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地質(zhì)環(huán)境技術(shù)論文1

隨著我國綜合國力的增強(qiáng)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，建筑用地的開發(fā)越來越多，地質(zhì)條件良好的建筑用地量逐漸減少，越來越多的不良地質(zhì)環(huán)境下的建筑用地被逐步開發(fā)，為保證建筑物基礎(chǔ)的承載力滿足人民的生活需求與安全，對(duì)不良地質(zhì)環(huán)境下的基礎(chǔ)換填施工新工藝的開發(fā)成為近年來諸多施工單位的重要課題。

1工程概況

位于青島西海岸新區(qū)朝陽西路東，薛泰路南側(cè)的住宅建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)12棟6層洋房、6棟28～32高層住宅、3棟辦公配套建設(shè)及地下車庫，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)。由于本工程所處位置為青島地區(qū)特有的濱海堆積地貌和構(gòu)造剝蝕地貌，部分邊坡分布燕山晚期花崗巖、白堊系青山群凝灰?guī)r、局部發(fā)育有煌斑巖巖脈及碎裂巖，由于各類巖石分布及厚度不均，建筑項(xiàng)目整體地質(zhì)條件較差。當(dāng)土方開挖達(dá)到基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高后仍不符合持力層設(shè)計(jì)要求，為確保項(xiàng)目基礎(chǔ)安全，需繼續(xù)開挖后進(jìn)行不良地質(zhì)環(huán)境下的基礎(chǔ)換填。

2施工工藝流程

雖然行業(yè)中已有較為成熟的不良地質(zhì)環(huán)境下的基礎(chǔ)換填方案，但由于本工程所處地質(zhì)條件特殊，為保證施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、節(jié)約施工成本，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合建設(shè)單位多次邀請(qǐng)相關(guān)專家對(duì)不良地質(zhì)環(huán)境下基礎(chǔ)換填方案及流程進(jìn)行了論證。具體施工流程為：開挖前先進(jìn)行測量放線→挖至基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高→現(xiàn)場勘查→挖除煌斑巖巖脈等不符合要求巖土層→降排水系統(tǒng)設(shè)置→人工清槽至基礎(chǔ)持力層→磚胎膜砌筑→主樓電梯井、集水坑回填→主樓區(qū)域回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高→地庫獨(dú)立基礎(chǔ)部位回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高→地庫抗水板部位回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高→回填強(qiáng)度試驗(yàn)檢測→墊層施工。

3關(guān)鍵技術(shù)

3.1不良地質(zhì)挖除技術(shù)土方開挖至設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高后，需要由勘查單位、設(shè)計(jì)單位共同確定基底情況，判斷是否到達(dá)“硬底”，才可進(jìn)行下一工序。由于本項(xiàng)目所處區(qū)域不良地質(zhì)的構(gòu)成和分布更為復(fù)雜性，基底大面并不符合持力層要求，所以對(duì)不良地質(zhì)的開挖次數(shù)及周期較一般項(xiàng)目更多、更長，加之疫情防控工作要求，多次、重復(fù)的驗(yàn)槽工作導(dǎo)致機(jī)械、人工降效，造成了人力、財(cái)力的浪費(fèi)。為提高工作效率，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計(jì)單位共同確定了“視頻云驗(yàn)槽”工作方案，大大節(jié)約了人力、物力資源。本項(xiàng)目不良地質(zhì)開挖過程中發(fā)現(xiàn)，不良地質(zhì)分布不均勻的特點(diǎn)不僅體現(xiàn)在水平面上，豎向分布的不均勻也十分突出。由于大型機(jī)械只適用于水平作業(yè)面，為避免大型機(jī)械強(qiáng)挖破壞基底持力層，并造成不良地質(zhì)全部挖除后工作面呈現(xiàn)凹凸不平的狀態(tài)。經(jīng)過現(xiàn)場時(shí)間，確定了“人工配合316小型挖土機(jī)”的挖除方案，有選擇性地開挖分布與厚度不均勻的不良地質(zhì)，既能避免基底超挖與防止對(duì)地基土的擾動(dòng)，又能保證施工進(jìn)度、降低成本的目標(biāo)。

