虑适宜区域内的绿化效果。 2)矿山治理要充分考虑矿地的综合利用,并为其创造良好的内部 投资环境。 ( ( ( 3)在确定本方案时,遵循技术可行性和经济合理原则。 二)矿山生态环境治理基本思路 以确保矿山边坡稳定、矿地综合利用、改善生态绿化使其与周边环 境相协调为主要指导思想。 根据**县国土资源局和**镇政府提出的矿山生态环境治理要求,结 合废弃矿山现状,本矿山生态环境治理的主要内容有:①首先对矿山边 1 0 坡后缘斜坡表部浮土进行削方清理,异地存放;②对**、**矿山主边坡 按设计边坡坡率进行台阶式爆破开挖降坡;③对西侧距长岗村民居较近 段边坡进行机械开挖、坡面喷射混凝土支护;④在开采后最终宕底边坡 坡脚处向外一定距离宕底内修筑挡土墙及排水沟,挡墙、台阶内回填土 绿化。⑤坡顶后缘设置截水沟及引水沟。详见**县**镇**、**废弃矿山 工程治理平面布置图(附图 3)。 ( 三)斜坡表部浮土机械开挖清理 矿山边坡后缘斜坡进行表部浮土清理的目的:一是为了消除原二处 滑坡体后缘潜滑区内的滑坡体物质来源;二是对所清理浮土进行异地存 放,供今后矿山生态环境治理覆土所用。 矿山边坡后缘斜坡表部浮土清理采用机械挖掘与人工清理相结合的 手段。挖掘机(推土机)可由北东侧上山公路进入挖掘现场进行较大范 围采剥,清理工作线路由北东向西南水平方向逐步推进。具体清理面积 按主边坡经台阶开挖成图后给出的最终坡顶线范围而定;重点对矿山北 东、南西两侧未实行开采区域边坡进行清理,全力清除坡顶浮土及坡面 危岩、碎石,削方清理深度视下部出露强风化基岩为至。 从附图 2 给出的边坡最终坡顶线范围经换算,确定斜坡清理区面积 2 约 12000m ,按残坡积层平均铅垂厚度 1.5m 计算,需清理土方量约 3 3 1 8000m ,折合 36000 吨(残坡积土比重取值 2.0t/m )。 所挖浮土由运输车辆经上山公路下搬运至城新公路南侧进行集中存 放,部分供今后矿山生态环境治理覆土所用。 11 ( 四)矿山主边坡台阶爆破开挖 由于原**、**矿山边坡为单一边坡,宕面高差大、坡度陡,且边坡 坡脚线呈曲折多拐,为确保边坡安全稳定,并提高废弃矿地的综合利用 价值,将对矿山主边坡进行台阶式爆破开挖。 1 .开挖边坡参数确定 拟开挖台阶边坡设置参数:按场地开采标高(最低开采标高)5m 计, 需设置四级台阶,台阶间高度 15m,即在山体标高 20m、35m、50m、65m 处开挖,台阶宽 3.0m,其中 65m 标高台阶至场地间台阶边坡角均为 55 度 ( 1:0.7),65m 标高台阶至最终开挖坡顶线间边坡角为 45 度(1:1), 最终边坡角为 47 度左右(见附图 3:削坡开挖剖面图)。 .开挖范围及坐标 2 台阶开挖区拐点坐标内平面投影面积为 34850m2(含矿区西南侧机械 开挖边坡范围),各拐点坐标见下表 1。 3 . 开挖方量计算 ① 计算方法及公式 治理区爆破开挖方量计算按实测 1∶1000 矿山地形精度,测制六条 剖面,分划七个块段,采用平行断面法计算体积。根据边坡参数及断面 面积变化,断块几何形态可视为不规则之棱柱体、棱台体和棱锥体三种 类型,因此,各段块体积采用其相应的公式近似计算。 1 2 A: 当|S -S |/Smax<40%时,采用棱柱体计算公式为: V=(S +S )/2×L B: 当|S -S |/Smax>40%时,采用棱台体计算公式为: 1 2 1 2 1 2 1 2 V = 1/3 [(S +S )+ S1 * S2 ]×L C: 棱锥体计算公式: V=1/3(S +S )×L 上述各式中的计算参数: 1 2 2 S S 1 、S 2 ——分别为块段两侧断面面积(m ); max——块段两侧断面面积 S 1 、S 中较大的值; 2 L——块段两侧断面的垂直距离(m); 3 V——块段土石体积(m ); 3 D——石料比重(按 2.50 吨/m ) ② 计算结果 3 根据上述参数及公式计算,矿山台阶开采总方量为 34.63 万 m ,扣 3 除此前开采区内已清理土方量(剥离)1.8 万 m ,实得开采石方量 32.83 3 3 万 m ,折合矿石量约 82.08 万吨(石料比重按 2.50 吨/m )。