百米网格放线施工技术在矿山环境绿化中的美学应用

王新建，朱谷昌

(中色资源环境工程股份有限公司， 北京 101300)

0 引言

矿产资源是经济发展的重要物质基础，很多省份依靠煤矿、石油、铁矿、石矿等等，经济发展很快。但是过度的开发，给这些省份的矿山生态环境带来很多负面影响，最明显的是山区生态环境被破坏，山区环境千疮百孔、满目疮痍，进而影响到地区或城市的声誉，游客减少，经济发展速度反而又缓慢了。自从生态文明被写入《宪法修正案》，绿色矿山成为各个矿业实体追求的社会目标，但是绿色矿山首先必须进行矿山环境的治理和绿化。北京实行的“大气十条”、“蓝天保卫战”措施就说明了这一点。全国各地都在落实国家要求的“山水林田湖草”项目(吴和政和郑薇，2008)，但是用到百米网格施工绿化的项目却不多。

在北京市平谷区开展的废弃矿山生态环境修复治理项目(2017年度)实施过程中，以金海湖镇胡庄村砂石料场治理1区2区等4个治理区为试点，采用了百米网格放线施工技术治理了采石料场的各种边坡和平地。其中，胡庄村砂石料场治理区位于泃河北岸，泃河大桥北侧，分为东西两块，分别为胡庄村砂石料场治理1区和胡庄村砂石料场治理2区，县道X108从中间穿过；洙水砂石料场治理2区位于泃河南岸，泃河大桥东侧；黑水湾村砂石料场治理区南临胡靠路(图1)。该项目矿山植物种植面积合计为150342 m2，种植的植物有山桃、核桃、紫穗槐、金叶榆、樱桃、佛见喜梨树等，还有一些灌木。

图1 平谷区废弃矿山环境治理区交通位置图(a)及范围示意图(b)①—胡庄治理1区；②—胡庄治理2区；③—洙水治理区

1 矿山环境绿化的概念

矿山环境的绿化与绿色矿山的概念二者是有区别的。

1.1 矿山环境的绿化

矿山环境绿化应用范围较小，仅指各类矿山的地质环境被破坏后，如何来修复治理的问题，中心思想就是矿山环境的绿化工作，也可以简称“矿山复绿”。矿山复绿指通过采用工程措施、生物措施等技术手段，对因矿山开采引起的地质环境破坏问题进行综合治理，使矿山地质环境恢复到稳定状态、生态环境得以恢复绿化的过程。国家要求，所有矿山企业必须实行边生产、边建设、边复垦的矿山治理原则。

现阶段，我国在治理中常采用的方法主要有矿区覆土绿化、边坡挡墙蓄坡绿化、边坡开凿平台绿化、边坡钻孔绿化、边坡鱼鳞坑蓄土绿化、边坡挂网喷播绿化、生态袋绿化、生态草毯绿化、飘台绿化、植生混凝土绿化等(曹波等，2008)。矿山环境绿化工作中主要包括植树和植草，本文主要分析植树这一内容。

1.2 绿色矿山

绿色矿山(刘玉强，2012)的应用范围较大，是在新形势下对矿产资源管理工作和矿业发展道路的全新思维。绿色矿山建设是一项复杂的系统工程，在矿山设计、建设和生产的全过程中，采取先进的科技手段和实施严格的科学管理，实现矿产资源节约与合理开发利用、矿区及周边社会经济和谐发展和资源开发与生态环境相协调的矿山，基本要求包括“五化”，即开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化、生产工艺环保化和矿山环境生态化。绿色矿山建设代表了一个地区矿产资源开发利用总体水平和持续发展潜力，它着力于科学、低耗和高效合理开发利用矿产资源，并尽量减少资源储量的消耗，降低开采成本，实现资源效能的最佳化。从这里可以看出，矿山环境生态化(或称矿山环境绿化)只是绿色矿山建设的一个方面。

2 百米网格放线施工概念和适用范围

2.1 百米网格放线施工

建筑施工和土木施工均涉及到施工放线的问题(王永华，2014)，矿山环境绿化施工为了环境的优雅美丽，必须更加重视施工放线问题。首先是控制网，再就是施工作业时的细部放线(建筑上也称放大样)。绿化施工放线有很多种方法(沈颖，2001)，主要有五步放线法和网格法。在矿山环境绿化中，我们引进了百米网格放线的方法，依据此法进行栽树绿化施工，达到生态环境美学的观感效果(吴志强，2011)。

所谓百米网格放线施工，只是一个大致的称呼范围，其实就是使用百米网绳放线施工。百米网绳见图2。

首先需要用全站仪(邓泗汀，2009)找到边界点，然后在治理区域中间选一个基准点，选择两条垂直的轴线，将设计图上的植物间距换算成绳上的标记尺寸，按绳上的尺寸标记来撒白灰点位。再然后就是挖穴、植树、检验、支撑树、浇水、养护等施工。当然，也可以用其他方法定位边界点和中间的基准点。