3.2大面積混凝土換填技術(shù)不良地質(zhì)挖除后，工作面難免存在部分的凹凸不平問題，在使用混凝土進(jìn)行回填時(shí)，可能導(dǎo)致局部混凝土過厚，為了降低過厚混凝土產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研究了換填材料性能，通過試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)毛石混凝土既能減少水泥用量、減少發(fā)熱量對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的病害，又能降低混凝土的使用成本，可以用于解決過厚混凝土產(chǎn)生的裂縫問題?，F(xiàn)將采用毛石混凝土進(jìn)行大面積換填的具體施工步驟如下。1）項(xiàng)目調(diào)度提前與攪拌站做好混凝土預(yù)約，并就水泥、砂石、外加劑、粉煤灰、礦粉等原材要求、配比、砂率、坍落度、初凝時(shí)間等質(zhì)量要求以及運(yùn)輸間隔時(shí)間等內(nèi)容提出具體要求。2）澆筑前，須先將毛石沖洗干凈。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，毛石摻入量為換填材料總體積的20%時(shí)換填后的承載力、裂縫控制等效果最佳。同時(shí)，毛石的粒徑控制在200mm以下。3）澆筑時(shí)，應(yīng)先鋪一層80～150m厚混凝土打底，再鋪上毛石，毛石插入混凝土約1/2后，再灌混凝土，填滿所有空隙，再逐層鋪砌毛石和澆筑混凝土，直至基礎(chǔ)頂面，保持毛石頂部有不少于100mm厚的混凝土覆蓋層。根據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不能將毛石直接投入基坑中，否則會(huì)導(dǎo)致毛石分布不均勻進(jìn)而造成混凝土澆筑時(shí)與毛石結(jié)合不嚴(yán)密，形成較大的孔洞，嚴(yán)重影響換填后基礎(chǔ)的承載力。每層混凝土的厚度，不得大于150～200mm。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的試驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn)，混凝土厚度一次澆筑不能太厚，否則澆筑完成后表面裂縫出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)大大上升。4）振搗過程中，研究發(fā)現(xiàn)低頻振搗器頻率大約在15000轉(zhuǎn)的時(shí)候是最佳的振搗效果，可以提高混凝土的耐久性；采用斜面分層布料方法施工，即“一個(gè)坡度、分層澆筑、循序漸進(jìn)、一次到頂”。要求斜面的坡度不大于1/3，混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。對(duì)混凝土過厚部位在混凝土初凝前進(jìn)行表面二次振搗，防止混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。

3.3細(xì)部混凝土換填技術(shù)由于本項(xiàng)目主樓電梯井及集水坑的相對(duì)位置影響，相關(guān)回填范圍狹長而深，這對(duì)模板側(cè)壁的承載力考驗(yàn)極大。為解決此類問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了深入研究，對(duì)回填深度不大于500mm的區(qū)域采用240磚胎膜，當(dāng)回填深度大于500mm時(shí)采用370磚胎膜。電梯井、集水坑內(nèi)部必須利用架管及方木來進(jìn)行回頂，架管間距1000mm且木方通長。完成前述工作后，細(xì)部位置進(jìn)行換填混凝土?xí)r則可以像大面積換填一樣，正常澆筑混凝土，大大降低了爆模、脹模的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于混凝土材料方面，建議換填材料仍然采用毛石混凝土，換填時(shí)先對(duì)細(xì)部位置進(jìn)行回填，再回填大面。毛石鋪放應(yīng)均勻排列，使大面向下，小面向上，毛石間距一般不小于100mm，偏移磚胎膜距離不小于150mm。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，由于細(xì)部回填范圍狹長而深，回填時(shí)部分位置極不易被肉眼發(fā)現(xiàn)，所以需提前對(duì)細(xì)部回填的數(shù)量、位置做好記錄，避免漏填。

3.4大面積回填土技術(shù)大面積回填土階段看似簡單，但也秉持較高的技術(shù)，以確保壓實(shí)換填基礎(chǔ)，形成一個(gè)整體。具體細(xì)節(jié)要求如下。1）大面積回填土前應(yīng)將基坑（槽）底的垃圾雜物等清理干凈，將回落的松散土、砂漿、石子等清除干凈，并檢驗(yàn)回填土的含水率是否在控制范圍內(nèi)。2）深淺兩基坑（槽）相連時(shí)，應(yīng)先填夯深基坑；填至淺基坑標(biāo)高時(shí)，再與淺基坑一起填夯。3）回填土應(yīng)分層鋪攤。每層鋪攤后，隨之耙平。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域內(nèi)，每層回填土鋪土的厚度均不同，需要根據(jù)土質(zhì)、地基密實(shí)度要求和機(jī)具性能不同而及時(shí)、靈活調(diào)整確定，否則極易壓實(shí)不均勻，達(dá)不到回填土的要求。