详见**县** 镇**、**废弃矿山削坡方量计算剖面图(附图 2)及削坡方量计算表(表 2 )。 表 2 开 挖 削 坡 方 量 计 算 表 南断面可 断面间距 块段 编号 北断面可采 2 体 积 3 计算公式 采 离 2 m ) L(m) 面积 S 1 (m ) 面积 S( V(m ) 2 Ⅰ Ⅱ (S 1 1 +S +S 2 2 )÷3×L )÷2×L 0.00 1054.70 1370.10 46.4 50 16312.7 60620.0 1054.70 ( S Ⅲ Ⅳ 1370.10 1521.60 1521.60 759.90 50 50 72292.5 55946.6 ( S 1 +S 2 + S1 × S2 )÷3 Ⅴ 759.90 1607.20 50 57870.5 × L 1 3 Ⅵ Ⅶ (S (S 1 1 +S +S 2 2 )÷2×L )÷3×L 1607.20 1177.60 1177.60 0 50 69620.0 13660.2 34.8 3 剥采量 18000 m 开挖方 量 328322.5 3 m Q=V×D =328322.5×2.5=820800 吨 说明:由于本次调查边坡各类岩层未经详细工程控制,因此强风化 3 3 基岩比重取经验值 2.3t/m ;中风化基岩取值 2.55t/m 。考虑强风化岩层 3 出露厚度小(平均厚约 3m),故方案石料整体比重取值 2.50t/m 。 4 .爆破开挖施工方案 ① 爆破方案确定 爆破采用中深孔梯段爆破,开采方向自南东向北西正面推进。此开 采方案具开采生产能力大,采后边坡平整,修复工程量小等优点,但由 于矿山正前方 100m范围内分布有民房、公路、输电线路等,其均处于爆 破安全警戒线内(200m),可能对公路南侧民房等设施造成破坏。因此, 控制爆破作业必须由专业爆破设计部门编制相关的爆破方案,并经主管 部门审查通过后,方可实施。 ② )生产工艺 台阶降坡采用自上而下形式,选用 TM—Y4 穿孔机凿眼,VE—10/7 型 空压机供气,梅花形多排微差爆破,最终成坡时采用预裂控制爆破技术。 爆破完成后,爆堆宽度一般在 10—15m 之间,由推土机(或挖掘机)从 北东侧上山公路进入矿区各阶段作业平台,将爆区矿石以溜槽形式推至 宕底,最后在宕底进行铲装、运输。整个工艺流程为控制爆破(松动爆 破)——重力放空(溜槽放矿)——挖掘机铲装——汽车公路运输等方 式进行。 1 4 ③ 开挖时间和工作制度 根据矿山治理要求,台阶开采时间安排为 1.5 年(18 个月),涉及矿 石料为 82.08 万吨。依据露天采矿的生产实践和矿区与填方区间距离, 结合当地气候条件,方案确定工作日为 450 天,每天 1 班制作业,每班 八小时工作制。 矿山日开挖能力:Q=A×1.1/450=2000t/d A—总量 82.08 万吨;1.1—生产不均衡系数;450——工作日。 按日开采 2000 吨石计,18 个月时间内基本能完成方案设计的建筑石 料方量开采。 ④ 主要施工设备 根据矿山生态环境综合治理的内容和要求,施工主要机械设备详见 表 3。 表 3 主 要 机 械 设 备 一 览 表 序 号 型 号 单 位 数 量 设 备 备 注 VOLVO36 3 ,1.6m 1 2 3 挖掘机 台 台 台 2 或其它型号(租用) 0 带高风压、压—风机 或其它型号(租用) 按 400 吨/辆计算运 量 潜孔钻 TM—Y4 2 6 普通载重车 东风 20t 带碎石器液压反铲, 兼作矿山辅助作业 用 液压碎石 器 4 PC200 台 1 5 6 7 推土机 空压机 凿岩机 上海 320 台 台 台 1 1 2 (五)矿区南西侧边坡机械开挖、喷射混凝土支护 矿区南西侧边坡由于离长岗村民居相隔较近,采用控制爆破开挖亦 1 5 较难把握民居安全,故对此段边坡采用机械开挖清理后,坡面喷射混凝 土方式予以支护。 