陇海铁路沿线采石场地质环境问题的治理对策

赵阿宁

（中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安710054）

陇海铁路沿线采石场地质环境问题的治理对策

赵阿宁*

（中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安710054）

“三区两线”的矿山复绿是我国矿山地质环境治理的主要内容。以秦岭北麓、陇海铁路沿线的废弃采石场为对象，分析了采石场发育的主要矿山地质环境问题，围绕采石场植被重建，制定了削坡、整平、草袋垒堰、挂网喷薄等地质环境的综合治理方案，并依据工程投资估算的相关标准，提出了采石场地质环境综合治理的工程费为2260万元。

地质环境治理；采石场；复绿

随着我国经济高速发展和城市化进程的加快，采石业也随之发展，在对社会经济做出贡献的同时，遗留下的高陡边坡既存在滑坡、崩塌、滚石隐患，也带来了一系列的生态环境问题，如植被破坏、水土流失、粉尘与噪声污染、景观破坏、生境破碎化等［1］。一般采石场以主干道、城市周围为轴心追求最近的运输距离，致使大部分采石场分布于交通线路边、风景区附近、城乡结合部及城镇规划区的禁采区内，这些区域属城市及主要线的可视范围，对城市生态与交通景观的负面影响极大［2-3］。

秦岭山系横亘于陕西省关中与陕南之间，是我国南北自然环境的天然分界线，独特的地理位置和中低山地形得以阻寒揽湿、蓄热化雨，涵养水源，具有多种重要的综合生态功能，是我国中部重要的生态安全屏障，西岳华山5A级风景名胜区、少华山国家森林公园及终南山世界地质公园罗列其中，国家已将其列为10个国家生态保护区试点之一。

从20世纪60年代开始，为修筑陇海铁路、连霍高速公路路基，华县段秦岭北麓建立了众多采石场，从事露天采石活动，在秦岭北麓迎山面和山口峪道两侧，炸山取石，形成了数处大面积的露天采坑，废弃碎石就地堆积于山口两侧，占压大量土地。目前，从连霍高速公路、陇海铁路南望，裸露石质岩面与满目翠绿的山体极不协调，犹如“陇海线的牛皮癣”，破坏了西岳华山和少华山森林公园周边的俊秀景色，同时也给当地人居生产、设施、生态环境埋下了众多隐患。属国土资源部“矿山复绿”的治理区域。

1　主要矿山地质环境问题

1.1地质环境背景

采石场位于华北古板块西南缘，南与秦岭造山带相邻，其南部山区地跨小秦岭隆起之太华抬拱和金堆城台凹，采石场北部为渭河断凹，地层为太古界太华群桃峪组黑云斜长片麻岩，黑云斜长角闪岩。本区位于大月坪背斜之北翼，区内构造简单，为单斜岩层，产状为350°∠35°～65°。

采石场地表水体不发育，区内的和尚沟内有少量裂隙水，最低侵蚀基准面为530m，最低标高开采为540m，高于当地最低侵蚀基准面，地形坡度较陡，有利于采场积水自然排泄。

采石场矿石为细晶—微晶结构，块状构造，岩石坚硬，节理发育。区内岩层厚度较大，岩石完整程度为中等—较完整。矿床工程地质条件属简单型。

区内地貌类型属构造剥蚀低中山区，岩层相对较单一，无大的危险结构面，山体较稳定，无滑坡现象，近在局胁迫陡峭地段有少量落实发生。

1.2矿山地质环境问题及其危害

开山取石遗留的破坏植被、占压土地、地质灾害问题依然存在。采石场高陡采掘工作面存在凹凸不平、突出的危岩体以及后缘拉张裂缝等现象，形成了崩塌、滑坡及不稳定斜坡体等地质灾害隐患，既可能导致裸岩创面继续扩大，又威胁生产和游客安全。

（1）危岩体地质灾害隐患日趋严重。由于历史遗留问题，原采石场高陡工作面存在悬空危岩体，以及后缘拉张裂缝现象，形成了崩塌、滑坡及不稳定斜坡体等地质灾害隐患，威胁附近村民生产和游客安全。

（2）泥石流隐患危及陇海铁路安全。堆积在河道两侧废弃石渣，挤占峪口河道，形成卡口，为泥石流的发生提供了丰富的物源，严重威胁陇海铁路运行安全。

（3）生态环境遭到了毁灭性破坏，无法自然恢复。直接剥离山体表面的残坡积土，露天开采石料，采石场工作面形成了一片一片的灰白岩石面，与满目翠绿的山体形成鲜明对比，导致植被遭到毁灭性地破坏，石质岩壁、采石场基地植被无法自然恢复，严重破坏了自然景观，影响了旅游资源的开发利用。