3.5大面積壓實(shí)技術(shù)由于不良地質(zhì)總面積較大，導(dǎo)致?lián)Q填、回填面積較大，為保證回填壓實(shí)質(zhì)量，必須采用分段填夯方法?；诠こ虒?shí)踐，需注意以下幾點(diǎn)。1）分段填夯時(shí)，交接處應(yīng)填成階梯形，上下層錯(cuò)縫距離不小于1000mm。否則可能造成交接處壓實(shí)不密實(shí)。2）回填土每層至少夯打4遍。打夯應(yīng)一夯壓半夯，夯夯相連，行行相連，縱橫交叉。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過對(duì)不同的回填材料、不同的夯實(shí)機(jī)械、不同的夯實(shí)次數(shù)做正交試驗(yàn)，最終得出了回填土每層至少夯打4遍才能既保證回填質(zhì)量又保證施工進(jìn)度的結(jié)論。3）嚴(yán)禁用水澆濕土體造成下沉后進(jìn)行“水夯”。

4結(jié)語

本文所述建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用不良地質(zhì)條件下基礎(chǔ)換填施工技術(shù)在施工過程中未影響周圍建筑物及道路，換填后基礎(chǔ)及建筑物的各項(xiàng)性能、參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求，檢測結(jié)果優(yōu)良，得到了質(zhì)檢單位及建設(shè)單位的高度認(rèn)可。此次基礎(chǔ)換填施工工藝的成功落地，展示出了混凝土換填技術(shù)作為一種施工工藝簡單、施工方便，不需要大型機(jī)械設(shè)備的換填形式，在施工質(zhì)量好、施工速度快、擾動(dòng)少、承載能力強(qiáng)等方面的獨(dú)特優(yōu)勢。本文基于工程實(shí)踐形成的工藝流程可在不良地質(zhì)條件下的基礎(chǔ)換填施工中推廣應(yīng)用。

作者:鄭佳明 任昌國 劉書蔚 單位:中建二局第二建筑工程有限公司

地質(zhì)環(huán)境技術(shù)論文2

我國礦產(chǎn)資源十分豐富,近些年,礦業(yè)發(fā)展十分迅速。但是，許多企業(yè)在礦山開采時(shí)只為增加經(jīng)濟(jì)收益，不重視保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境，導(dǎo)致礦山環(huán)境不斷惡化。目前，這一問題已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩需要解決并防控的問題。一旦在開發(fā)礦山時(shí)破壞了地質(zhì)環(huán)境、出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，礦區(qū)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全就會(huì)受到嚴(yán)重威脅，有時(shí)甚至?xí)绊懙较噜彽貐^(qū)。因此，一定要清醒地認(rèn)識(shí)到礦山開發(fā)中地質(zhì)環(huán)境被破壞引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重后果[1]。

1常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害類型

1.1地表塌陷工業(yè)企業(yè)在開采礦山時(shí)最為常見的問題就是塌陷問題。由于工業(yè)企業(yè)開采礦山時(shí)無節(jié)制、不科學(xué)、盲目開采，導(dǎo)致礦山內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，部分礦山內(nèi)部甚至出現(xiàn)采空區(qū)，承載能力嚴(yán)重降低，這會(huì)導(dǎo)致山體穩(wěn)定性降低，最終發(fā)生塌陷。如果不采取有效措施解決塌陷問題，就會(huì)嚴(yán)重威脅到采礦人員的生命安全。因此，采礦人員在下礦時(shí)，需要前期進(jìn)行深入調(diào)查，確認(rèn)內(nèi)部是否有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并且要由專業(yè)的開采人員進(jìn)行開采，以保證開采的科學(xué)合理性。開采期間要做好支撐保護(hù)工作，以免出現(xiàn)山體塌陷，危害開采人員的生命安全。

1.2泥石流災(zāi)害頻繁近些年，因礦山環(huán)境破壞，導(dǎo)致泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生。礦山開采和利用不合理，導(dǎo)致礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，產(chǎn)生大量泥土。此外，礦山開采后會(huì)遺留許多溝壑，這些溝壑會(huì)存蓄雨水，再加上之前的泥土，就會(huì)發(fā)生泥石流。為了避免這一災(zāi)害，需要在開采結(jié)束后做好有效處理，以免發(fā)生泥石流災(zāi)害[2]。

1.3地下水均衡系統(tǒng)被破壞采礦會(huì)破壞地下水均衡系統(tǒng)，導(dǎo)致部分地區(qū)滲漏地下水或地表水，嚴(yán)重時(shí)水位降低超過數(shù)十米，地表缺水嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)作物無法正常生長，最終對(duì)人們的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重影響，造成各種經(jīng)濟(jì)問題和社會(huì)問題。