1 .边坡机械开挖削坡 矿区西南侧边坡采用挖掘机机械开挖,其开挖时间安排于斜坡浮土 清理段一起实施。挖掘机机械开挖自上而下进行,坡顶浮土层及坡面碎 块石必须全力清除,使之矿区西南侧边坡基本顺直、完整。具体开挖范 3 围见附图 3。预计机械开挖土石方量 6000m ,折合 12000 吨。 2 .喷射混凝土边坡面积 矿区南西侧边坡喷射混凝土支护面积,经 AutoCAD 成图后,由计算 2 机直接读取平面投影面积,除 cos65°所得面积 2700m ,混凝土喷射厚度 不小于 5cm。 3 .喷射混凝土施工流程 喷射混凝土采用干喷法施工,其工艺流程见图 3。 砂 小石 水泥 混凝搅拌机拌和 人工翻斗车搬运 水 压缩空气 混凝土喷射 输料管 喷头 受喷面 混凝土养护 图 3:喷射混凝土工艺流程 .材料选择要求 4 # 水泥:应优先选用 425 普通硅酸盐水泥,也可选用矿渣硅酸盐或火 1 6 # 山灰质硅酸盐水泥,水泥标号不得低于 325 ,性能符合现行水泥标准。 砂:应采用坚硬耐久的中粗砂,细度模数宜大于 2.5,含水率控制在 5 ~7%。 骨料:应采用坚硬耐久的碎石或卵石,粒径不宜大于 15mm,当采用 碱性速凝剂时,不得使用含有活性二氧化硅的石料。 外加剂:应选用符合质量要求的速凝剂,掺速凝剂后的喷射混凝土 性能必须满足设计要求。 水:混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质,不得 使用污水以及 PH 值小于 4 的酸性水和含硫酸盐量按 SO 计算超过水重 1% 的水。 5 .混合料的配合比设计 ① ② ③ ④ ( 水泥与砂、石之重量比为 1﹕2﹕2—1﹕2﹕3; 砂率宜为 45%—55%; 水灰比宜为 0.4—0.45; 速凝剂掺量应通过试验确定。 六)坡脚处设置挡土墙及排水沟 考虑到宕底今后建设用地的安全及为矿山复绿创造条件,在距开挖 后宕底坡脚线外撤 3m 处砌筑重力挡土墙(注:未经开挖的矿区北东侧边 坡段,坡脚挡土墙外撤距离至坡脚线 10m 处),内侧回填土绿化,同时在 其外侧下方设置排水沟,两者构成一体,长度大体一致。详见附图 5。 1 .挡土墙稳定性技术要求 根据治理矿山水文地质条件,按无地下水作用的直立式挡土墙要求 1 7 处理,采用类比法,基本参数如下:填土内摩擦角φ=30°、粘聚力 c=0、 3 3 s 填土容重γ =18kN/m 、挡土墙容重γ=22kN/m 、假设墙后填土与挡土墙间 无摩擦力存在。挡土墙设计规格为高 1.5m(包含地表下 0.2m)、顶宽 0.4m、 3 底宽 1.0m,总长 450m,砌筑量 472.5m 。 根据重力式挡土墙安全系数验算规范: n t 抗滑移稳定性验算:K=(G +Ean)*μ/(Eat-G )≥1.3; 抗倾覆稳定性验算:K=G*x/(E a *z)≥1.6; 通过挡土墙抗滑及抗倾覆安全系数验算,其系数分别大于规定的 .3 和 1.6 临界系数,满足规范要求。 1 由于挡墙基础位于基岩之上,不存在影响地基承截力等问题。 2 .石料形状及质量标准 采集或选购的石料,除应满足岩性强度等性能指标外,砌筑用石料 的形状、尺寸和块重亦必须符合砌筑要求。挡墙用料为块石,质量标准: 块石上下两面大致平行、平整,无尖角、薄边,厚度大于 20cm;排水沟 用毛石呈不规则,块重大于 25kg,中厚大于 15cm。 3 .挡土墙及排水沟设计和施工要求 重力式挡土墙及排水沟采用浆砌块石和毛石,其强度等级不低于 MU30,混凝土强度等级应不低于 M7.5。