（4）大气环境粉尘污染，危害村民健康安全。废弃采石场粉细物质成为大风扬尘的主要物源，降低大气质量，危害村民健康，导致群众多次上访，影响社会和谐稳定。

2　治理对策

2.1治理内容

废弃采石场按其地貌特点分为废弃石壁和坑口迹地2个区，其生态恢复可根据石壁坡度、高度、岩性、表面粗糙度和坑口迹地及其周边环境情况，分别采取不同的措施和方法。

（1）露天采石工作面凹凸不平，对存在崩塌及滑坡地质灾害隐患的危岩体进行卸载修整，修整的土方量5.15×104m3；

（2）清理挤占河道的渣石，修建2400m的拦渣挡墙，基本消除废渣泥石流对陇海铁路运行及驻地村民安全的威胁；

（3）采石场石质基地的覆土还田还林，弃渣场进行推高垫低。推平土方量57.2×104m3，黄土覆盖土方量24.8×104m3；

（4）采石场、渣石场小于25°的地区实施植树造林，高陡石质面采用草袋垒堰种草、挂网客土喷播等措施，使80.57×104m2裸露石质岩面得到有效复绿，与秦岭北麓自然生态环境基本融为一体，采石场复绿率达到85%以上。

2.2治理方案

根据采石场地质环境、气候条件、植被毁损情况，采取工程治理及生态修复绿方案。生态修复采用主要手段是削坡、拦渣、覆土种植景观林、草袋垒堰植草和挂网客土喷播植草等技术。

（1）采石场工作面的削坡整理。原采石工作面普遍存在犬牙交错、凹凸不平、高陡的危岩体，堆积在斜坡上的废石弃渣存在滑塌隐患。因此，对存在崩、滑隐患的采石场，必须首先开展削坡整治工作。消除崩塌、滑塌灾害隐患，同时为草袋垒堰、挂网客土喷播植草的提供技术条件［4］。

该方法若结合正常的开采作业，费用能得到较好的控制，该方法所增加的成本主要有钻孔费用、炸药费用及人工修整坡费用（这里只统计台阶整治成形的费用，覆土及植被的恢复、养护费用不在此列）。用本方法处理所发生的费用比正常开采费用增高约5%～15%之间，但是通过分台阶开采提高了安全性和采石区的出料能力。

（2）拦渣挡墙工程治理。对于挤占河道渣石及坡面不稳定废渣，清理占据河道的渣石，修建浆砌块石拦渣挡墙，保护和稳定废渣堆，以免垮塌堵塞河道，形成泥石流隐患。挡墙采用梯形断面，上宽0.8m，下宽1.5m，高2m，基地埋深0.5m。

（3）采石场、堆渣场场地整理复垦。对坡度小于25o采石场的石质台面及堆渣场实施废弃土石的清理、推高垫低、覆土复垦，为植树绿化提供适宜条件。

（4）覆土绿化。对地形坡度小于25o的废石渣堆、露天采石场石质工作面，完成挖高垫低、覆土复垦后，种植适宜当地气候条件、并与风景景观协调的树种或经济林，如侧柏、油松、核桃树等。

（5）草袋垒堰技术。对于坡度角在25°～60°间的裸露岩面或坡积碎石坡面，采用布质或纸质无纺布草袋，将含营养物质、草籽等混装在草袋中，将其垒积成坡面，形成草坪，绿化石质坡面［5］。

（6）挂网客土喷播技术。对于坡度大于60°的裸露岩石面，利用客土掺混粘结剂和固网技术，即将植物生长的基础——土壤与有机材料、草炭土、高分子粘合剂、保水剂、辅料及多种客土添加剂、植物种子和水充分拌和成泥浆状，利用专用机械或空压机提供动力，喷射到坡面上，形成具有高层次团粒结构、适宜植物生长的土壤层，并配合挂网固定使植物种子发芽生长，从而实现绿化的目的［2，6］。该技术为成熟生态恢复方案，加之项目工作区年均降雨量900mm，完全能够保证植物的成活率。

2.3治理工程量

（1）石质开采面修整：采石工作面削坡4200m3，消除崩塌危岩体及为坡面提供条件。

（2）修筑拦渣墙：沿河流两侧废渣堆边坡修筑挡渣墙，加强渣堆的稳定性，防止垮塌堵塞河道，引发泥石流地质灾害。挡渣墙总长300m，高2m，浆砌石工程4200m3。施工技术要求：

①挡墙断面呈梯形，上宽0.8m，下宽1.5m，高2.0m为浆砌石。墙体下埋0.5m。

②墙底面要夯实并浆砌石，墙身留直径5×5mm的排水孔。

（3）直接种植林木复绿：主要用于废渣堆和采石场较平坦裸露岩石区复绿。种植区域左岸长300m，宽50m；右岸长200m，宽20m。总面积约1.9×104m3。施工技术要求：

