台阶法在废弃采石场复绿中的应用及思考.pdf

台阶法有消除地质灾害隐患、生态修复费用低、能和其他修复方式相结合的优势。示范工程红峰村块段BP5属于典型的历史遗留废弃矿山，采用台阶封边墙覆土、栽植本地适生爬藤为主的复绿方式取得了较好效果，可为同类矿山和在产露天矿山生态修复治理提供借鉴。关键词：台阶法；生态修复；露天矿山；边坡中图分类号：TU985文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 338-0 3Application and ThinkingSterp Method in Abandoned Quarry GreenYi Jiantao,Cheng Liang,Sun Kang,Bai Shaogang1.The First Geological Brigade of Hubei Geological Bureau,Daye,Hubei 435100;2.Metallurgical Geological Exploration Team of Hubei Geological Bureau,Daye,Hubei 435100Abstract:The step method has the advantages of eliminating hidden dangers of geological disasters,low cost of ecological restoration,andcombining energy with other restoration methods.The demonstration project of BP5 is a typical historical abandoned mine.It has achievedgood results by covering the wall with the soil and planting local suitable vines,which has achieved good results,and can provide referencefor the ecological restoration and management of similar mines and open-pit mines.Key words:Step method;Ecological restoration;Open pit mine;Side slope0引言随着经济的迅速发展和城市化的加快推进，各类建筑石料的需求量急剧增加，露天矿山日趋增多，国家相关法律法规也陆续出台。其中，矿山开采需要编制“开发利用方案”和“地质环境保护与恢复治理方案”。露天矿山出于人员、机械施工作业和边坡稳定性考虑，开发利用方案确定的开采方式为分台段开采，矿山采掘后形成阶梯状边坡，其后编制的矿山地质环境保护与恢复治理方案则采用台阶法绿化进行治理，属传统的边坡治理方法。分台段开采由来已久，本地区最典型的为大冶铁矿东露天采坑，距今已有六十余年。即便现今生态修复方式日益成熟多样，台阶法凭借可消除地质灾害隐患、生态修复费用低、可和其他修复方式相结合等优势，仍是广泛采用的治理方式之二本文以示范工程红峰村块段BP5治理工程为例，介绍台阶法复绿的实践应用，并从优劣势、适用条件、改进措施等方面进行分析。1工程概况示范工程红峰村块段BP5治理工程位于大冶市还地桥镇红峰村，原为历史遗留废弃露天采石场，属于中央财政资金投入的湖北省黄石市铁山-还地桥矿山地质环境治理示范工程（2 0 1 4、2 0 1 5 年度）还地桥治理片区地面工程六标段（红峰治理区）中的子项目。治理区有简易公路向南与铁山大道连接，交通便利。治理区属丘陵地貌，地势北高南低，山顶标高约+1 2 8 m。出作者简介：易建涛（1 9 7 2-），男，湖南长沙人，本科，工程师，主要研究方向为水文地质、工程地质以及环境地质。露岩性为二叠系下统栖霞组（Piq）、茅口组（Pim）灰岩，采场坡面大部分基岩裸露，岩溶、裂隙发育，可见多处小型溶洞，边坡面局部呈碎裂状结构。治理前形成的采剥面在平面上呈圈椅状，面积约2 6 0 0 0 m，形成二级不完整台阶。