两者必须同时砌筑,连成一体。 挡墙基底可做成逆坡,基底逆坡坡率不宜大于 0.2∶1.0。块、石 挡墙顶宽度不宜小于 40cm。 ① ② ③ 重力式挡墙的基础埋置深度,对岩质地基,基础埋置深度不宜小 于 0.2m,基础埋置深度应从坡脚排水沟底起算。 1 8 ④ 重力式挡墙的伸缩缝间距为 5—6m 间距,缝宽为 20—30mm,缝中 应填塞沥青麻筋或其它有弹性的防水材料,填塞深度不应小于 15mm。 挡墙后面的填土,应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土 ⑤ 作填料时,宜掺入适量的碎石,不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等 软弱有害的岩土体作为填料。挡土墙外侧排水沟以上 30cm 处,设置泄水 孔,水平孔距按 3m。泄水孔孔径采用φ80PVC 管,在泄水孔进口处设置 反滤层,不让积水渗入基础,应在排水孔下部墙内侧设置一层厚度不小 于 20cm 厚的粘土隔水层。 ⑥ 浆砌块石挡墙的施工必须采用座浆法,所用砂浆宜采用机械拌 合。块石表面应清洗干净,砂浆填塞应饱满,严禁干砌,应分层错缝砌 筑。 ⑦ 块石挡墙所用石材的上下面应尽可能平整,厚度不应小于 200mm, 外露面应用 M7.5 砂浆勾缝。 ⑧ ( 挡墙在施工前要做好地面排水,保持基坑和边坡面干燥。 七)台阶设低矮挡墙 考虑到切实保障削坡后平台的边坡稳定,及满足台阶复绿的要求, 在台阶里侧设置矮挡土墙。 台阶矮挡土墙设置于距台阶内坡脚向外推 2m 处的稳定基岩之上,墙 高 0.5m(包含地表下 0.1m),顶、底均宽 0.3m,基底不设逆坡,浆砌块 3 石砌筑。按四级台阶砌筑矮挡土墙总长 1155m 计,总砌筑量 173m 。 其技术参数及施工要求参照坡脚挡土墙。 1 9 ( 八)坡顶后缘设截水沟和引水沟 为防止天降雨水经地表对边坡的侵蚀作用,坡顶后缘修筑截水沟和 引水沟可以有效地解决这一问题。 1 . 坡面洪峰流量的确定 坡面清水洪峰流量,根据当地有关水文参数,按以下公式计算: =0.278KiF 式中 Q Q 1 B 3 ——最大清水洪峰流量,m /s;K——径流系数;i——平均 B 2 h 降雨强度,mm/h;F——山坡集水面积,km 。 废弃矿山周边坡面最大洪峰流量:根据当地情况,取径流系数取 0.45, 2 山坡集水面积约 0.05km ,按 1 小时内最大降雨量 50mm 计,估算治理区 3 最大坡面洪峰流量在 0.31m /s 左右。 2 . 截水沟及引水沟设计 截水沟原则上设置于最终开挖坡顶线后侧 5m 处,具体布置视实际地 形状况而定。截水沟采用浆砌片石浇筑,嵌入于地表开挖沟槽中。设计截 水沟横断面呈倒梯形,上边宽 80cm,下边宽 60m,沟深 50cm,长 810m, 3 3 3 可排水量 0.35m /s,其沟槽开挖方量 510.3m ,砌石量约 226.8m 。 由于整个坡顶地形呈高低不平之波浪形地貌,因此还需在中间地势 低洼处沿宕面设引水沟至坡脚排水沟,引导坡顶截水沟和自然小冲沟来 水。引水沟采用预制混凝土 U 型管浇筑,每节长 1~1.5m,承插口方式衔 接,上口宽 80cm,深度 50cm,总长约 82m。其与底部宕面用标号 C15 混 凝土镶补、固定。 2 0 ( 九)矿地平整 原废弃矿山矿地由于有较多矿渣堆弃,整体呈高低不平状,为便于 今后矿地的开发利用,将按场地设置统一标高 5.0m 进行平整填埋。高于 5 .0m 标高以上场地及小岩包可用带液压振动头的挖掘机进行机械挖掘 亦可采用浅眼控制爆破),低于 5.0m 标高以下场地可用推土机进行回 填至 5.0m 标高。实际可利用矿地面积约 33000m2。 十)矿山绿化设计 .