图2 百米绳

2.2 适用范围

矿山环境中有多种情况，如矿山的边坡、矿山的平台、矿山的缓坡、采集料堆坡等。百米网格施工适用于矿区的平台，如果矿山的缓坡平坦，坡度小于30°，也可以使用百米网格施工。一般来说平台和缓坡的面积不能过大。对于面积较大的区域如何利用百米网格施工，需要进一步研究。

百米网格放线施工技术仅适用于植树造林活动。

3 百米网格放线施工的过程

3.1 工艺流程

百米网格施工工艺流程一般是：施工准备→技术准备→现场测设边界点→现场测设原点并找出垂直方向→拉百米绳→撒白灰点→然后下一个垂线方向拉百米绳、撒白灰点→挖穴→验穴→植树→支撑树→浇水→养护。

干旱地区可以在挖穴之前先浇水，方便于开挖穴巢。

3.2 施工过程

百米网格施工技术的施工过程包括施工准备、技术准备、现场测设放线、挖穴、检验效果、植树和支撑树、浇水、养护等工作(赵刚和谭月明，2010)。这些施工过程，看似简单，但稍不注意，就会失去美学的效果，所谓细节决定成败。

3.2.1 施工准备

施工准备的内容是检查治理矿区是否已经平整完成？检查客土是否已经完成？覆土厚度是否符合设计要求？是否已经完成客土增肥施工？覆土表面是否已经平整？挖穴机械是否正常有效？

3.2.2 技术准备

技术准备包括两项内容：一是绿化范围边界点的坐标收集，输入到全站仪或其他测量仪器里面；二是在绿化治理区设置一个测设原点，绘制在图上，求出坐标。

测设原点的内容主要以设计的施工图为模版，依据其他有关的坐标值，画出CAD的方格网图(胡晋山等，2002)，在绿化治理区中心找一个点做测设原点，并求出坐标值，并将坐标值输入到测量仪器中。然后设计两条穿过该测设原点的两条垂直的直线做轴线，沿着横轴线向两端计算现场需要的绳上距离，如50、47、44、41…和53、56、59、62……。当然对于治理面积较大的平台，可以多设几个测设原点，多配置几套百米绳，如配置4套测绳，可以分区域同时进行测设放线，加快放线速度。

对于距离边线较近的区域，可以采取小钢卷尺计算并测设白灰点，这样就把测设原点和方格绘制结合起来了。

设计图纸及数据清单打印后可以发给测设人员，用于现场撒灰点绿化放样(图3)。

图3 测点布设设计图X—横轴线；Y1Y2—纵轴线；O1O2—坐标原点；虚线—测绳分布线

3.2.3 现场测设放线

(1)百米网格施工首先就是放线、布点。目前主要使用全站仪或TRK定位出绿化范围的边界点和测设绿化范围的原点，定位的边界点要有明显的标记，测设方格网图上拟定的测设原点，同时设置明显标志物，便于识别。

(2)沿绿化区测设原点的垂直方向，开始拉设X轴百米绳和Y轴百米绳，按照设计好的数据在现场Y轴上撒白灰点；注意每条测设绳的两个端点应该保护好(郭宗河，2004)。

(3)循环进入下一个环节，直到把全区域的点全部布设完成。

(4)最后可以检查每一条测线是否有个别点不在线上或偏移程度，予以纠正。撒白灰点的人员必须手持一份计算好的数据资料。

当然，按照技术准备所说，可以根据面积大小，多设几个测设原点，多用几套百米绳，按测设原点分开进行放线作业，但必须进行图上设计和计算。

3.2.4 挖穴

挖穴需要按照放线时沿轴线撒的白灰点开挖。挖穴有两种方法，一种纯人工挖穴，另一种是机械挖穴。机械挖穴又分为旋挖机挖穴和挖掘机挖穴(或者叫钩机挖穴)。旋挖机又分手提式挖穴机、拖拉机悬挂挖穴机和车载全液压挖穴机，各种机械挖穴大小和深度的功能不一样。

人工挖穴适用于机械无法到达的地方，包括平台的边缘和坡地等，必须采取人工挖穴；机械挖穴中的旋挖机(图4)挖穴适用于平台处或者坡度小于10°的缓坡，便于机械展开施工，同时不产生尘土飞扬；钩机挖穴适用于平台和缓坡，缓坡的坡度一般小于30°。目前使用旋挖机的较多。