主采面边坡总体走向呈近东西向，倾向南，长1 7 4 m左右，北部主采面最高标高+1 0 8 m，底盘标高约+6 0 m，边坡高陡，局部垂直，边坡最大高差4 8 m，坡度为5080。边坡上存在未经清理的孤石、危石、活石。东、西边坡较矮，高差1 3 2 5 m，坡度为5 0 8 0。2石矿山地质环境问题矿山地质环境问题一是不良地质现象发育，由于矿山开采形成了高陡边坡，边坡上存在随处可见的孤石、危石、活石，岩溶、裂隙发育，极易发生崩塌、坠石现象，其高差大，地质灾害危险性大；二是矿山生产过程中剥离表土、采矿剥岩、挖损土地、堆放废渣等行为，致使山体植被毁坏殆尽，岩石裸露，地貌景观破坏十分严重，与周边自然景观对比强烈，十分不协调(2)。3台台阶法在边坡生态修复中的应用台阶法绿化技术，是采用爆破或机械削方形成台阶后，再覆土栽植乔、灌、藤进行绿化。为防止水土流失，通常在台阶上布设一道混凝土挡土墙，也可用浆砌石挡土墙，但由于材料运输、人工成本、施工速度等原因现较少采用，以往设计台阶内倾现已弃用。台阶法适用于各种类型边坡，具体方法如下。（1）对采场采面边坡进行削方整形，清除坡面危石、活石，放缓边坡角，改变边坡形状，从而改善边坡稳定性。削方分多级台阶进行，共设置六级台阶，分别为标高+8 4 m、+9 4 m、+1 0 4 m、+114m、+1 2 4 m、+1 30 m，台阶宽3m，高差1 0 m，台阶坡面角5 5。3392023年4 月江西建材城乡建设与环保按设计标高由上至下逐级形成台阶，保证台阶宽度、坡度，将高陡边坡总体边坡角（最终边坡角）降为4 2。爆破削方工艺流程为：岩土特征与环境调查爆破设计与审批一临时施工道路爆破试验测量定位、清表爆破安全防护炮孔定位与钻孔装药与填塞爆后检查与盲炮处理边坡修整土石方处置一检查验收。爆破采用控制爆破，最大限度减少爆破振动对边坡稳定性的影响。爆破采用光面爆破、预裂爆破和缓冲爆破等方法。（2）为保持水土，在削方整形后的每级台阶上布设一道封边墙，沿台阶通长布设，与形成的马道长度一致，封边墙高1.0m，宽0.3m，封边墙外边线距台阶边缘不小于0.3m。封边墙采用钢筋混凝土（C20）浇筑，纵筋HRB40016500钢筋，横筋8400钢筋，HRB40016纵筋进人基岩不得小于5 0 cm。浇筑封边墙混凝土时，应将基岩面打毛冲洗干净。封边墙每15m布设一道伸缩缝，缝宽2 0 mm，缝内充填沥青麻筋或沥青木板。插筋孔孔径不小于4 cm，全孔M30水泥砂浆灌注，与封边墙接触处钢筋采用阻锈剂或沥青等防锈措施。沿封边墙底部布设一排泄水孔，距地面0.2 0 m，泄水孔倾角5，倾向墙外，采用75mmPVC排水管，孔内保护PVC管外包无纺土工布，孔距10m(见图1)。刺槐灌木草籽504/200/J50508020016300覆土层000T503000图1封边墙绿化示意图/mm（3）封边墙内覆土植树、藤绿化。台阶内回填种植土，种植土有机质含量不得少于4 0%，覆土平均厚度不小于0.8 m。种植土除满足盐分、pH值要求外，还需质地疏松，有团粒结构，具一定肥力。覆土完毕后，栽植刺槐，地径4 cm，纵横间距2.0m2.0m，种植坑穴为0.8 m0.8m宽深）。内侧种植常春油麻藤一排，间距0.5 m。再均匀撒播草灌种子，灌木种子选择胡枝子、六月雪、紫穗槐等，草本植物选择佛甲草、多花木兰、紫花首、高羊茅等。4治理效果情况及补救措施治理一年后，台阶栽植刺槐基本成活，植株高度一般为4m，一年生长量约1.5 m。由于受干旱影响，常春油麻藤死亡率较高，刺槐有少量死亡。经过分析，爬藤死亡原因一是治理区整体光照时间较长，初期刺槐生长萌枝少，不能对喜阴的常春油麻藤荫；二是治理边坡呈圈椅状，使得治理区呈现多种生境，由于光照、水分等生态因子分布不均，配置单一品种效果不理想，因此采取了将紫藤、常春油麻藤、凌霄三种藤类进行混交补植的措施。5台阶法在边坡生态修复中的应用分析和思考5.1台阶法在边坡生态修复中的优势（1）可有效消除地质灾害隐患。历史遗留废弃露天矿山由于早期开采不规范，边坡多形成高陡面，多存在危岩、活石，边坡稳定性差等地质灾害发育特征。对地形地貌进行重塑整形，形成台阶，可提高边坡安全性，有效消除地质灾害隐患。