紅旗嶺鎳礦水土保持工程典型實例

1、紅旗嶺鎳礦水土保持工程典型實例1、礦區(qū)概況本區(qū)位于吉林省磐石市紅旗嶺鎮(zhèn)，本區(qū)氣候屬溫帶大陸性季風氣候，該區(qū)域 土壤系開挖回填表土，棕壤,pH值5.7左右，土層厚度約0.5m3m。多年平均 氣溫14.5，10C年有效積溫4320.5C，多年平均日照時數(shù)1358小時，無霜 期275天。多年均降水量699.6mmmmo 一般 69月為雨季。森林植被屬長白 山針闊葉混交林區(qū)，現(xiàn)在的天然林全部是天然次生林。在闊葉樹中以柞樹為優(yōu)勢 樹種，針葉樹多為人工營造的落葉松、紅松。2、礦區(qū)工程措施在建設過程中對場區(qū)實施了擋土墻攔擋、支護措施；在坡面治理中采用“上 截、下排”，即是在坡定修建截水溝，攔截坡面的徑流，防

2、止對坡面的沖刷；在 坡面上采用種草防護，在坡腳修筑排水溝，做到有序控制坡面徑流減少水土流失； 在排土場下游布置了擋渣墻、并在庫區(qū)周邊修建了截水溝。這些措施對防治水土 流失具有積極作用。根據(jù)本項目特點和防治措施布局原則，水土保持防治措施體系由工業(yè)場地區(qū)、 礦山開采區(qū)、排土場、廢棄場地和附屬系統(tǒng)區(qū)等5個防治區(qū)的治理措施組成，磐石市紅旗嶺鎮(zhèn)竦礦水土保持分區(qū)防治措施體系表分區(qū)治理措施一級二級工程措施植物措 施臨時措 施工業(yè)場地排水明溝、覆 土整治、沉沙池種樹、種草無礦山開 采區(qū)擬采礦山擋土墻、截水 溝、覆土整治、沉 沙池種樹、種草表土剝 離、臨時土袋 攔擋、臨時排 水溝、臨時沉 沙池采空區(qū)擋土墻種樹、

3、種草無排土場擋土墻、截水 溝、覆土整治、沉 沙池種樹、種草臨時攔擋、臨時苫蓋廢棄場地覆土整治種草無附屬系 統(tǒng)區(qū)連接道路 區(qū)排水明溝種草無輸電線路 區(qū)無種草無輸水管線 區(qū)無種草無2.1防治措施總體布局根據(jù)防治措施體系框圖，項目區(qū)建設水土流失防治措施分區(qū)布局如下：工業(yè)場地區(qū)排水明溝：主體設計只定性描述在工業(yè)場地建筑周邊修筑排水溝，本方案補充定量設計。本方案在工業(yè)場地新增排水溝257m。沉沙池：本方案設計在工業(yè)場地排水明溝排水出口處布置沉沙池1口。覆土整治：主體未作任何設計。結合現(xiàn)場調查，本方案設計將礦山開采 區(qū)剝離表土對本區(qū)裸露區(qū)域進行覆土整治，覆土面積0.05hm2。植物防護：主體工程未作任何設

4、計，結合現(xiàn)場調查，本方案設計在場區(qū) 裸露區(qū)域布置植物措施面積0.05hm2。（2）礦山開采區(qū)擬采礦山擋土墻:根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本方案將補充礦體開采過程中開采臺階坡腳的 擋土墻，擋土墻的具體布設位置由建設單位根據(jù)開采后現(xiàn)場的地質情況而定，軟 質邊坡布置擋土墻214m。截水溝：本方案在擬采礦山區(qū)開采完成后形成的高邊坡上游布置截水溝，截 水溝溝長930m。沉沙池：在擬采礦山區(qū)截水溝末端新增沉沙池共計1座。覆土整治:主要是對礦體采空后的采空區(qū)30.21hm2裸露地表進行覆土整治， 土料來源于本區(qū)裸露地表剝離的表土。植被恢復：本方案考慮對礦體開采后的采空區(qū)進行植被恢復，種植區(qū)域為除 擋土墻以為的其他區(qū)域