一般来说挖出的土应该堆砌在树穴周边，便于作为树的围堰，利于浇水养护。

挖穴完成后，监理工程师必须检验穴的深度和孔径大小等。

图4 旋挖机

3.2.5 检验效果

为了植树造林的美观，必须进行从施工放线到后期养护过程的效果检验。怎样检验效果？一般来说就是看“竖”是否成列，“横”是不是成行，斜向看，是否成边？怎么看？依据是树穴的边缘线、中心线等。检验效果的检查自始至终贯穿于施工过程，如浇水后，树苗是否倒伏，都影响到绿化的美学效果(皮小松，2013)。当然，是否成“行”成“列”成“边”，仍然有一定的误差，一般来说，不应大于3 cm。

3.2.6 植树和支撑树

植树树苗一般来自于假植地。为什么每条百米绳都留两端的点，做标记，其实就为了看是否顺直。一般来说施工误差不大，植树不超过5 cm就满足美观要求。是否在一条直线上，关键就在植树上。

支撑树是为了保证植树不倒伏，保证绿化的美感，其方式有很多种，如单杆支撑、三角斜支撑、成林支撑，可以采用树木、竹竿或钢管。

3.2.7 浇水

浇水是植物生长必需的工艺，但是刚植完树就浇水，如果填土踩不实，很容易造成树苗倒伏，这些在实际绿化施工中经常遇到。如三河市东部矿区三期五标项目，松柏树栽上后，立即浇水，造成了很多树苗倒伏，严重影响了绿化的美感。因此，在浇水后，必须进行一次树苗的扶正和支撑加固措施。

3.2.8 养护

对于绿化工程的2～3年的养护期来说，一般对绿化的美学很不受重视，比如本来植树时，树苗是差不多一样高的，但是到了养护期时，树苗死了，更换了一棵矮的树苗，把本来横平竖直的美学环境塑造成了参差不齐，让百米网格施工的美学效果大打折扣。

4 百米网格放线施工技术的美学效果

首先，在平谷区金海湖镇进行的胡庄1区、胡庄2区、洙水2区的百米网格施工，绿化效果获得了地方政府的交口称赞。在验收时，又获得北京市验收专家小组的称赞，受到广泛好评，在业主组织的微信群成为学习的榜样，应该说百米网格放线施工技术的美学效果得到了充分体现，其实景见图5。

图5 金海湖镇胡庄治理1区植树

此后，将该技术应用到其他项目，同样获得其他兄弟单位和业主的称赞。如在三河市东部矿区矿山地质环境治理三期五标项目种植的杨树群、旱柳群、槐树群，笔者参加经验交流会，多次受到指挥长的表扬，证明治理区已经具备美学效果(图6)。

图6 三河东部矿区三期五标项目植树

5 矿山环境中的美学应用前景

百米网格放线施工技术在矿山环境绿化中已经取得了很好的美学效果，其应用前景广阔。如三河市东部矿区矿山地质环境治理四期四标、三河东部矿区的1号标权、三河东部矿区东区2标(图7、图8)、三河市东部矿区矿山地质环境治理示范工程五期工程，涵盖了大批矿区治理工程。

图7 廊坊市三河东部矿区2标段种植效果1

图8 廊坊市三河东部矿区2标段种植效果2

三河市是个县级市，距离北京市、天津市很近，奥运会的建设以及天津市的城市建设，该市的东部矿区提供了大量的石料支持，包括片石、块石、碎石、石质砂等。大量的矿山开采行为，造成该市矿区生态环境急剧破坏、满目疮痍、空气质量急剧恶化。为此国家和三河市付出了大量的心血，分别进行了七期的矿山生态环境治理任务。由于采用了百米网格施工技术，该市的美景陆续出现，日后定能建设成为一个美丽的地质花园，成为人们节假日郊游的胜地。

后来，该技术继续应用到其他区域，如房山区大安山乡西苑一队煤矿治理区、赤峰市大黑山自然保护区管理处山体恢复绿化治理工程项目、山西省的很多矿区矿山环境项目。经过治理后的地区，完全可以结合当地的自然人文美景构成旅游胜地。

6 结束语

幸福生活不只在于丰衣足食，也在于碧水蓝天。百米网格放线施工技术为矿山环境绿化带来了美学效果，但是如何利用现代的遥感技术、无人机航测(赵卫星等，2019)、RETK技术以及卫星技术与百米网绳充分结合，进行更大范围的环境治理，为欣赏大自然、共享大自然、提升环境品质(全利等，2021)等提供更高的美学效果享受，这一课题还需要进一步研究。

对于面积较大的矿山治理区域，应该采取怎样的措施才能保证百米网格施工正常进行呢？是否可以增加百米绳？或者直接采用GPS接收仪或者北斗接收仪定点？以上问题均需要进一步研究探讨，但是可以预见的是，这些措施的资源投入的成本较高。