莱芜市石棚损毁山体恢复治理方案探讨

2014-03-20张宪尧薛林王建伟

山东国土资源 2014年10期

张宪尧，薛林，王建伟

(1.莱芜市国土资源局，山东莱芜 271100；2.莱芜市环境保护局，山东莱芜 271100；3．山东省第一地质矿产勘查院，山东济南 250014)

环境是人民生产、生活的生命线，更是生态文明建设的基础。近年来，人民的环境意识逐步强化，党的十八大更是提出了“五位一体”的总布局，阐述了生态文明建设[1]。但由于种种原因，矿产资源开发给环境留下了难以治愈的“疮疤”，尤其是历史开采造成地质环境破坏，不同程度影响了矿区周边群众的生产生活[2-4]。为解决历史遗留的矿山地质环境问题，践行生态文明建设理念，国土资源部门在全国范围内开展了“矿山复绿”行动，对因采矿活动引起的矿山地质环境问题进行综合治理。在全面开展“矿山复绿”行动，建设生态文明的框架下，莱芜市积极推进矿山生态地质环境恢复治理工作[5，6]。该文以莱芜市石棚损毁山体的恢复治理为例，对工程、生物等治理措施进行分析探讨，达到山体景观绿化的最佳效果，以确保生态、社会、经济三大效益的协调发展。

1 治理区基本概况

治理区位于莱芜市莱城区高庄办事处石棚村东南，距离莱芜市区约8km，面积0.101km2。北距泰莱高速约4km，东距莱芜-新泰高速约9km。治理区地貌类型属于剥蚀-溶蚀丘陵，地形总体为南高北低，治理区内海拔245～319m，相对高差74m。该区域内矿山开采历史较久，开采的主要矿种为石灰岩矿，属于露天开采，呈层状赋存，地势低洼处被第四纪残坡积物堆积，主要岩性为冲洪积粘质粉砂、粉质粘土及砂砾层等。开采地层属奥陶纪马家沟群北庵庄组，该组地层以灰—深灰色中薄层微晶灰岩、厚层云斑灰岩为主，上部夹少量薄层白云岩,地层呈单斜状向NE缓倾，倾角10°左右，产状较稳定，该地层以灰岩的深灰色和云斑构造为该段特征，从开采剖面上可见节理裂隙溶洞发育，导水性好，大气降水为该地区地下水的主要补给来源。大雨过后矿坑内不会长时间积水，雨水顺坡或通过节理裂隙溶洞迅速流走，开采的岩层倾斜面上难以固土。

2 治理区矿山生态地质环境现状

由于该区内的矿产赋存条件较好，自解放前就有零散的矿山开采点，无序开采时间较长。经过莱芜市矿产资源整合，无序开采得到了整顿，矿山废弃采石场治理责任人灭失，遗留了多个采石坑、开采立面、渣石堆、对当地自然地貌和地质环境造成了严重的破坏，给附近居民生产生活带来了严重的威胁[7，8]。

2.1 矿山地质灾害

治理区范围内共有7个开采坑，每个采坑均遗留有开采立面。开采立面都是中间部位最高，向两边逐渐降低，开采立面近垂直状，最高处约30m，最低处约12m。由于石灰岩矿坑在开采过程中使用机械或爆破手段，矿区关停之后，开采面上遗留了许多松散石块，部分基岩面上存在明显的卸荷裂隙，部分岩石与母岩已脱离，只靠部分岩石支持岩体，极易发生崩塌地质灾害，给当地的居民造成极大的安全隐患，危岩体约2965m3。

2.2 破坏土地植被和占用土地资源

该区域矿山开采前植被较好，矿山开采破坏了原来的生态植被。该区域内的第四系松散堆积物较薄，矿山开采遗留开采平台基岩裸露，无植物生长条件。同时遗留了一系列的采坑，采坑底面渣石堆杂乱堆放，浪费了土地资源，面积合计15312m2。

2.3 扬尘污染环境。

在开采平台内遗留大量渣石堆，由细小粉尘与石块组成。由于当地多风，年平均风速较大，加上海拔相对较高，在风力作用下，大量扬尘直接影响空气质量，严重威胁周边群众的身体健康。该区内粉尘渣石堆约11900m3。

2.4 地质地貌景观破坏

多年的露天开采引起了地质地貌景观严重破坏，例如，开采形成采石坑、挖掘面、弃渣和滚石带等，使昔日郁郁葱葱、风光秀美的山体变得千疮百孔，破乱不堪，自然生态功能退化。特别是，该区属于通往莱芜市旅游景区莲花山的刘鄂线的直线可视范围内，破损的山体给过往的游客造成极大的视觉污染，严重影响了当地旅游的整体形象。

3 损毁山体恢复治理措施

根据实地勘查资料，结合治理区矿山的地质环境条件，莱芜石棚地质损毁山体恢复治理措施主要为：对开采立面危岩体进行卸载，对立面顶端松散岩体进行削坡，消除崩塌地质灾害安全隐患；对开采平台进行场地平整,清理粉尘渣石堆；在开采平台上修建挡土墙，支挡回填的渣土和回填种植土；在回填土上种植爬山虎和侧柏进行绿化，在开采平台上爆破树穴绿化，治理区工程布置截面详见图1。