坡脚、台阶挡墙内侧覆土 ( ( 1 由于边坡脚地基及台阶均为基岩,坡脚及台阶地带采用修筑挡土墙 回填耕植土方式绿化。 坡脚挡土墙地表之上高约 1.3m,内侧回填耕植土略低于挡墙高度约 1 0cm,坡脚挡墙内侧填土绿化面积约 2100m2,坡脚需回填土方量 2730m3; 台阶挡土墙地表之上高 0.4m,内侧回填耕植土高度按 10°向外放坡(即 2 3 内厚外薄),填土绿化面积约 1963m ,需回填土方量 785m ;整个矿山绿 3 化覆土量约 3515m 。 回填土应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土作填料时,宜 掺入适量的碎石,不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害的岩 土体作为填料。 2 .坡脚、台阶挡墙内侧绿化 考虑边坡岩面及周边复绿的景观效果,由回填土后的挡墙内植树绿 化。 ① 坡脚挡墙内绿化 2 1 坡脚挡墙由内而外,依次靠岩壁处采用种植爬藤类植物绿化,沿着 坡脚每 30cm 间距种植一株爬山虎,需种植 1700 株;中外地带种植高大 类乔木植物,主要起到遮挡裸露岩面,美化环境的作用,乔木主要选择 香樟、高杆女贞或桧柏等,树木左右间距按 4m 单排种植,需种植 160 株。 ② 台阶挡墙内绿化 经开挖后矿山边坡将形成四级台阶,这些平台可充分用于绿化。绿 化植物以低矮灌木为主,如海桐、火棘、黄馨等,按 1m间距间隔种植, 四级台阶面上共需种植 1150 株;次之在台阶内侧种爬藤类如爬山虎或常 绿油麻藤等,按间隔 30cm 计,需种植 3800 株。 通过几年养护,高大乔木及坡面爬藤攀延对裸露岩面遮挡十分明显, 可取得较好的复绿效果。 五、施工顺序及时间安排 ( 一)施工顺序 根据各单项工程的施工特点,以及各分项工程量、相互干扰因素和 施工难度,建议各分施工项目按以下程序进行: 即边坡浮土清理——台阶爆破开挖——坡面素喷混凝土——砌筑坡 脚挡土墙、排水沟——修筑后缘截水沟、引水沟——矿地平整——坡脚、 台阶挡墙内侧覆土绿化。 上述项目施工中,各程序应妥善安排,减少相互干扰,台阶削坡清 理施工由于工作面大,又要实施爆破作业,应予单独开展,其余各项工 作可交叉进行。 2 2 ( 二)施工进度安排 施工总工期安排为 21 个月,分三个阶段:第一阶段安排 18 个月, 主要完成开采区表部浮土清理及台阶爆破开挖工作;第二阶段安排 2 个 月,完成坡面素喷混凝土、坡顶截水沟、坡脚、台阶挡土墙及排水沟砌 筑工作;第三阶段安排 1 个月,完成矿山的覆土绿化工作。 六、分项工程质量要求 各分项工程施工质量要求及验收要求,执行省国土资源厅制定的《** 江省露天开采矿山生态环境治理工程技术指南》和《**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(试行)》**土资发 [ 2004]41 号,结合治理矿区施工情况,具体要求如下: 一)爆破开挖及浮土清理施工质量要求 . 开挖地段首先根据提供的坐标进行实地放样,划定开挖范围, 必 须按照方案中确定的最终境界线、台阶坡率及场地标高进行开挖削坡。 . 由于开挖削方量相对较大,其中涉及的潜孔钻控制爆破作业,必 须由专业部门制定爆破方案后方可进行施工。 . 边坡后侧浮土搬运清理必须进行得全面彻底,重点地段为原滑坡 ( 1 2 3 体后缘斜坡及东西两侧未台阶开挖斜坡,并遵循自上而下顺序,但因充 分考虑减少对保留边坡岩体的破坏。 ( 二)喷射混凝土施工质量要求 . 喷射作业前必须对机械设备,风、水管路和电线进行全面检查 及试运转。 .喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面,以确 1 2 2 3 保喷射混凝土与岩面之间的良好粘结。 3 4 .