1.4“三廢”問題嚴(yán)重每年全國范圍內(nèi)的礦山企業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量廢石和尾礦量，占據(jù)大量土地，對(duì)周邊環(huán)境造成污染。排放大量未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)的礦山廢液、廢水，導(dǎo)致周圍水體被污染，部分湖泊富營養(yǎng)化。采礦時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，包括煙塵和CO等，會(huì)污染空氣，造成酸雨。

1.5地貌景觀破壞嚴(yán)重我國有大量的露天開采礦山，部分礦山在開采期間會(huì)嚴(yán)重破壞山體和自然景觀，尤其是在交通干線和城市周邊露天采礦時(shí)，產(chǎn)生的負(fù)面影響更加顯著。

2礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生原因

2.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素1）沒有深刻認(rèn)識(shí)到地質(zhì)環(huán)境對(duì)礦區(qū)的影響。例如，礦山引發(fā)的巖溶塌陷，常是因相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害背景條件影響而成。2）沒有使用恰當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)措施。例如，采空塌陷是在開采礦產(chǎn)時(shí)選用冒落的方法所致，如果改為充填的方法，可以有效避免塌陷。3）沒有有效規(guī)劃和建設(shè)礦山。如在礦山易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域內(nèi)布置礦山重要工程，就會(huì)加重地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，直接或間接對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成不良影響，甚至對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成破壞。

2.2人為因素礦區(qū)人員缺少安全防范意識(shí)，受利益的引誘選擇鋌而走險(xiǎn)。非法采礦，最終釀成嚴(yán)重災(zāi)害。

3礦山地質(zhì)災(zāi)害防治和環(huán)境保護(hù)對(duì)策

3.1做好礦山開采前的調(diào)查、準(zhǔn)備工作為了提升礦山地質(zhì)綜合防治工作的質(zhì)量和效率，一定要重視并做好開采前的準(zhǔn)備工作。首先要實(shí)地到開采地區(qū)進(jìn)行考察，深入了解礦山區(qū)域內(nèi)的環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造，制定科學(xué)可行的礦山開采計(jì)劃，避免在開采期間突然發(fā)生巖石碎裂或變形。此外，還需要實(shí)時(shí)監(jiān)測礦區(qū)邊坡情況，結(jié)合實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行加固，標(biāo)注好易出現(xiàn)災(zāi)害的區(qū)域，并在開采期間進(jìn)行有效預(yù)防。

3.2加強(qiáng)對(duì)礦山開采現(xiàn)場的管理工作為了確保礦產(chǎn)開采的順利完成，保障一線工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，必須要做好開采現(xiàn)場的管理工作。針對(duì)易掉落碎石，設(shè)置好防護(hù)網(wǎng)，以免隨時(shí)掉落威脅工作人員的生命安全。同時(shí)，安排專人巡視整個(gè)開采現(xiàn)場，巡視人員要求有足夠的采礦專業(yè)知識(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危害，及時(shí)制止并督促一線工作人員進(jìn)行整改。同時(shí)，要定期進(jìn)行采礦相關(guān)的安全教育宣傳，以提升一線工作人員的安全意識(shí)，保證安全施工[3]。

3.3實(shí)施爆破措施在開采礦產(chǎn)資源時(shí)，最為常用的技術(shù)手段就是爆破。在實(shí)際應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，對(duì)技術(shù)方面的要求非常高，同時(shí)，發(fā)生危險(xiǎn)的幾率也較高。在進(jìn)行山體爆破時(shí)，一定要精確計(jì)算所要使用到的火藥爆破量，并對(duì)爆破的安裝位置進(jìn)行合理確認(rèn)。靈活應(yīng)用爆破技術(shù)，可以便捷地進(jìn)行礦山開采，還可以顯著提升整個(gè)開采工作的效率和經(jīng)濟(jì)收益，降低后期開采期間發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的幾率，對(duì)于礦區(qū)的現(xiàn)代化發(fā)展意義重大。目前在運(yùn)用爆破技術(shù)時(shí)，重點(diǎn)是要合理控制好炸藥的用量，盡可能減少爆破開采影響生態(tài)環(huán)境的程度。

3.4合理進(jìn)行礦山開采礦山地質(zhì)災(zāi)害多種多樣，要避免發(fā)生災(zāi)害，就需要根據(jù)礦山的實(shí)際情況進(jìn)行合理開采，盡可能避免環(huán)境惡化，降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率。為了保證科學(xué)開采礦山，需要煤礦企業(yè)管理人員積極開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作。之前有災(zāi)害發(fā)生史的地區(qū)尤其要重視做好全方位防護(hù)，嚴(yán)格做好坑道支護(hù)，以免出現(xiàn)塌陷。在修整塌陷區(qū)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際的積水情況，根據(jù)積水區(qū)域的深度參數(shù)及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特征，優(yōu)化治理礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境。