5、共計41.51hm2。表土剝離：首采平臺布置前對采場礦山進行表土剝離90780m3,用于本區(qū) 后期采空區(qū)和工業(yè)場地覆土整治。臨時土袋攔擋：本方案設計在礦山開采過程中對低洼地帶及緩坡地帶布置臨 時土袋攔擋800m，防治開采過程中的水土流失。臨時排水溝：本方案還設計沿礦山開拓公路及集雨面較大的開采臺階坡腳布 置臨時排水溝450m。臨時沉沙池：在臨時排水溝末端新增臨時沉沙池1座。采空區(qū)擋土墻：根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本方案將對采空區(qū)坡度較大的C3、C4礦段下 游布置擋土墻1277m。植被恢復：建設單位已在C2、C5、C6等采空區(qū)和LJ15、16等亂掘亂采點 布置綠化措施面積18.00hm2。根據(jù)現(xiàn)場實際情

6、況，本方案將對后期C1、C3、 C4等采空區(qū)進行植被恢復，此部分措施均在生產運行期內完成。（3）排土場擋渣壩：主體設計在排土場下游修建擋渣壩130m，基本滿足攔擋要求。截水溝：本方案設計在排土場上游修筑截水溝，截洪溝總長960m。沉沙池：本方案設計在截水溝末端修建沉沙池一口。植被恢復：本方案補充對后期4.70hm2渣面覆土后進行植被恢復。臨時土袋攔擋：為減少排土場臨時堆土在堆放期間的水土流失，本方案新增 土袋攔擋措施，共需臨時土袋185m3。臨時苫蓋：露天開采區(qū)全部表土將全部集中堆放于排土場內，臨時堆土表面 采用防雨布苫蓋，苫蓋面積12600m2。（4）廢棄場地區(qū)覆土整治：主要是對廢棄場地裸露

7、區(qū)域及施工跡地0.07hm2裸露地表進行 覆土整治，覆土量210m3, 土料來源于礦山開采區(qū)收集的表土。植被恢復：本方案考慮對廢棄場地全面進行植被恢復，種植區(qū)域0.12hm2。（5）附屬系統(tǒng)區(qū)連接道路區(qū)排水：主體工程對連接道路一側設計布置排水溝2500m。植被恢復：本方案設計對路基兩側裸露邊坡進行植被恢復面積1.08hm2。輸電線路區(qū)因輸電線路為利用原有線路，且目前恢復較好，本方案不再對其進行措施設 計。輸水管線區(qū)本方案設計在輸水管線區(qū)撒播混播草0.02hm2 ；草種由黑麥草及三葉草按1：1比例混播。2.2分區(qū)水土保持防治措施設計2.2.1工業(yè)場地設計工程措施設計覆土整治：結合現(xiàn)場調查，本方案

8、設計將礦山開采區(qū)剝離表土對本區(qū) 裸露區(qū)域進行覆土整治，覆土面積0.05hm2,覆土厚度30cm，覆土量為150m3， 土料來礦山開采區(qū)剝離表土。排水溝設計：主體設計只定性描述在工業(yè)場地建筑周邊修筑排水溝，本方案 補充定量設計。本方案在工業(yè)場地新增排水溝257m。采用M7.5水泥砂漿砌片 石修筑。a防洪標準：根據(jù)開發(fā)建設項目水土保持技術規(guī)范的規(guī)定，防洪標準為：設計洪水標 準10年，校核洪水標準20年，相應確定截水溝的防洪標準也按10年一遇設計， 20年一遇校核。經查吉林省暴雨洪水計算實用手冊，取用吉林省年最大1小時點雨量 均值等值線圖、吉林省年最大1小時點雨量Cv值等值線圖，得項目區(qū)的 一小時平