埋设喷射混凝土厚度的标志,以确保混凝土喷射的厚度。 .喷射作业应分段分片依次进行。喷射顺序自上而下。第一层混凝 土的厚度为 2—3cm。喷头与受喷面应垂直,宜保持 0.6—1.0m 的距离; 第二层喷射混凝土应在第一层混凝土终凝后进行,厚度在 2—3cm。第二 次喷射必须保证厚度与表面的光感。混凝土喷射 24 小时后浇水养护,以 保证混凝土质量。 5 .喷射前应控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无 干斑或滑移流淌现象。 6 .当最后一次喷射的混凝土终凝 2 小时后,立即喷水养护,每天至 少喷水四次,养护时间一般不少于 7 天。 H. 在终凝后第一次喷水养护 时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土表面防护层;气温低于+5°C 时,不得喷水养护。 ( 三)挡土墙施工质量要求 . 浆砌块石挡墙的施工必须采用座浆法,所有砂浆宜采用机械拌 合。块石表面应清洗干净,砂浆填塞应饱满,严禁干砌。 . 块石挡墙所用石材的上下面应尽可能平整,块石厚度不应小于 00mm,外露面应用 M7.5 砂浆勾缝。应分层错缝砌筑,基底和墙趾台阶 转折处不应有垂直通缝。 1 2 2 3 4 . 墙后填土必须分层夯实,所用材料应满足设计要求。 . 当挡墙墙后地面的横坡坡度大于 1∶6 时,应进行地面粗糙处理 后再填土。 2 4 ( 四)截、排水沟施工质量要求 1 2 3 4 .截排水沟规格尺寸必须按方案设计要求砌筑。 .砌体砂浆配合比准确,砌缝内砂浆均匀、饱满,勾缝密实。 .浆砌毛(片)石的质量和规格应符合设计要求。 .砌体抹面应平整、压实、抹光、直顺,不得有裂缝、空鼓现象。 ( 五)绿化施工质量要求 1 .回填土应优先选择透水性较强的填料。当采用粘性土作填料时, 宜掺入适量的碎石,不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害的 岩土体作为填料。 2 .树种选用适合当地气候条件,乔木间距按 4m 计,灌木间距按 1m, 藤类间距按 0.3m。要求一年内成活率达 95%。 .树木置入种植穴前,应先检查种植穴大小及深度,不符合根系要 3 求的,应修整种植穴;种植裸根树木,应将种植穴底填土呈半圆土堆, 置入树木填土至 1/3 时,应轻提树干使根系舒展,并充分接触土壤,随 填土分层压实;带土球树木必须踏实穴底土层,而后置入种植穴,填土 踏实。 4 .干旱季节种植裸根树木应采取根部喷播生根激素、增加浇水次数; 乔木在非种植季节种植时,苗木必须提前采取疏枝、环状断根等处理; 可摘叶的应摘去部分叶片,但不得伤害幼芽。 5 .施工完成后,必须定期进行养护,养护内容包括浇水、施肥、补 种,以及病虫害防治。 .养护期为一年。 6 2 5 七、环境保护与安全生产保证措施 一)环境保护 *、**废弃矿山地处西湾风景区和**镇海滨规划工业园区边缘,近 ( * 年来由于城镇建设日新月异,周边人居环境已发生了较大变化,因此, 环境保护各级政府都非常重视。矿山治理期间对周边环境的影响不可避 免,主要涉及有爆破开挖、汽车运输带来的噪声、粉尘和场地水土流失 等。 1 . 爆破开挖必须制定科学有效的制度和方案,减少因爆破开挖造成 对周边环境影响,努力把环境影响降至最低点。削坡或开挖一定注意保 护好保留地段山体植物种群和避免边坡岩面的二次破坏。 2 . 车运输矿石,要求车厢上部加盖或用帆布遮盖,防止碎石及粉土 洒落到公路上。 3 . 除雨季外,进行经常性的洒水,可以有效的控制或减少矿山粉尘 对周边环境的污染。 4 . 做好场地及边坡的排水系统,疏导地表水,防止水土流失造成对 周边环境的影响。 ( 二)安全生产保证措施 1 . 建立完善安全生产责任制网络。