山東省滕州市采煤坑地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與治理方案研究

山東省滕州市采煤坑地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀與治理方案研究

1道路破壞布局長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)巖石資源的開(kāi)采和利用缺乏環(huán)境保護(hù)意識(shí)，存在“重開(kāi)發(fā)、輕保護(hù)”的現(xiàn)象，忽視了礦產(chǎn)資源的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)形態(tài)景觀的保護(hù)。山石保護(hù)與保護(hù)的矛盾日益突出，造成了巨大的破壞和環(huán)境污染。全市有20多座山體受損，分布在11個(gè)城市，面積約600萬(wàn)米。其中,位于鐵路、高速公路、國(guó)道、省道兩側(cè)以及重要工業(yè)區(qū)、居民生活區(qū)、生態(tài)風(fēng)景保護(hù)區(qū)等附近的損毀山體面積約為480萬(wàn)m2,不但嚴(yán)重影響了我市生態(tài)和地質(zhì)地貌景觀,而且存在多處地質(zhì)災(zāi)害隱患。特別是京福高速公路是滕州市境內(nèi)一條主干道,也是進(jìn)出滕州的主要出入口之一,滕州段長(zhǎng)約42km。由于多年來(lái)的亂采亂挖,以至于道路兩側(cè)山體、植被遭到了嚴(yán)重破壞,同時(shí)因采石殘留的不穩(wěn)定邊坡,局部地段多次發(fā)生巖體崩塌災(zāi)害,對(duì)居民、過(guò)往車(chē)輛、行人安全構(gòu)成較大威脅。分布于界河、龍陽(yáng)鎮(zhèn)境內(nèi)京福高速公路兩側(cè)可視范圍內(nèi)的已毀山體,產(chǎn)生了地質(zhì)災(zāi)害隱患、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境破壞、視覺(jué)污染等問(wèn)題,給滕州市城市形象帶來(lái)了極大的負(fù)面影響,制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧發(fā)展,治理工作極為迫切和必要。2礦區(qū)造林背景根據(jù)滕州市采石坑地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀特征,可以選擇采用危巖體清除、客土回填綠化和修建排水溝的綜合治理方案,使礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境向良性轉(zhuǎn)化。其施工順序?yàn)槲r體清除→客土回填→植樹(shù)綠化→修建排水溝。2.1危巖體爆破設(shè)計(jì)主要位于界河治理區(qū)采石坑邊坡中上部區(qū)域。對(duì)已脫離母巖、體積較小的崩塌危巖體采取人工搬運(yùn)的措施,體積較大者采用炸藥爆破,爆破之后再將小塊危巖體進(jìn)行清除,從而消除崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患,為后續(xù)施工提供安全保證。危巖體清除后,在50°~70°坡處設(shè)2級(jí)臺(tái)階,設(shè)計(jì)臺(tái)階寬5m,臺(tái)階高度5m。需要進(jìn)行清除的危巖體,預(yù)計(jì)清理搬運(yùn)石塊總體積326m3。危巖體搬運(yùn)或爆破后可直接堆放于陡崖邊坡坡腳處,為開(kāi)挖臺(tái)階、客土回填工程減少一部分工作量。