9、均點雨量為41mm，Cv=0.37，Cs=3.5Cv，取P=5%，查皮爾遜III型 頻率曲線的模比系數(shù)Kp值表得Kp=5%=1.73, Kp=10%=1.51，由此計算得10 年一遇最大一小時降水量為61.91mm、20年一遇最大一小時降水量為70.93mm。b洪峰流量采用公式：Qs=0.278KIFQs洪峰流量；K一徑流系數(shù)，取0.80；I 10、20年一遇最大一小時降水量；F一山坡集水面積，根據(jù)地形圖計算。根據(jù)主體設計的地形圖量 算，工業(yè)場地上游集雨面積為0.018km2。Q 設計=0.278x0.80 x61.91x0.018=0.25m3/soQ 校核二0.278x0.80 x70.9

10、3x0.018=0.28m3/s。經計算得，截水溝校核洪峰流量見表。截水溝校核洪峰流量表截排水溝名稱集雨面積（km2）校核洪峰流量（m3/s）防洪標準風井場地截水 溝0.0180.2820年一遇水力學計算:計算假定截水溝斷面形式：等腰梯形，溝道縱坡:i=2%斷面試算按式Q=CA*Ri進行計算式中:A -過水斷面面積1C-謝才系數(shù)C = n R1/6AR-水力半徑二Xn-糙率，取 n=0.016X-濕周i二渠道縱坡，i=2%斷面選定根據(jù)上述計算步驟及方法，選定截排水溝斷面如表。截排水溝水力計算表截水溝 名稱設計洪峰流量（m3/s）截排水溝 過水斷面水力要素過流能 力（m3/s）ALX:I C風井

11、場 地截排水溝0.24B=0.35m，h=0.35m(.121:.01(.12)43.690.26Q斷面平均流速：V=A =2.11m/s,考慮10cm安全超高，經計算：過流能 力大于洪峰流量，滿足過流要求。截排水溝水力計算表（10cm安全超高）截排水溝名稱校核洪峰流量（m3/s）截排水溝 過水斷面水力要素過流（m3/s）AXR:C風井場地截排水溝0.28B=0.35m，h=0.45m0.141.200.1143.420.35通過計算及優(yōu)化確定工業(yè)場地區(qū)截水溝斷面B =0.35m，h=0.45m，采用M7.5 漿砌石砌筑；過水面采用M10水泥沙漿抹面，厚度0.01m，溝床厚度為0.30m， 溝

12、底厚度為0.30m。沉沙池：本方案設計在工業(yè)場地排水明溝排水出口處布置沉沙池1 口。根據(jù) GB16453.4-2008水土保持綜合治理技術規(guī)范小型蓄排引水工程規(guī)范要求， 擬定沉沙池尺寸為長2.0m，寬1.0m，深1.5m，容積3.0m3。采用M7.5漿砌石 砌筑，M10水泥沙漿抹面；墻體厚0.30m，墻體抹面厚度為0.01m。（2）植物措施設計場區(qū)植物防護：考慮對場區(qū)裸露區(qū)域布置植物措施面積0.05hm2,主要針對 場區(qū)空閑地及地面建筑物周邊，對場區(qū)裸露地表撒播草種的基礎上，因地制宜地 零星分散種植喬木。布設原則根據(jù)本項目建設與運行的具體要求，項目區(qū)植物措施的布局應在服從主體工 程順利建設、安

13、全運行、保持水土、改善環(huán)境的基礎上，力求全面規(guī)劃、因地制 宜、因害設防、突出重點，確定合理的植物措施布局形式，將點、線、面結合進 行綜合植物措施設計。通過合理植物配置及切實可行的植物措施，建成適合立地條件、較為完整的 植物防護體系，盡可能減小礦山建設對周圍生態(tài)環(huán)境造成的影響，以獲得礦山開 發(fā)建設與生態(tài)環(huán)境保護雙贏之目的。立地條件分析本區(qū)氣候屬亞熱帶季風濕潤氣候，該區(qū)域土壤系開挖回填表土，黃壤pH值 5.8左右，土層厚度約0.5m3m。多年平均氣溫14.TC，210C年有效積溫 4320.5C，多年平均日照時數(shù)1354小時，無霜期275天。多年均降水量1192.5mm。 一般49月為雨季。樹種選