3.5落實(shí)礦山恢復(fù)治理和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作在保護(hù)礦山地區(qū)地質(zhì)環(huán)境時(shí)，一定要注重恢復(fù)治理礦山、保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。1）在進(jìn)行開采工作時(shí)，一定要嚴(yán)格遵守已經(jīng)制定好的開采計(jì)劃，禁止違規(guī)開采。2）在開采期間產(chǎn)生的廢料的渣土，要在規(guī)定區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一放置，禁止胡亂堆放。3）開采單位要管理好渣土堆放區(qū)域內(nèi)相關(guān)工作，由專人對(duì)管理現(xiàn)場進(jìn)行巡查和監(jiān)視。4）開采單位要全面監(jiān)控全部礦區(qū)的實(shí)施情況，并大力監(jiān)管開采人員，以免出現(xiàn)人為操作失誤的情況。

3.6構(gòu)建地質(zhì)安全防護(hù)體系針對(duì)在開采期間可能出現(xiàn)的意外，需要針對(duì)具體的不穩(wěn)定區(qū)域建立其安全防護(hù)體系。例如，在采礦之前，需要計(jì)算好地下涌水量，如果涌水量過高，就要制定對(duì)應(yīng)的應(yīng)急排水方案，以免降低低邊坡穩(wěn)定性。為了保證順利完成礦山開采工作，就要重視并落實(shí)安全管理工作。在保證工作人員人身安全的同時(shí)，利用植樹、回填礦坑的方式解決開采地區(qū)的生態(tài)失衡問題。

3.7設(shè)立專項(xiàng)資金當(dāng)?shù)V山處于封閉狀態(tài)時(shí)，在恢復(fù)該區(qū)域的環(huán)境生態(tài)問題時(shí)，需要政府部門積極參與、大力宣傳、鼓勵(lì)社會(huì)企業(yè)投資開礦，利用招商引資或承包租賃的形式籌集資金，用于治理礦山環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題。此外，還可以向國家申請(qǐng)專項(xiàng)治理資金。

4結(jié)語

在采礦期間之所以會(huì)破壞地質(zhì)環(huán)境、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，主要的影響因素有自然原因和人為原因，其中占主要的是人為原因。因此，在采礦前一定要勘察好可能造成的地質(zhì)環(huán)境破壞和地質(zhì)災(zāi)害，并估計(jì)其危險(xiǎn)性，以便采取有效的措施，降低災(zāi)害的發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度。礦山開采要引入新技術(shù)和新方法，對(duì)開發(fā)過的地區(qū)要及時(shí)進(jìn)行治理保護(hù)，以保證我國礦山開發(fā)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

作者:劉志剛 單位:天津礦山工程有限公司

地質(zhì)環(huán)境技術(shù)論文3

廢棄礦山指開采完后沒有及時(shí)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的礦山地區(qū)。近幾十年來，伴隨中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦山開采不斷增加，廢棄礦山也逐漸增多，引發(fā)了一系列地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害問題和土地資源破壞、環(huán)境污染等多種生態(tài)問題。廢棄礦山的地質(zhì)環(huán)境治理和生態(tài)植被恢復(fù)已經(jīng)成為中國生態(tài)環(huán)境治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文基于廢棄礦山進(jìn)行相關(guān)分析，為中國廢棄礦山問題和其他地質(zhì)災(zāi)害問題的解決提供參考。

1廢棄礦山的危害

1.1對(duì)周圍空氣質(zhì)量的影響在開采礦產(chǎn)資源的過程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，這些粉塵中一部分為含硫或者含氮物質(zhì)，這些物質(zhì)進(jìn)入大氣會(huì)造成酸雨，酸雨降落會(huì)對(duì)周邊地區(qū)農(nóng)作物和土壤、水質(zhì)等都產(chǎn)生污染。同時(shí)，廢棄礦山中殘留的礦石和尾礦會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，通過風(fēng)吹進(jìn)入周邊地區(qū)，對(duì)周邊地區(qū)的大氣造成嚴(yán)重污染，空氣污染勢必會(huì)對(duì)周邊居民的正常生產(chǎn)生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而且還會(huì)進(jìn)入周圍土壤和飄落到植物上，影響植物生長，造成土壤結(jié)塊等，產(chǎn)生一系列環(huán)境問題。