（2）治理成本相对较低。一是台阶法采取封边墙覆土植树、藤绿化，与喷播绿化相比，其成本约为十分之一，复绿成本相对较低。二是我国需修复矿山数量多，矿山生态修复费用高，各级地方政府面临较大压力。2 0 1 9 年1 2 月，自然资源部印发自然资源部关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见，意见指出“产生的土石料可纳人公共资源交易平台进行销售，销售收益全部用于本地区生态修复”。在需要消除地质灾害隐患的情况下，对地形地貌进行重塑整形，形成台阶，产生的土石料可极大解决治理费用不足的问题 3。（3）可和其他修复方式相结合。根据矿山边坡实际情况，台阶法可和喷播绿化等各种绿化技术措施相结合，降低高陡边坡绿化施工技术难度的同时，也增强了绿化效果。5.2台阶法在边坡生态修复中的劣势（1）施工速度慢，施工工期长。一是地形地貌进行重塑整形，形成台阶，施工工期较长；二是钢筋砼封边墙施工工序较多，材料运输不便，施工工期长。（2）绿化效果慢。一是由于爬藤生长周期相对较长，短时间不能对坡面形成有效覆盖，绿化效果慢；二是爬藤管护不到位容易死亡，重新补栽生长导致复绿周期延长 4 。5.3台阶法绿化适用条件（1）边坡稳定性差，存在地质灾害隐患需削方减载的岩质、土质边坡；尤其适用于高陡岩质边坡，特别是中厚-厚层状完整性好的顺层硬岩边坡。（2）采用单一的台阶法绿化比较适宜于中高边坡（边坡坡高介于2 0 5 0 m边坡）及高边坡的局部垂直面。一是高边坡、超高边坡从实际应用效果来看往往不理想，其原因与高边坡、超高边坡裸露面大、光照强烈、水分蒸发快、生长慢、养护困难、易死亡等因素有关；二是坡面大面积“藤立方”与周边自然景观融合效果一般，不如喷播绿化协调自然 5 。（3）台阶法绿化与其他修复技术进行结合，基本可应用于所有条件、种类边坡。当然一些重要设施（如输变电线路）、道路、保护地等制约削方的情形除外。5.4台阶法绿化应用的几点思考（1）采用单一的台阶法绿化虽也能取得效果，但在现今要求复绿“快速、有效”的背景下，台阶法绿化也显现出明显的劣势。设计时需综合考虑、谨慎选择，高、超高边坡尤其要慎重。（2）台阶法绿化对设计台阶高差1 0 2 0 m的边坡，治理效果依赖于“藤立方”，藤本植被的存活、快速生长极为重要。藤本植被需按照边坡的朝向，进行阴坡和阳坡的判别，同时根据不同生境特点，选择本地适生藤本品种配置，如云实、紫藤、凌霄、钩藤，喜阳、耐干旱贫；薛荔、常春油麻藤，耐阴、耐旱。先选择适生品种保证存活，后期加强管护，使其快速生长，方能取得复绿效果 。（3）为解决台阶法治理方式台阶坡面藤本绿化周期长的问题，根据治理矿山现场实际情况，台阶间可设置较低高差，如5m左右，在台阶上选择刺槐、构树、意杨等为主的适生植被品种栽植，三年后植株生长高度一般可达3 5 m，其中意杨最高可（下转第34 2 页）342上接第339 页）2023年4 月城乡建设与环保江西建材（6）产业兴水。依托山清水秀的自然慕赋，打造8 条福州内河游线，通航4 0 km，配套“水上会客厅”新型特色游船，沿线增设“大众茶馆”等配套服务设施，打通河道与岸上文旅循环，把内河建成文明河、经济河、旅游河。（7）护河爱水。将每月1 4 日的“河长日”延伸为“护河爱水、清洁家园”行动，从内河沿岸到背街小巷，从党政主要领导到各级党员干部，再到热心市民、志愿者，参与“护河爱水、清洁家园”行动，蔚然成风。3.2减污降碳，“三生空间”源头护水以结构调整、布局优化为关键，以优化治理路径为重点，推进“三生空间”减污降碳协同增效。（1）提高“生态空间”固碳能力推进滨海新城碳汇造林项目，涉及造林地面积3万亩，预计可产生林业碳汇核证减排量4 0 万t。开展会议碳中和，通过林业碳汇与海洋碳汇购买，完成第五届数字中国建设峰会、2022海峡（福州）渔业周中国（福州）国际渔业博览会会议碳排放抵消。探索“渔业执法+蓝碳修复”机制，引导违法行为人通过认购海洋碳汇进行替代性修复，促成全国首例渔业生态环境损害“蓝碳”赔偿案例。（2）提升“生产空间”减排能力对高耗能高排放项目实行清单管理、分类处置、动态监控，严格项目准人条件与项目审批，按照国家要求淘汰落后产能。