贯彻和实施国家颁布的《矿山安 全法》,并依据本矿的具体情况制定实施细则。 2 . 设立专职项目生产安全管理员,负责对矿山生产和现场进行安全 监督和管理。 . 矿山爆破作业应严格遵守《爆破安全规程》,加强爆破材料、器 3 2 6 材的管理,每次爆破后的剩余器材应及时缴库,不得擅自留存。爆破前 应施放警报,设置安全警戒线,对于与爆破安全警戒线相交的道路口应 设置醒目的警视标志,在爆破进行时,设专人值守至解除警报。 4 . 爆破完成后须隔 10 分钟,爆破人员方可进入爆区检查安全情况, 在确认无肓炮和漏爆剩余爆破物后,方可施放解除警报。 5 6 . 场区作业人员和被允许进入采场的其他人员必须带安全帽。 .对地震波影响范围内及可能因地震波产生地基不均匀沉降的民房 进行安全鉴定,工程完工后按受损程度给予一定的赔偿。 .爆破作业对 10KV输电线路总体影响较小,但也有使电线局部断股 的可能,爆破作业前应通知电业部门做好应急处理的准备工作。 . 防止粉尘危害。对铲装爆堆和采场作业内外运输公路,定时进行 喷洒水,保护从业人员身体健康和减少扬尘对矿区周围环境的污染。 . 加强对主要生产设备的检查、维护和保养,使设备经常保持良好 的技术状态,杜绝设备和人身事故。 0. 施工作业必须自上而下,分块分段进行,禁止自下而上或上、 7 8 9 1 下同时作业。开始下一步循环前必须对上一道工序工作进行全面检查, 确保安全施工。 八、治理工程预算 ( 一)预算依据 1 2 3 . 按治理方案图件、工程量及现场施工条件; . 水利水电部(2002)颁发《水利建筑工程预算定额》; . 根据**市目前工程项目市场运作价格; 2 7 4 . 根据**江省苗木市场价格; 二)治理工程内容及工程量预算 *县**镇**、**废弃矿山生态环境治理费用预算主要由以下六方面 ( * 组成。一为治理前期土地、林地征地费用;二为农居房屋折迁、损坏赔 偿费用;三为治理性开采矿山采矿权出让金收取费用;四为矿山边坡工 程治理费用;五为环境绿化治理费用;六为税费、劳动保险和不可预见 费。主要治理工程量及预算见下表 4、表 5。 表 4 矿山治理前期投入费用预算 序号 项 目 名 称 数 量 单 位 估算单 金额 价(元) (万元) Ⅰ 1 征地部分 征用林地 30.0 征用矿地 47.0 小计 亩 亩 20000.0 15000.0 60.00 70.50 3 130.50 Ⅱ 1 赔偿部分 折迁部分 补偿部分 小计 3 户 户 80000.0 10000.0 24.00 15.00 39.00 2 15 Ⅲ 采矿权部 分 1 出让金 小计 86.88 万吨 2.2 189.10 189.10 358.60 总计 表 5 矿山治理工程量及工程预算 序 号 Ⅳ 1 估算单 金额 项 目 名 称 治理部分 数 量 单 位 价(元) (万元) 机械开挖土石方 台阶控制爆破方 48000.0 820800 t t 4.5 7.6 21.60 2 628.52 2 3 4 坡面喷射混凝土 基坑开挖 2700 m 45.0 30.0 12.15 1.35 450.0 m 坡 脚 M7.5 水泥沙浆砌块 3 472.5.0 m 157.0 7.42 挡 墙 石 2 8 Ф80PVC 导管 基坑开挖 500 m m 7.5 0.38 1.73 1155.0 15.0 台 阶 挡 墙 5 6 M7.5 水泥沙浆砌块 石 3 173.0 728.4 340.9 m m m 157.0 40.0 2.72 2.91 3.75 3 3 沟槽开挖 截、排 水沟 M 7.5 水泥沙浆砌片 110.0 石 7 8 引水沟 场地平整 小计 118 m 80.0 5.5 0.94 18.15 701.62 2 33000 m Ⅴ 绿化部分 3 1 2 3 4 5 挡墙、台阶内及矿地覆土 3515.0 m 20.0 50.00 15.00 3.50 7.03 0.80 挡墙、矿地内乔木绿化 台阶挡墙内灌木绿化 挡墙内爬藤绿化 绿化养护费用 小计 160 1150 5500 棵 棵 株 1.73 1.93 2.00 13.49 715.11 直接费合计 Ⅵ 综合部分 1 1 1 0 1 2 税费 3.43% 1.7% 5% 24.53 12.17 35.76 劳动保险 综合管理费 1 3 总 计 787.57 预算治理总费用为 1146.17 万元。