2.2小開(kāi)采充填區(qū)回填區(qū)界河、龍陽(yáng)治理區(qū)兩個(gè)采石坑陡崖下方開(kāi)挖臺(tái)階處有較大的回填空間,因此可在采石坑臺(tái)階及坡角處進(jìn)行客土回填,將廢石堆積在臺(tái)階上,覆土,并進(jìn)行壓實(shí)。界河治理區(qū)回填區(qū)包括一大一小兩個(gè)采石坑,其中大采石坑回填區(qū)面積7394.8m2,最大回填高度為8.0m,回填方量59158m3,壓實(shí)方量30448m3;小采石坑回填區(qū)面積615.5m2,最大回填高度為5.0m,最大放坡長(zhǎng)度為32.2m,回填方量1539m3,壓實(shí)方量1026m3。龍陽(yáng)治理區(qū)回填區(qū)面積1023.8m2,最大回填高度為8.6m,回填方量8791m3,壓實(shí)方量2389.3m3?？屯粱靥钍┕ぶ饕夹g(shù)要求如下:1)在采石坑陡崖下方進(jìn)行回填,下部回填建筑工地基坑開(kāi)挖風(fēng)化砂、建筑垃圾(不含生活垃圾、木料等有機(jī)物質(zhì)),上部0.5m填三類(lèi)種植土,表層填0.4m營(yíng)養(yǎng)土。2)回填時(shí)需采取分層壓實(shí)(碾壓、夯實(shí))措施,使碾壓后的填土力學(xué)指標(biāo)達(dá)一定的要求,內(nèi)摩擦角φ≥28°。要求所選土料不同,應(yīng)采取合適的壓實(shí)方法。3)為保證邊坡的穩(wěn)定性,回填邊坡坡度應(yīng)控制在35°以下,同時(shí)修建排水溝以增加邊坡的穩(wěn)定性。4)回填結(jié)束后在綠化植樹(shù)前進(jìn)行回填土壓實(shí)及力學(xué)性質(zhì)檢測(cè),不能滿(mǎn)足邊坡穩(wěn)定性要求的,要及時(shí)采取加固措施。2.3綠化2.3.1樹(shù)體及栽植選用由于滕州市采石坑地處城市遠(yuǎn)郊,且絕大部分地勢(shì)較高,土壤條件差,管理養(yǎng)護(hù)難度較大。因此在樹(shù)種選擇上主要以管理粗放、生長(zhǎng)較快、耐瘠薄的喬、灌木為主,僅在重點(diǎn)區(qū)域點(diǎn)綴以觀花、觀葉植物?；{(diào)樹(shù)種:楊樹(shù)、槐樹(shù)、黑松、黃山欒。其他樹(shù)種:龍柏、白蠟、櫸樹(shù)、紫穗槐、黃櫨、臭椿、櫻花、碧桃、紫薇等。主要樹(shù)種特性如下:楊樹(shù):落葉喬木,樹(shù)形美觀,葉片秀麗,生長(zhǎng)速度快,適應(yīng)性強(qiáng),喜光,喜濕,耐瘠薄、干旱,山溝、平原、階地以及短期積水地帶均可生長(zhǎng)。生長(zhǎng)迅速,萌芽力強(qiáng),但壽命較短。栽植選用高度大于5m,胸徑4~5cm。櫸樹(shù):榆科落葉喬木,干皮深灰色,光滑,樹(shù)干通直,枝葉茂密,葉片美麗,果形奇特,是良好的庭蔭樹(shù)種和工礦區(qū)的四旁綠化樹(shù)種?？癸L(fēng)力強(qiáng),沿海栽植更具優(yōu)勢(shì);生長(zhǎng)快速,抗煙塵和有毒氣體,耐輕度鹽堿。栽植選用胸徑3~4cm,分枝點(diǎn)大于1.5m。欒樹(shù):陰性樹(shù)種,較耐寒、耐干旱、抗煙塵、耐短期水浸?；ㄆ?~8月,花色金黃?；ㄐ纹嫣厮茻艋\,果色橘紅盈樹(shù),秋葉橙黃色。栽植選用胸徑3~4cm,分枝點(diǎn)大于3m。黃櫨:落葉大灌木,常為小喬木狀。秋葉鮮紅,葉片光潔,是良好的秋日觀葉樹(shù)種。夏季,花后不孕花梗呈粉紅色,細(xì)羽毛狀,遠(yuǎn)觀如輕煙萬(wàn)縷,繚繞樹(shù)冠,故又名煙樹(shù)。是良好的園林觀賞樹(shù)種。抗旱、抗寒、耐瘠薄,為石灰?guī)r山地之主要樹(shù)種。栽植選用胸徑2~3cm?