细化能耗强度下降目标与工作任务，引导企业加快节能技改和绿色化改造，给予节能项目专项资金支持。（3）加强“生活空间”降碳能力创建节约型机关、绿色社区、绿色建筑等载体，营造良好节能减碳社会氛围。开展公交地铁节假日免费乘车活动，引导市民采用公交地铁的方式出行，被列为2 0 2 2 年度全国绿色出行十佳传播案例。3.3数字赋能，联排联调智慧管水推进数字李生流域建设，强化城区水系联排联调，提高流域综合治理智慧化水平。C1字李生流域建设成立河湖水系综合调度指挥中心，建设水利部数字李生流域（水利工程）建设试点溪源溪小流域（溪源水库）数字达6 8 m，生长高度和萌枝基本可以形成对坡面的立体遮盖。同时，以落叶植物为主的品种，可改善微环境，其枯落物可对本地植被的自然侵人形成有利生长条件，时间越久，恢复演替更为强烈，即便后期原栽植植被倒伏、死亡也无关紧要。相关方案可以实现低费用投人，达到水土保持、边坡防护和绿化等多重功能。6结语台阶法绿化是传统的边坡治理方式，最大优势是可提高边坡安全性，有效消除地质灾害隐患，并能利用产生的土石料在一定程度上弥补地方政府治理资金不足的问题。台阶法绿化复绿效果取决于藤本品种合理配置及后期管护。由于过于依赖藤本，不同边坡条件下单一采用时应合理选择，可采用与喷播绿化等其他方式结合、设置较低台阶高差等方式达到复绿“快速、有效”的目的。李生项目与长乐区县域数字李生流域项目。建立“数字化+物业化”河湖管理新模式，集成巡河采集、案卷建立、任务派遣、任务处置、考核评价等业务，打造河湖管理保护的数字化管理模式。（2）城区水系科学调度成立福州市城区水系联排联调中心，实行“多水合一，库湖河网厂站”一体化的管理。建立城区水系科学调度系统，对城区1 0 0 0 多个库、湖、河、池、闸、站统一调度。打造集“风情、雨情、水情、工情、警情”为一体的排水防涝“一张图作战”应急指挥体系，对人员、物资、设备进行网格化部署，实现“事前、事中、事后”的全过程管控 5 。建立“联排联调”指挥运行机制，进行“库湖河网厂站”的统筹调度和系统管理，全面提升水安全，优化水环境。4结语流域水环境综合治理与可持续发展是一项涉及多学科、多部门以及多任务的系统性工程 6 ，本文基于滨江沿海地区流域自然环境特征与经济社会特征，结合闽江人海段流域具体实践，从治理理念、治理方式以及管理方法等方面，提出适用于滨江沿海地区流域水环境综合治理与可持续发展的思路，以期为同类区域提供科学参考。参考文献1宁慧平，王宗周.流域水环境综合治理技术路线探讨【J】.工程技术研究，2 0 2 1，6（1 2）：2 5 5-2 5 6.2迟国梁.关于新时代流域水环境治理技术体系的思考J水资源保护，2 0 2 2，38（1）：1 8 2-1 8 9.3冶运涛，蒋云钟，寇怀忠，等，数字李生流域的基础模型、演化路径与评判准则【J/OL，华北水利水电大学学报（自然科学版）：1-122023-05-01.4尚海龙，田苡菲，王志扬，等.数字李生流域主要建设需求分析J.中国水利，2 0 2 3（3）：5 4-5 9.5高尚.城市排水防涝系统科学调度管理方法探索与实践J.福建建筑，2 0 2 2（6）：1 1 9-1 2 1.6享郭高飞.流域水环境综合治理集成技术应用研究J.资源节约与环保，2 0 2 1（2）：32-33.参考文献【1】郑伟忠.藤本植物在浙江采石场石壁生态复绿中的应用J.黑龙江农业科学，2 0 1 0（3）：7 4-7 6.2易建涛，迟风明，孙康.黄石地区露天矿山边坡分类及其生态修复应用J.资源环境与工程，2 0 2 2（1）：4 9-5 3.3季李风玲.矿山地质环境边坡修复工程设计中应注意的几个问题：以某铁路客运专线陕县段沿线矿山修复为例J】，热带地理，2014（4）:5 7 7-5 8 0.4郭萍，夏栋.宜昌市矿区矿渣废弃地边坡植被恢复的物种推荐与搭配探讨J】.中国水土保持，2 0 1 8（2）：4.5韩煜，赵伟，张淇翔，等.不同植被恢复模式下矿山废弃地的恢复效果研究J】.水土保持研究，2 0 1 8（1）：1 2 0-1 2 5.6王兴明，王运敏，储昭霞，等.研石添加对铜尾矿中香根草生长及生理生态的影响J.水土保持学报，2 0 1 8（2）：4 8.