①对起伏不平的废渣堆进行整平，堆石量8250m3，面积共20亩。

②在整平基础上覆盖0.5m厚的黄土。

③种植适宜当地条件的经济林木如：苹果、柿子、刺槐、油松等。树龄2～3年，根径5cm，高1.5m。要求坑深0.5m，坑直径0.5m，行间距2m×3m。植树数量1000棵。

④坑中预施追肥。

（4）草袋垒坡技术复绿区：主要用于采石工作面坡角25o～60o的裸露岩石坡面的复绿。修整采石工作面1500m3，稍作局部整平，在基本保持原有地形地貌前提下，将草袋沿坡面垒堰。草袋间重叠距离可视地形角度而定。在保证垒堰稳定，不易垮塌的前提下，追求绿化面积的最大化。绿化面积20000m2。其施工技术要求：

①草袋通过生产线将植物种子按一定比例均匀播撒在两层布质或纸质无纺布中间，行缝、针刺及胶粘等先进工艺制成草包装土。

②垒坡要求根基稳定，不易垮塌，重叠距离根据地形角度而定，垒坡最大角度不超过60o。在垒坡过程中，应留有排水面。

（5）挂网客土喷播技术复绿：沿采石工作面开采坡角60°～70°左右，长度300m、宽0.2m、高度15m，挂网客土喷播面积约1.9×104m3。采用挂网客土喷播技术，并种植爬墙虎、吊兰等植物，利用植物攀爬和吊挂的特性达到植被的恢复。

（6）后期管护工作。包括浇水养护、追施肥料、病虫害防治。

①分前、中、后期3个阶段，施行喷灌水养护工作。前期喷灌水养护为60d，播后第一次浇透水，以后根据天气情况浇灌。第一个月每天浇水1～2次，第二个月每隔3～5d浇水一次，以保持土壤湿润。中期依靠自然降水。若遇干旱每月喷水2～3次；后期喷水频率和水量以使土壤保持湿润为宜。

②追施肥料。在树坑中应该预先施入基肥（复合肥），肥料不能与根系直接接触，深度根据范围与树龄、树种及根系发达程度确定。

3　工程经费概算

根据工程手段及工程量，依据陕西省计委颁发的《陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准》（陕计项目［2000］1045号文）对投资进行估算，费用2260万元。见表1。

表1　投资估算表

4　结论

陇海线华县段采石场地质环境综合治理工程的实施，是贯彻落实“秦岭北麓生态环境保护条例”的具体体现，是规范秦岭生态环境保护区矿业开发秩序的深化，在提高关中地区生态环境质量的同时，促进经济社会的可持续发展。

通过实施综合治理工程，可在2～3年内实现区段受毁植被的修复，采石场将会与秦岭生态环境基本融为一体。而秦岭北麓生态环境的改善，将创造一个良好的投资环境，进一步改善西安—临潼—少华山—华山度假、休闲、观光、旅游为一体的环游专线，推动少华山森林公园的旅游开发。

［1］黄敬军.废弃采石场岩质边坡绿化技术及废弃地开发利用探讨［J］.中国地质灾害与防治学报，2006，17（3）：69-72.

［2］杨冰冰，夏汉平，黄娟，等.采石场石壁生态恢复研究进展［J］.生态学杂志，2005，24（2）：181-186.

［3］罗松，郑天媛.采石场遗留石质开采面阶梯整形覆土绿化方法研究［J］.中国水土保持，2001（2）：38-39.

［4］束文圣，蓝崇钰，黄铭洪，等.采石场废弃地的早期植被与土壤种子库［J］.生态学报，2003，23（5）：1305-1312.

［5］刘文玲，尹建国.浅析宁夏贺兰山东麓矿山地质环境恢复治理对策［J］.宁夏农林科技，2011，52（12）：221-224.

Countermeasures of the Geological Environment of QuarriesAlong the Long-hai Railway

ZHAOA-ning
（Xi'an Institute of Geology and Mineral Resources，CGS，Xi'an Shanxi 710054，China）

The mine recovery of"three districts and two lines"is the main content of mine geological environment governance.Taking the abandoned quarries in the north Qinling Mountains and along the Long-hai railway for the object，the paper analyzes the main mine geological environment problems in quarries，and advances a comprehensive treatment plan about deep cutting，leveling，straw bags hanging barrier，weir and gushing for plant recovery around quarries.In accordance with the estimated standards of project investment，the cost of the quarries'geological environment governance is proposed to be 22.6 million Yuan.

geological environment treatment；quarry；mine recovery

TV554

A

1004-5716（2016）09-0017-04

2016-06-13

2016-06-17

赵阿宁（1979-），女（汉族），陕西宝鸡人，助理研究员，现从事矿山地质环境调查工作。