1.2對(duì)國土資源的影響礦山開采勢必會(huì)破壞周邊生態(tài)環(huán)境，造成植被退化和土地退化等一系列問題，這些影響很多是不可逆或者恢復(fù)原貌需要很長一段時(shí)間。此外，礦山開采中不規(guī)范操作可能會(huì)使產(chǎn)生的有毒有害金屬離子進(jìn)入土地，因此廢棄礦山土地中金屬離子污染可能通過遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)入其他地區(qū)的土地中，使得被污染土地的范圍不斷擴(kuò)大，對(duì)土地資源的影響也進(jìn)一步擴(kuò)大。廢棄礦山會(huì)造成地下水資源超采，進(jìn)而造成地下水資源嚴(yán)重污染，地下水資源水位下降；同時(shí)廢棄礦山還會(huì)造成土地資源嚴(yán)重浪費(fèi)[1]。

2廢棄礦山的主要地質(zhì)環(huán)境問題

2.1地質(zhì)災(zāi)害隱患很多礦山在開采過程中過度追求經(jīng)濟(jì)效益，開采技術(shù)不規(guī)范，采坑中留下很大的石壁，有的十幾米，有的幾十米，巖壁很深，導(dǎo)致巖石裸露在外面，大塊巖石垂直裸露再經(jīng)風(fēng)吹日曬，風(fēng)化作用造成巖石很容易解體，極易埋下滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患。同時(shí)，礦山基本是在山體中，地形陡峭，邊坡坡度很大，礦山在開采過程中山體坡度勢必會(huì)改變，很多礦山開采后坡度會(huì)增大，不僅不利于植物生長，還會(huì)埋下泥石流、水土流失等地質(zhì)災(zāi)害隱患，給礦山甚至周邊居民帶來極大的損失。

2.2植被破壞在礦山前期開采過程中勢必會(huì)破壞礦山上原有景觀植被，造成巖石裸露，而礦山開采過后會(huì)遺留殘存很多有害物質(zhì)，植被無法生長。僅僅依靠自然降解恢復(fù)生態(tài)環(huán)境需要幾十年甚至上百年的時(shí)間，所花費(fèi)的時(shí)間和金錢要比開采礦山帶來的短期經(jīng)濟(jì)效益多出很多倍。廢棄礦山還會(huì)使礦山原有地質(zhì)條件惡化，原來適合植被生長的地方不再適應(yīng)植被生長，植被面積減少，生存環(huán)境內(nèi)存在地質(zhì)環(huán)境隱患，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，甚至?xí)男律L的植被。因此，礦山開采前期要做充足的地質(zhì)環(huán)境調(diào)研，對(duì)于生態(tài)環(huán)境脆弱、敏感的礦區(qū)，寧可舍棄短暫的經(jīng)濟(jì)效益也要予以保護(hù)，對(duì)于廢棄礦山，要設(shè)立專門的部門來恢復(fù)生態(tài)植被[2]。

2.3土地資源破壞廢棄礦山就是因?yàn)殚_采過后沒有及時(shí)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)而造成的，因此廢棄礦山的土地資源會(huì)遭受嚴(yán)重的破壞，土地原有功能喪失，地面塌陷、地面沉降，甚至地表出現(xiàn)裂縫。這些地質(zhì)環(huán)境問題都是不可逆的，尤其是地面沉降，引發(fā)的不僅是土地資源問題，還有其他潛在問題。礦山開采必定會(huì)將表土層剝離，而表土層是發(fā)育植物的關(guān)鍵土層，因此，對(duì)于廢棄礦山，要進(jìn)行人力干擾，實(shí)施專門的恢復(fù)工程，保證土地資源的可持續(xù)發(fā)展。
2.4周圍環(huán)境污染礦山開采技術(shù)落后，開采企業(yè)未充分考慮開采過后的礦山生態(tài)恢復(fù)，很多礦山基本是露天開采，開采過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體、液體等排入礦山環(huán)境中，日積月累滲入周邊大氣以及水體中，污染周圍大氣、水體和土壤環(huán)境。長此以往，礦山土壤中有毒有害物質(zhì)不斷積累，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能發(fā)生變化，進(jìn)而在作物中積累，對(duì)人體健康造成影響[3]。廢棄礦山地質(zhì)污染的產(chǎn)生是長期積累的過程，起初產(chǎn)生的影響可能較小，人們未加以重視，但是地質(zhì)污染大部分是不可逆的，比如土壤重金屬污染等。因此，要重視礦山開采技術(shù)規(guī)范問題，嚴(yán)格監(jiān)督開采過后對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，保證礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展[4]。