；睒?shù):喬木,高達(dá)25m,樹(shù)冠圓形,干皮暗灰色,花淺黃綠色,排成圓錐花序。莢果串珠狀,長(zhǎng)2~8cm,花期7~8月,果10月成熟。喜光,略耐陰,喜干冷氣候,在石灰性、酸性及輕鹽堿土上均可正常生長(zhǎng),耐煙塵。樹(shù)冠寬廣枝葉繁茂,壽命長(zhǎng)而又耐城市環(huán)境,花富蜜汁,是夏季的重要蜜源樹(shù)種。栽植選用胸徑1~2cm。臭椿:落葉喬木,高達(dá)30m,樹(shù)皮較光滑,花成頂生圓錐花序,果長(zhǎng)3~5cm,熟時(shí)淡褐黃色或淡紅褐色,花期4~5月,果9~10月成熟。喜光,適應(yīng)性強(qiáng),很耐干旱、瘠薄,但不耐水濕,能耐中度鹽堿土,對(duì)微酸性、中性和石灰質(zhì)土壤都能適應(yīng),有一定的耐寒能力。樹(shù)干通直而高大,樹(shù)冠圓整如半球狀,頗為壯觀。葉大蔭濃,秋季紅果滿(mǎn)樹(shù)。栽植選用胸徑1~2cm。紫穗槐:叢生灌木,高1~4m,枝條直伸,青灰色,小葉長(zhǎng)橢圓形,花小,藍(lán)紫色,成頂生密總狀花序。莢果短鐮形,花期5~6月,果9~10月成熟。喜干冷氣候,耐干旱能力也很強(qiáng),能耐一定程度的水淹,對(duì)光線要求充足,能耐鹽堿。枝葉繁密,根部有根疣可改良土壤,枝葉對(duì)煙塵有較強(qiáng)的抗性故又可用作水土保持,被覆地面和工業(yè)區(qū)綠化用。栽植選用胸徑2~3cm。碧桃:落葉小喬木,花單生,花期3~4月,先葉開(kāi)放。喜光,耐旱,喜肥沃而排水良好的土壤,不耐水濕。碧桃花爛漫芳菲,嫵媚可愛(ài),盛開(kāi)時(shí)節(jié)“桃之夭夭,灼灼其華”。栽植選用胸徑2~3cm。由于治理區(qū)地層巖性為斑狀細(xì)粒含黑云花崗閃長(zhǎng)巖,是一種顯晶質(zhì)酸性深成巖。因此,樹(shù)種選擇上要以能適應(yīng)弱酸性環(huán)境的樹(shù)木為主。經(jīng)分析后選擇的主要樹(shù)種為刺槐、臭椿。2.3.2設(shè)置種植槽,進(jìn)行垂直下設(shè)置在回填邊坡頂部種植攀沿植物,在采石坑邊坡頂部開(kāi)挖的平臺(tái)上設(shè)置種植槽,種植垂掛型的植物,形成上垂下攀之勢(shì),以達(dá)到視覺(jué)上軟化邊坡的目的,使采石坑邊坡得以全面綠化。攀沿、垂掛型植物選擇爬山虎、常春藤、扶芳藤等。2.3.3栽植季節(jié)和栽植合理的栽植密度,是確保綠化景觀效果,形成合理、穩(wěn)定群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。為營(yíng)造近自然的林帶景觀,使林帶充分發(fā)揮其生態(tài)效益,本設(shè)計(jì)種植點(diǎn)采用片林種植的形式,在石坑和山體上形成面積較大的色塊。其中山體疏林補(bǔ)植段采用自由式配置方式,種植點(diǎn)散而不亂,疏密有致,保持一定的種植密度,構(gòu)成大面積色塊。栽植季節(jié)選在春夏季,一般以頂“漿”栽植為好,但也要根據(jù)樹(shù)種特征確定栽培時(shí)間,對(duì)于發(fā)芽較早的松類(lèi)等樹(shù)種,宜在土壤解凍時(shí)栽植;對(duì)發(fā)芽較晚的雜交楊類(lèi)宜在腋芽萌動(dòng)時(shí)栽植,并在第二年進(jìn)行補(bǔ)植。雨季補(bǔ)植應(yīng)注意掌握時(shí)機(jī),以當(dāng)?shù)赜昙镜谝淮蜗峦赣觊_(kāi)始,最好選在陰天和降雨前進(jìn)行,并應(yīng)縮短移植過(guò)程的時(shí)間,要隨掘、隨運(yùn)、隨栽。在修整好的邊坡上種植時(shí),刺槐按株行距1.5m,品字形栽植;臭椿按株行距1.5m,品字形栽植。