14、擇依據(jù)主要是對場區(qū)裸露地表進行綠化，由于該區(qū)地面硬化較多，場內的閑置地、 裸露地及地面設施之間的空地相對較少，因此植物防護措施設計在滿足水土保持 要求的前提下，重點考慮環(huán)境美化，結構設計為草一灌一喬結合型。管理、兼有 凈化空氣和美化環(huán)境的功能。經過分析，對面積較大裸露地表以種黑麥草及三葉 草為主(混播，混播比例為1： 1)，并分散零星配置柳杉及白楊，中間種植小 葉女貞。整地整地規(guī)格根據(jù)栽種樹木的大小進行具體設計，大樹移栽整地規(guī)格主要為 0.6mx0.6mx0.6m，苗木規(guī)格較大的采用0.4mx0.4mx0.4m整地，小葉女貞等苗 木規(guī)格較小的采用0.3mx0.3mx0.3m。整地時表土和底土分

15、開堆放，種植穴挖好 后先回填表土，后回填底土，填土需高出原地表5-10cm。栽植方法按照先植樹后種草的順序進行。喬木：苗木選擇米徑3-4(cm)，雨季種植，整地規(guī)格0.6x0.6x0.6m，栽植 時應注意調整好主要觀賞面，土球入穴前踏實穴底松土，土球放穩(wěn)，樹干直立。落葉喬木栽植深度與原栽植線持平；常綠樹栽植時，應略高于地面5cm,隨后拆 除并取出不易腐爛包裝物，如土球松散，腰繩以下部分可不拆除，以上部分則應 解開取出，并對根部加施保水劑。填土應分層夯實，采用樹桿支撐加固，防止樹 身搖動。灌木：需帶土球，栽植時不宜過深。如在定植時，在穴底施肥，促進生長。草：耕翻土地并耙細，撒播后覆細土 2cm，

16、雨季播種。栽植季節(jié)根據(jù)栽植地區(qū)氣候、土壤條件和栽植樹種生物學特性確定栽植季節(jié)和時間， 大部地區(qū)多在春、秋兩季進行植樹，根據(jù)實際條件也可在冬季進行栽種，避免伏 旱季節(jié)栽植。若采取在雨季栽植，其關鍵是掌握天氣和土壤水分狀況，當降過透 雨有充足底墑時，選擇陰天栽植容易成活。撫育管護技術綠化管護的主要內容為：補植、土、肥、水管理、防治病、蟲、雜草、修剪 及保護管理等。種植設計：對裸露地表部分撒播狗牙草及三葉草的基礎上，因地制宜地零星 分散種植柳杉。草種：30kg/hm2。種植面積0.05hm2，共需草種1.50kg。灌木：小葉女貞250株/100m。種植面積0.05hm2,種植小葉女貞375株、 黃花

17、槐375株。喬木：約200株/hm2。種植面積0.05hm2，由于該區(qū)硬化地表較多，可綠 化地帶相對分散，僅分散零星種植柳杉5株、白楊5株。2.2.2礦山開采區(qū)典型設計2.2.2.1擬采礦山設計工程措施典型設計根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本方案將補充礦體開采過程中開采臺階坡腳的擋土墻， 擋土墻的具體布設位置由建設單位根據(jù)開采后現(xiàn)場的地質情況而定，軟質邊坡布 置擋土墻214m。擋土墻設計及設計要求：擋土墻采用M7.5漿砌塊石砌筑，基礎開挖深度達到弱風化層；在擋土墻下部設置排水孔，排水孔設在地面高程以上0.3m處。排水孔水 平間距為1.2m，排距為1m,擋土墻的排水孔臨渣面設碎石反濾層濾水；擋土墻水平方向每

18、隔1015m設置一道伸縮縫，縫寬為2cm；采用瀝青 木板卡塞。斷面假定：擋土墻采用重力式漿砌石擋墻，頂寬1.5m，底寬2.75m,出土高5.0m, 基 礎寬3.25m，基礎深1.5m，壩體內坡垂直，外坡坡比1： 0.25。穩(wěn)定性分析：擋土墻出土高僅2m，渣體相對穩(wěn)定，根據(jù)建筑地基基礎設 計規(guī)范，不進行計算。截水溝：本方案在擬采礦山區(qū)開采完成后形成的高邊坡上游布置截水溝，截 水溝溝長930m，斷面采用主體設計斷面（斷面設計為倒梯形，上寬0.5m,下寬 0.3m，深0.3m），采用M7.5漿砌石砌筑，M10水泥沙漿抹面。主要布置于礦 區(qū)東部的開采最終鏡界線附近。雨水先注入下游沉沙池，最終排入東北側