3廢棄礦山引起地質(zhì)環(huán)境問題的原因

3.1開發(fā)商注重追求經(jīng)濟(jì)效益而忽略環(huán)境保護(hù)開發(fā)商在礦山開采的過程中注重追求經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)保意識(shí)淡薄，礦山在開采完達(dá)到開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)價(jià)值后，就被遺棄，以至于全國產(chǎn)生很多廢棄礦山。開發(fā)商并沒有對(duì)礦山開采過程中引發(fā)的一些生態(tài)環(huán)境問題予以重視，導(dǎo)致產(chǎn)生后續(xù)的地質(zhì)環(huán)境問題[5]。同時(shí)，開發(fā)商在開發(fā)的過程中，由于缺乏相關(guān)規(guī)章制度管理，往往是掠奪式開采，超過礦山的合理開采范圍，甚至有些開發(fā)商盲目開采，亂采亂挖，在開采過程中廢棄物質(zhì)和開采礦物隨意堆放，破壞了礦山及其周圍地區(qū)大范圍的地質(zhì)環(huán)境，包括廢物隨意堆放占用附近農(nóng)田和河流水庫等，都是引發(fā)地質(zhì)環(huán)境問題的因素。

3.2礦山開采技術(shù)落后在開采前期沒有對(duì)礦山進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)環(huán)境勘測和水文條件了解，對(duì)于可能產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問題，也沒有科學(xué)合理地預(yù)測和采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)礦山造成一系列地質(zhì)環(huán)境問題。同時(shí)，很多礦山開采缺乏正規(guī)手續(xù)、法律法規(guī)和規(guī)范，眾多開采礦山的小型企業(yè)開發(fā)技術(shù)水平有限，更考慮不到開采后續(xù)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)問題。過去開采技術(shù)落后，企業(yè)在礦山開采前期、開采過程中和開采后期都沒有進(jìn)行合理的規(guī)范，導(dǎo)致對(duì)于廢棄礦山產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境問題都做不到及時(shí)預(yù)防和及時(shí)解決。

3.3廢棄礦山本身的地形條件復(fù)雜礦山地區(qū)多為山地地形，坡陡，地形條件復(fù)雜，因此在開采過程中地形極易被破壞。特別是過去礦山開采的過程中開發(fā)商環(huán)保意識(shí)淡薄，很多礦山地區(qū)多為溝谷地貌，生態(tài)環(huán)境本身就脆弱，造成地表植被大規(guī)模破壞。地表植被可以涵養(yǎng)水源，預(yù)防泥石流和土地荒漠化，而地表植被的大規(guī)模破壞會(huì)造成嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境問題[6]。另外，礦山開采的過程中地形地貌景觀被大規(guī)模破壞，可能原來礦山地區(qū)是旅游景區(qū)，而礦山開采后遺留的是廢棄礦山，在視覺上造成景觀觀感破壞，嚴(yán)重影響旅游資源和人文景觀資源的發(fā)展。

4廢棄礦山植被恢復(fù)治理方案

4.1改良土地性質(zhì)等改良廢棄礦山土地性質(zhì)主要是增強(qiáng)礦區(qū)坡地的穩(wěn)定性，避免因坡體陡峭而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害問題，使得植被種植功虧一簣。礦區(qū)所含物質(zhì)不同，開采過后土壤性質(zhì)也不相同，有的呈酸性，有的呈堿性[7]。酸性土壤一般選擇石灰石來中和，堿性土壤選擇含磷酸、硫酸等的化合物來中和。a)改良土壤性質(zhì)，為植被的生長提供良好的前提條件；b)在進(jìn)行土壤改良之前，要先清除廢棄礦山中的堆積物，保障植物生長的地質(zhì)環(huán)境安全；c)對(duì)廢棄礦區(qū)進(jìn)行適當(dāng)填平、回埋，增加植被的種植面積；d)對(duì)于土壤中殘存的有毒有害物質(zhì)，可以采用新型的污染土壤恢復(fù)技術(shù)，盡可能地為廢棄礦山植被恢復(fù)創(chuàng)造優(yōu)良的條件[8]。