图1 治理区工程布置截面示意图

3.1 危岩体卸载

开采陡立面顶端脱离母岩的危岩体存在崩塌地质灾害隐患，主要分布在陡立面的中上部，高度为3～5m。该次治理对开采立面的已脱离母岩、体积较小的崩塌危岩体采取人工撬棍、千斤顶等简单工具使松动浮石滚落到陡崖底部，大块石清理则采用风镐破碎清理。卸载的危岩和碎石可以堆积在立面底端，平整后为下一步覆土做准备。消除崩塌地质灾害隐患，为后续施工提供安全保证，确定岩壁无危岩体后，方可进行下一步治理工程。

3.2 场地平整

该次治理充分考虑到治理区的特点，场地平整工作主要是：渣石土机械清运与平整，渣石坡削坡，客土回填后进行机械碾压、填土。由于该各个治理区开采平台相对较为平整，略有起伏，在客土回填之前将开采坑附近的渣石堆全部清运到开采坑底部，对平台内遗留的渣石堆，卸载的危岩，新清运的渣石以及树穴爆破的岩石，进行适当的平整，将体积较大的渣石放在底部与坑洼处，较细的渣石放于渣石顶部。

3.3 修筑挡土墙

为了保证回填渣土堆的稳定性，创造绿化空间，防止回填渣土及种植土变形失稳，并充分考虑开采平台现有地形特征，在开采平台中修筑砂浆毛石挡土墙。治理区所修筑挡土墙一律采用浆砌毛石重力挡土墙，规格为：Ⅰ号挡土墙上顶宽0.5m，底宽0.75m，高0.5m；Ⅱ号挡土墙上顶宽0.5m，底宽0.9m，高0.8m。挡土墙内侧墙壁直立，外侧倾斜，坡度1∶0.5，挡土墙中留设泄水孔，泄水孔使用pvc管，坡度为4°，间隔5m，孔后放置反滤层包(图2)。挡土墙基础必须设在密实的坚土或坚石上，挡土墙部分地段由于地势起伏，可按实际情况确定挡土墙具体高度，挡土墙基本参数应尽量保持一致。

图2 挡土墙规格示意图

3.4 爆破树穴

在遗留开采平台内，渣石土较少，因此选择在平台上爆破出树穴进行绿化，爆破采用控制性爆破，树穴规格为80cm×80cm×50cm,株距与行距为2m×2m与3m×3m。

3.5 客土回填

由于治理区第四系覆土较薄，植物生长条件较差，在绿化之前要进行客土回填。覆土绿化区客土厚度为40cm，削坡区、渣石回填区、渣石清理区覆土不少于20cm，所有种植土都覆在渣石土上。客土来源为建筑工程基坑开挖土，客土要进行分层压实。客土粒径要小于15mm，在运到工业场地后采用人工加机械的作业方式进行筛选，在筛土的同时按照一定的比例将草炭土、牛粪、鸡粪、木纤维、锯木屑、保水剂、土壤改良剂、植物生长剂、pH缓冲剂、复合肥料以及草种等填料按照不同阶段进行拌和后，晾晒至干爽程度，首先将适合于山体绿化的种植基土拉至加工场地，按照粒径要求，采用精筛，铺在渣石上，压实。治理区共需客土量为6163m3，其中覆土绿化区需客土3753m3，树穴绿化区需客土966m3，渣石回填区859m3，渣石清理区450m3，削坡绿化区135m3。

3.6 绿化

为了更好的实现恢复矿山生态环境，根据矿山基本情况矿区绿化树种以侧柏和爬山虎为主。绿化方式为开采立面种植攀爬能力较强的爬山虎进行绿化，在每个陡立面底端种植一排爬山虎，种植密度为1.0m/株，治理需爬山虎920株。在客土回填区种植侧柏，种植穴规格为80cm×80cm×50cm，侧柏高1.5m，苗木种植密度为222株/亩，绿化面积为9382m2，需侧柏3125棵；在开采平台爆破出树穴进行绿化，树穴规格为80cm×80cm×50cm，要求侧柏高1.0m，株距与行距为2m×2m与3m×3m，树穴绿化区面积为12935m2，需侧柏3012棵。渣石回填区面积4284m2，需侧柏(1.0m)1071棵。削坡绿化区面积673m2，需侧柏(1.0m)169棵。渣石清理区面积2246m2，需侧柏(1.0m)562棵。该次治理需侧柏(1.5m)3125棵，侧柏(1.0m)4814棵。树苗植入后，浇灌充足水量，做到树干垂直地面，根须要舒展，浇水后填土要密实，为减少蒸发量，栽植后未成活前可用穿有小孔的塑料薄膜覆盖树坑。并要注意适时浇水，精心护理，以提高成活率。

4 “矿山复绿”社会环境和经济效益分析

4.1 社会效益分析

治理工程社会效益主要体现在两个方面，一是随着经济和社会高速发展，人们的环保意识也逐渐提高，已毁山体的恢复治理是一项惠民工程，充分体现了党中央提出的“生态文明建设”的发展要求；二是使已毁山体得到治理，消除视觉污染，从而有利于招商引资发展莱芜市的旅游业，结合莱芜悠久的历史底蕴内涵，提高莱芜市的社会知名度。