19、自然沖 溝。沉沙池：在開采區(qū)的截水溝末端新增沉沙池共計1座，每座容積3.0m3,池 體底部斷面為矩形斷面，池底長2.0m，池底寬1.0m，池深1.5m，采用M7.5漿 砌石砌筑，M10水泥沙漿抹面；墻體厚0.30m，墻體抹面厚度為0.01m。覆土整治:主要是對礦體采空后的采空區(qū)30.21hm2裸露地表進行覆土整治， 覆土厚度30cm，覆土量90630m3, 土料來源于該區(qū)剝離的表土，其余區(qū)域 11.30hm2為C1采空后用于棄土方的排放，因此可區(qū)域直接綠化，無需覆土整 治。（2）植物措施典型設計本方案考慮對礦體開采后的采空區(qū)進行植被恢復，種植區(qū)域為除擋土墻以內 的其他區(qū)域共計41.51hm2。

20、本區(qū)立地條件同工業(yè)場地。種植設計：植物防護措施設計在滿足水土保持要求的前提下，重點考慮環(huán) 境美化，結構設計為草一灌一藤本植物一喬結合型。管理、兼有凈化空氣和美化 環(huán)境的功能。經過分析，對開采裸露地表在撒播黑麥草及三葉草（混播，混播比 例為1： 1）的基礎上，按3X3X3m品字形配置柳杉，對開采臺階削坡后分散 種植爬山虎；對較為平緩區(qū)域種植灌木小葉女貞。用苗（種）數(shù)量設計草種：30kg/hm2。種植面積41.51hm2,共需草種1245.30kg。藤本植物：約400株/hm2。種植面積10.00hm2,種植爬山虎4000株。灌木：小葉女貞250株/100m。黃花槐250株/100m。種植面積10

21、.51hm2, 種植小葉女貞19700株、黃花槐19700株。喬木：約1110株/hm2。種植面積21.00hm2,種植柳杉11655株、白楊 11655 株。（3）臨時措施典型設計表土剝離：為滿足工業(yè)場地和礦山開采區(qū)后期綠化覆土需求，本方案設計對 礦體開采前松散裸露地表剝離表土 90780m3，用于本區(qū)后期采空區(qū)覆土整治。 剝離的表土臨時堆放在排土場區(qū)上游空閑處。臨時土袋攔擋：本方案設計在礦山開采過程中對低洼地帶及緩坡地帶布置臨 時土袋攔擋800m，防治開采過程中的水土流失。土料來源于本區(qū)剝離表土。臨 時土袋攔擋斷面50cmX50cm，土袋攔擋錯縫堆砌，共計400m3。臨時攔土袋擋措施橫剖血

22、圖臨時攔土袋擋措施編面圖臨時土袋攔擋防護措施設計圖臨時排水溝：本方案還設計沿礦山開拓公路及集雨面較大的開采臺階坡腳布 置臨時排水溝450m。a防洪標準工業(yè)場地區(qū)排水明溝設計防洪標準一致。詳見其工業(yè)場地防治區(qū)排水明溝設 計內容。b洪峰流量采用公式：同工業(yè)場地排水明溝設計洪峰流量公式一致。工業(yè)場地防治區(qū)排 水明溝設計內容。根據(jù)主體設計的地形圖量算，開采臺階上游集雨面積為0.024km2。Q 設計=0.278x0.80 x61.91x0.024=0.33m3/s。Q 校核二0.278x0.80 x70.93x0.024=0.38m3/s。經計算得，截水溝校核洪峰流量見。截水溝校核洪峰流量表截水溝名稱