另外,需種植爬山虎和常春藤等草類(lèi)植物,從而更好地防止水土流失,達(dá)到較好的綠化效果。種植時(shí)樹(shù)種應(yīng)分片種植,刺槐種植在前排,臭椿種植在后排。2.4回填邊坡上地表排水系統(tǒng)在客土回填完成以后,為保證回填邊坡坡體的穩(wěn)定性,同時(shí)為了防止水土流失,應(yīng)在回填邊坡上部修建地表排水系統(tǒng)。這樣一方面可以有效防止降雨時(shí)水體對(duì)土層的沖刷,另一方面可以匯集地表水,不使地表水流入可能發(fā)生滑坡的范圍之內(nèi),增加回填邊坡的穩(wěn)定性。2.4.1滑坡排水治理工程從排水工程設(shè)置的位置和排除水的性質(zhì)來(lái)系統(tǒng)開(kāi)展建設(shè),從頂層設(shè)計(jì)到采空工程以及從坡面排水防滲工程和坡體地下水排水工程分類(lèi)及排放過(guò)程中的作用滑坡治理工程中,首先要把重點(diǎn)放在排水上,因?yàn)榛碌陌l(fā)生80%~90%都與水的活動(dòng)有關(guān)?；屡潘卫砉こ虖呐潘こ淘O(shè)置的位置及排除水的性質(zhì)可分為坡面排水防滲工程和坡體地下水排水工程兩類(lèi)。根據(jù)治理區(qū)的實(shí)際情況,其變形破壞主要與降雨有密切關(guān)系,所以其排水治理方案選擇坡面排水防滲工程即地表排水工程,形式采用排水溝。2.4.2進(jìn)水口1.20.3m排除滑坡范圍內(nèi)外的地表水,對(duì)防治滑坡是非常必要的。排除滑體以外的地表水,以攔截和旁引為原則;排除滑體以?xún)?nèi)的地表水,以防滲、盡快匯集和引出為原則。具體做法是在滑體內(nèi)布置樹(shù)枝狀排水系統(tǒng),排水溝間距20~30m一條。出水口位于滑坡體下方地勢(shì)低洼處,即排水溝匯集地表徑流后通過(guò)出水口將水排至滑坡體外。排水溝斷面形狀的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到山坡匯水面積和降雨量,尤其是暴雨時(shí)的降雨量。排水溝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為:(1)排水溝的設(shè)計(jì)能力Qc≥設(shè)計(jì)流量Q;(2)對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)流量的溝內(nèi)水流速度V不小于防淤速度Vmin且不大于溝渠的沖刷速度Vmax,排水溝斷面形式采用上寬下窄的梯形斷面,溝底寬度采用0.6m,上部寬度采用1.0m,根據(jù)排水溝斷面設(shè)計(jì)面積可計(jì)算出排水溝高度為0.7m。由于排水溝深度還應(yīng)高出相應(yīng)的計(jì)算水位0.2m,因此,排水溝高度可選定為1.0m,坡度采用1∶0.5。2.4.3排水管排水系統(tǒng)排水溝采用漿砌塊石砌筑,三合土墊層,水泥砂漿抹面,確保排水溝底部和側(cè)壁不滲漏。排水溝修建時(shí),應(yīng)盡量順直。遇到山坡有凹地時(shí),應(yīng)將凹地填平并夯實(shí),避免發(fā)生固結(jié)沉陷。砂漿標(biāo)號(hào)不低于M10。排水溝的施工順序?yàn)?人工挖槽→三合土墊層→塊石砌筑→水泥砂漿抹面。三合土墊層厚度為15cm,其技術(shù)要求如下:(1)采用石灰、碎磚或碎石和砂拌合而成三合土。石灰應(yīng)為消石灰,碎磚或碎石的抗壓極限強(qiáng)度不應(yīng)小于50kg/cm2,其粒徑不應(yīng)大于60mm,且不得大于墊層厚度的2/3,并不得含有有機(jī)雜質(zhì)。三合土墊層在硬化期間應(yīng)避免受水浸濕。(2)三合土墊層采用先拌合后鋪設(shè)的方法,石灰、碎磚或碎石和