4.2植被種植土填埋礦坑礦區(qū)開采過后通常會(huì)造成地面高低不平，殘留廢棄礦坑等。采用專門培養(yǎng)基地培養(yǎng)大量植被，然后利用這些植被生長土壤來填埋廢棄礦坑。利用種植土壤填埋礦坑來恢復(fù)廢棄礦區(qū)植被時(shí)間較快，效率較高。但是如果做不好種植土壤的回填，也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問題，甚至加重泥石流破壞。因此，種植土壤回填前要使用專業(yè)儀器設(shè)備進(jìn)行測量，選擇土壤性質(zhì)合適、土壤厚度充足的種植土[9]。相比于廢棄礦區(qū)原有土壤，種植土更適合植物生長發(fā)育。因此，利用種植土回填礦坑也是恢復(fù)廢棄礦區(qū)植被的可行方案之一。

4.3依據(jù)礦區(qū)自然環(huán)境選擇適合的植被類型因?yàn)閺U棄礦區(qū)土壤、地形條件特殊，所以選擇種植的植物類型時(shí)要考慮廢棄礦區(qū)的條件，選擇合適的植被類型。a)選擇環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)病蟲災(zāi)害和有毒有害物質(zhì)有一定的抵抗能力和對(duì)粉塵污染的大氣環(huán)境有一定忍耐性的植物類型。b)種植豆科植物等，既可以恢復(fù)廢棄礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境，又可以進(jìn)行土壤固氮，長期改良土壤環(huán)境。c)可以選擇易播種、易成活的植物，種植周期短、發(fā)芽快；也可以選擇已經(jīng)成活的植被，例如將喬木植物或草本植物等直接移植到廢棄礦區(qū)，在綠化廢棄礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，降解礦區(qū)的有毒有害物質(zhì)[10]。選擇根系發(fā)達(dá)的植被，可以有效緩解礦區(qū)水土流失問題。

4.4建立科學(xué)的廢棄礦山植被恢復(fù)監(jiān)測機(jī)制礦區(qū)植被恢復(fù)要建立專業(yè)的恢復(fù)監(jiān)測機(jī)制，對(duì)于植被的生長狀況要進(jìn)行定期監(jiān)測。比如結(jié)合現(xiàn)代遙感技術(shù)，在廢棄礦區(qū)設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)，對(duì)植被的生長狀況、含水量、存活率等及時(shí)監(jiān)測反饋，然后及時(shí)改進(jìn)，對(duì)于不適宜生長的植被，要及時(shí)清除，減少損失。地方政府管理部門要成立專門的組織機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)廢棄礦山植被的監(jiān)測，督促礦山開采企業(yè)在礦山開采后進(jìn)行生態(tài)植被恢復(fù)，并且制定相關(guān)方面的法律法規(guī)，施以適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)懲，敦促廢棄礦山的植被恢復(fù)；組織附近高?？蒲腥藛T參與廢棄礦山恢復(fù)，提出專業(yè)實(shí)用的意見，指導(dǎo)廢棄礦山的生態(tài)恢復(fù)。

4.5鋪設(shè)人工生態(tài)植被毯將人工生態(tài)植被毯鋪設(shè)在廢棄礦山，可以有效減緩礦山的水土流失等。人工生態(tài)植被毯鋪設(shè)操作相對(duì)較為簡便，植被后期的恢復(fù)效果明顯[11]。在人工生態(tài)植被毯表層可以施用有機(jī)營養(yǎng)液或者化肥，播撒種子，將人工生態(tài)植被毯覆蓋在需要治理的廢棄礦山的表面，最終綠草就會(huì)覆蓋礦山裸露的表層。另外，也可以利用人工技術(shù)設(shè)置生態(tài)袋阻擋陡峭巖壁，生態(tài)袋可以有效減少巖壁有害物質(zhì)的產(chǎn)生，為植被的生長創(chuàng)造有利條件。

4.6利用廢棄礦山地形種填埋植物廢棄礦山中很多陡峭巖壁中存在巖石坑，巖石坑內(nèi)不能直接種植植被，而且在風(fēng)力作用比較強(qiáng)的廢棄礦區(qū)，巖壁在風(fēng)蝕作用下破壞力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)生大量的巖石碎屑，污染大氣引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。利用人工技術(shù)在巖石壁坑中直接填補(bǔ)植物殘?bào)w，植物殘?bào)w分解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)對(duì)于巖壁恢復(fù)和廢棄礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)都是有利的[12]。

5結(jié)語

廢棄礦山的地質(zhì)環(huán)境問題是常年累月的不規(guī)則開采所造成的，恢復(fù)需要一個(gè)漫長的過程，不可一蹴而就。結(jié)合科學(xué)合理的植被恢復(fù)治理方案，對(duì)廢棄礦山的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行一步步的改善。鑒于此，開展了上述討論，以期為廢棄礦山生態(tài)環(huán)境改善提供可行性參考。

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作者:郭淑凝 單位:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)水土保持科學(xué)研究所