23、集雨面積（km2）校核洪峰流量（m3/s）防洪標準擬采礦山區(qū) 排水溝0.0240.3820年一遇水力學計算：計算假定截水溝斷面形式：等腰梯形，溝道縱坡:i=3%，糙率n=0.025。斷面試算：同工業(yè)場地排水明溝斷面試算，詳見排水明溝設計內容。斷面選定：根據(jù)上述計算步驟及方法，選定臨時排水溝斷面如表。Q斷面平均流速：V=A =1.89m/s,考慮10cm安全超高，經計算：過流能 力大于洪峰流量，滿足過流要求。截水溝水力計算表（10cm安全超高）截 排水 溝名 稱校核洪峰流量（m3/s）截水溝過水斷 面水力要素過流能 力（m3/s）ALX:I C擬 采礦 山區(qū) 臨時 排水溝0.38B 底=0.40

24、m，B頂 =0.60m，h=0.60m(.241:.60(.15)29.160.47通過計算及優(yōu)化確定擬采礦山區(qū)臨時排水溝斷面B底=0.40m，B頂=0.60m， h=0.60m，采用M7.5漿砌石砌筑；過水面采用M10水泥沙漿抹面，厚度0.01m， 溝床厚度為0.30m，溝底厚度為0.30m。臨時沉沙池：在臨時排水溝末端新增臨時沉沙池1座，用于沉淀施工過程中 溝道中的泥沙，上游來水經沉沙池沉淀后再進入雨水排水系統(tǒng)，每座容積3.0m3, 池體底部斷面為矩形斷面，池底長2.0m，池底寬1.0m，池深1.5m，池體采用 人工開挖土池。2.2.3采空區(qū)典型設計（1）工程措施擋土墻：根據(jù)現(xiàn)場實際情況，

25、本方案將對采空區(qū)坡度較大的C3、C4礦段下 游布置擋土墻1277m。由于地層巖性等基本參數(shù)相似，擋土墻斷面與擬采礦山 擋土墻一致。（2）植物措施本方案考慮對礦體開采后的采空區(qū)進行植被恢復，對坡長較長的采空區(qū)進行 臺階種植，種植區(qū)域共計24.32hm2,因建設單位已對部分采空區(qū)布置了綠化措 施面積18.00hm2，本方案主要對生產運行期內的C3、C4區(qū)域設計綠化措施面 積為6.32hm2。植物措施樹草種及種植設計同擬采礦山區(qū)。用苗（種）數(shù)量設計運行期：草種：30kg/hm2。種植面積6.32hm2，共需草種189.60kg。灌木：小葉女貞250株/100m。種植小葉女貞2500株、黃花槐2500

26、株。藤本植物：約400株/hm2。種植面積1.32hm2,種植爬山虎528株。喬木：約1110株/hm2。種植面積3.00hm2,種植柳杉1665株、白楊1665 株。2.2.4排土場區(qū)典型設計1、工程措施典型設計（1）覆土整治：本方案設計將對排土場服務年限滿后進行綠化覆土， 覆土面積4.20hm2，覆土厚度30cm，覆土量為12600m3，土料來本區(qū)的剝離表 土，此措施在生產運行期完成。（2）截水溝：本方案在排土場上游修筑截水溝，主體設計斷面為梯形，上 寬1.5m,下寬0.25m，深0.60m，截洪溝總長960m。采用M7.5水泥砂漿砌片石 修筑。（3）沉沙池設計本方案設計在截洪溝末端修建沉沙池一座。矩形斷面，池底長12.0m，池底 寬6.0m，池深2.5m，沉沙池容積180.0m3，池體采用M7.5漿砌塊石砌筑，池 底及池壁采用M10水泥砂漿抹面，池體及池底厚度30cm。2、植物措施渣面綠化：本方案補充對本區(qū)生產運行期4.20hm2進行綠化。種植設計：當開采結束后，對庫區(qū)布置植物措施，具體為全面散播黑麥草及 三葉草草籽。其他主要技術指標同工業(yè)場地。草種：30kg/hm2。種植面積4.20hm2，共需草種126.0kg。3、臨時措施典型設計（1）臨時攔擋：排土場布設的臨時土袋攔擋主要是臨時堆土在堆放期間的 水土流失