其中用于治理前期政策处理费用 为 358.60 万元;用于矿山边坡工程治理费用为 701.62 万元;环境绿化 治理直接费用为 13.49万元;其它为税费、劳动保险和不可预见费计 72.46 万元。 九、治理经费筹措 根据**政办发[2003]75 号《关于切实加强矿山自然生态环境保护和 治理工作的通知》的文件要求,废弃矿山生态环境治理经费来源主要有 以下四方面筹措即采矿权出让部分所得、矿地新增土地有偿收益金部分、 政府部门的涉矿行政事业收费部分和同级财政补贴部分。**、**废弃矿 2 9 山治理工作采取“以矿治矿”的方式,根据修复性矿石开采量收取部分 治理费用,另外还可从治理后矿地的有偿收益金部分收取费用,因此矿 山生态环境治理工作资金是有保障的。 十、环境、经济及社会效益 ( 一)生态环境效益 通过对废弃矿山生态环境治理,可以使矿山环境质量得到改善, 消 除矿山边坡不稳定带来的安全隐患,同时阻止因水土流失产生的地质灾 害隐患,为今后废弃矿山矿地的开发利用提供了基本安全保障。 治理后的废弃矿山,由于与周边山体融为一体,环境质量明显提高, 极大改善了人们视觉感观。 ( 二)经济及社会效益 * *、**废弃矿山生态环境治理采取“以矿治矿”的手段进行治理, 因此,矿山治理经费主要来源于修复性开采矿石卖出所得来抵冲治理费 用。经计算,**、**矿山修复性开采矿石(含台阶爆破开挖和机械开挖 3 方量)35.23 万 m ,折合矿石量 86.88万吨。其将全部用于位于治理区北 东侧**镇**不锈钢园区作地基基础填方使用。按目前**县建筑石料市场 价估算(即按卖方出售宕渣料 10.0 元/t 计算),修复性开采所得建筑石 料可卖得人民币 868.8 万元。由于矿山治理投入总费用为 1146.17 万元, 投入与产出二者相抵冲,尚欠缺 277.37 万元,不足部分可由地方财政或 矿地有偿收益金来完成。 另外,通过废弃矿山生态环境治理可以平整出一定数量的废弃矿地, 2 预计可利用土地面积约 33000m ,折合为 49.5 亩,为土地资源紧缺的** 3 0 增加了土地储备,产生了良好的社会效益。 十一、结 语 通过对**县**镇**、**废弃矿山生态环境综合治理方案的编制与实 施,可以有效解决废弃矿山边坡遗留存在的地质灾害安全隐患,同时为 今后矿地的开发利用提供了基本保障。 3 1 . 通过矿山修复性开采,开挖削坡总方量为 35.23 万 m ,折合矿石 量为 86.88 万吨,其可全部用于**镇**不锈钢园区作地基基础填方使用。 2 2 .矿山治理后,为**镇增加建设用地面积约 33000m ,折合 49.5 亩, 同时亦增加了**县可利用土地资源储备。 . 预算治理总费用为 1146.17 万元。治理经费可由修复性开采矿石 卖出所得和矿地有偿使用收益金完成。 . 通过矿山主边坡台阶开挖降坡、坡顶浮土排险清理、坡面喷射混 3 4 凝土支护、坡脚设挡土墙和截排水系统,可以有效消除边坡安全隐患, 提高了边坡安全稳定程度,为今后宕底建设用地安全提供了保障。 5 . 在安全边坡的基础上,在坡脚、台阶挡土墙内回填覆土绿化,通 过几年的绿化养护,可以不同程度地改善视觉景观,美化环境,达到矿 山全面生态环境治理的目标。 3 1
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