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露天矿山高陡边坡的生态修复措施
日期:2024-05-06  浏览量:313  文字:【 】【加粗】【高亮】【还原

露天矿山高陡边坡的生态修复措施

露天矿山开采导致的裸露边坡生态修复,是一项复杂的工程,尤其是针对高陡边坡的生态修复难度更大,其治理周期长,费用高。在露天矿山边坡治理过程中,如果仅仅采用工程治理措施,往往达不到预期效果。而将植被护坡技术应用于高陡边坡生态修复中,不仅可以大大缩短植被恢复周期、节约资金、减少治理工作量,还能达到恢复植被、提高边坡稳定性、防止滑坡、控制水土流失的目的。

露天矿山边坡生态修复技术可分为自然恢复、人工辅助修复两大类。自然恢复是在边坡治理中直接将植被种植在边坡上的方法。人工辅助修复是通过对边坡进行坡面平整、机械清理边坡上的岩石等方法。目前国内外关于高陡边坡生态修复技术有以下几种。

一、工程措施

1.格构:格构护坡是指在边坡上每隔一定距离采用一条或多条固定的木桩或钢柱,以形成一个格构防护网,主要作用是防止坡面岩石和土体沿重力作用向坡外滑动。格构护坡对岩石边坡和土质边坡都适用,但由于受施工条件的限制,不能大规模推广。

2.锚杆、锚索是通过在边坡上打入一定数量的锚杆或锚索,以防止岩体边坡或土体发生滑移的方法。对于岩石边坡,可采用机械和人工相结合的方式进行加固,从而使边坡达到稳定。

3.挂网喷播是将网片固定在坡面上,通过人工将种子与网片直接接触的方式进行种子的播种。根据不同边坡、不同土质情况可采取不同的方法进行施工。同时,边坡治理中要严格控制施工质量,保证工程质量。

4.排水沟:排水沟是指在边坡上沿坡面开挖一条或多条排水沟,通过沟槽或沟底的排水系统来达到边坡排水的目的。在边坡治理中,要根据边坡所处位置、地形条件等实际情况进行合理设计。

5.挡墙:挡墙是指用来防止边坡发生滑坡和防止山体滑坡的墙或平台。挡墙由墙身和墙基组成,墙身可采用土石混合结构、浆砌片石结构、预制混凝土加钢筋网结构等;墙基宜采用土、碎石或碎石土等材料。

(1)土石混合结构

土石混合结构是指用土料填筑在基础上的挡墙,其主要作用是防止坡面岩石滑动,同时使坡面岩石达到稳定。它适用于挡土墙基础高度较大或挡土墙高度较低时,或岩石边坡较陡时,以及坡面岩石破碎而不能用其它方法进行稳定时。对土质边坡和岩石边坡,土石混合结构均能起到较好的稳定作用。

对于石质边坡和土质边坡,可采用石砌片石结构或浆砌片石结构。石砌片石结构是将片石砌筑在基础上,然后在其上铺填土或碎石土等材料以形成挡土墙的一种挡墙形式。片石砌筑时应注意以下几点:①片石宜采用碎石,并应尽量避免用砂;②片石砌筑时应自下而上进行;③片石应尽可能整平;④片石缝隙间的空隙应填塞密实。

浆砌片石结构是用砂浆将片石砌筑在基础上的挡墙形式。与石砌片石结构相比,浆砌片石结构的优点主要有:①墙身高度较低;②墙身厚度较薄;③墙体稳定性较好。

浆砌片石结构适用于各种边坡和土质边坡。对于高陡边坡,可在坡顶设置截水墙,防止雨水下渗;对于石质边坡,可在坡脚设置挡土墙或砌筑石墩,防止雨水下渗。在雨季可通过截水墙排除坡面雨水。

对于土质边坡,可采用土工格构技术进行防护;对于岩质边坡,可采用浆砌片石技术进行防护;对于石质边坡,可采用浆砌片石技术进行防护。

(2)浆砌片石结构

浆砌片石结构是指用块石砌筑墙体,以达到稳定边坡、防止雨水冲刷边坡和防止地下水渗透的作用。片石是用石料经过破碎加工而成,片石砌体的抗压强度与块石的尺寸和重量有关。片石砌筑前,应清除坡面浮土、杂物、积水和松动岩石;在坡面上划出施工控制线,按施工控制线砌筑;在砌体的砂浆强度达到设计强度后才能进行砌筑;砂浆采用水泥砂浆或水泥混合砂浆,且砂浆的强度等级不得低于M15。砌筑时应将顶面修平,每层砌筑时底面要齐平;应先砌竖向接缝,再砌横缝;上下两层及相邻两块石之间应砌成一水平层。片石厚度宜为30~50 mm,上、下层砌体厚度和高度比不宜大于1.5,应随砌随磨平。每隔1~2层砖垫块应适当加密,以免出现大的错缝或离缝。砖墙的砌体要压顶,顶部用砖垫平或用混凝土抹实。在砌筑时应注意:各层砖垫块不得重叠;水平灰缝宽度不宜大于1.5 mm,竖向灰缝宽度不宜大于2.5 mm;砌体砂浆强度不应低于M7.5。砂浆饱满度不低于80%。片石与砌体接触处应整块平铺、错缝排列、嵌挤紧密。

二、植物措施

植物措施是将边坡上原有的植被进行补种,在植草边坡上直接种植多年生草本植物,或者是采用乔、灌、草相结合的方式,并对边坡进行锚固,从而达到增加稳定性的目的。这种方法适用于高陡边坡,特别是对土质边坡来说,种草的效果比较好。植物措施主要有以下几个优点:

1.与土壤结合紧密,草籽不易流失。同时可减少雨水对土壤的冲刷,避免了水土流失;

2.可加快植被生长速度,防止土壤退化和水土流失;

3.形成稳定的植物群落,改善了土壤结构和土壤的物理性能;

4.与其他防护措施相结合可形成更好的防护效果;

5.为植物生长提供良好的环境条件。目前在边坡上种植草皮效果较好,但是成本高,人工种植费用大,难以大面积推广应用。而用植草皮技术种植草皮,一般是采用混凝土或水泥预制块将草皮固定在边坡上。由于植物生长需要较高的温度、水分和空气等条件,因此目前只有少数城市才能用植物措施进行边坡的绿化。

1.草皮生长过程中容易被风吹走或被雨冲到河道中,造成水土流失;

2.植物生长过程中易出现病虫害、倒伏等现象;

3.人工种植后的草皮由于养护不当易被风吹走或被雨冲到河道中;

4.植被生长后期易出现杂草现象。

三、其他措施

露天矿山开采过程中,边坡坡度较大,尤其是高陡边坡的生态修复难度更大。随着边坡治理的深入,对于高陡边坡的生态修复措施也会不断发展完善,比如可以通过预应力锚杆技术、植物防护技术等对高陡边坡进行治理,还可以通过喷混植草、挂网喷射混凝土等方式对高陡边坡进行治理,使边坡的稳定性得到了提高。

总之,露天矿山开采过程中形成的高陡边坡生态修复技术比较复杂,其施工技术、施工工艺都存在较大差别。因此在实际生产过程中,应当根据实际情况,选择合适的生态修复措施。当然,边坡治理也需要根据当地的气候条件、土壤情况、地质结构等情况进行综合考虑。


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