- - 目 錄 0 前言 . 1 0.1 立項依據(jù)及地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)意義 . 4 0.2 主要任務(wù) . 5 0.3 編制依據(jù) . 5 1 立項治理的必要性與緊迫性 . 5 1.1 毛嶺鐵礦礦區(qū)生產(chǎn)概況 . 5 1.2 毛嶺鐵礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀及存在的問題 . 6 1.2.1 毛嶺鐵礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀 . 6 1.2.2 毛嶺鐵礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境存在的問題 . 7 1.3 礦 山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的必要性和緊迫性 . 7 1.4 立項治理的可行性 . 8 2 自然地理與地質(zhì)環(huán)境條件 . 9 2.1 自然地理位置及交通 . 9 2.2 地質(zhì)環(huán)境條件 .10 2.7 人類工程活動特征 .12 2.8 場區(qū)土壤及植被特征 .12 3 棄渣場基本特征、危害性及穩(wěn)定性分析 . 12 3.1 窯子溝棄渣場形成原因 .13 3.2 棄渣場的基本特征 .13 3.3 棄渣場斜坡變形機制及影響因素分析 .15 - - 3.4 棄渣場斜坡穩(wěn)定性分析及推力計算 .15 4 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理工程技術(shù)方案 . 18 4.1 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理目標(biāo)、原則及技術(shù)路線 .18 4.2 設(shè)計工況、參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的確定 .19 4.3 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理方案設(shè)計 .21 4.4 不同方案的分項工程設(shè)計 .22 5 工程監(jiān)測設(shè)計方案 . 23 5.1 監(jiān)測工作的任務(wù)及目的 .23 5.2 監(jiān)測設(shè)計主要技術(shù)依據(jù) .24 5.3 監(jiān)測設(shè)計的指導(dǎo)思想 .24 5.4 監(jiān)測工作現(xiàn)狀 .25 5.5 監(jiān)測工作布置 .25 6 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理工程施工組織 . 25 6.1 施工條件與地形 .25 6.2 地質(zhì)條件 .26 6.3 建筑材料 .26 6.4 供電與供水 .26 6.5 占地拆遷數(shù)量及協(xié)議 .26 6.6 主要施工機械 .26 6.7 施工工期 .26 6.8 施工順序和方法 .27 - - 6.9 施工進度 .27 6.10 攔渣壩施工要求 .28 6.12 施工管理 .30 6.13 施工監(jiān)理 .31 7 投資估算與資金籌措 .32 7.4 分項工程組成概況 .33 7.5 費用估算 .33 8 防治工程方 案比選 . 34 8.1 窯子溝 A 棄渣場防治工程 .34 8.2 窯子溝 B 棄渣場防治工程 .34 8.3 方案比選 .35 9 工程實施環(huán)境影響評價 . 35 9.1 生態(tài)環(huán)境效益 .35 9.2 社會效益評價 .36 9.3 經(jīng)濟效益評價 .36 10 結(jié)論與建議 . 37 10.1 結(jié)論 .37 10.2 建議 .37 - - 0 前言 0.1 立項依據(jù)及地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)意義 毛嶺鐵礦隸屬四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣所轄，位于汶川縣威州鎮(zhèn)毛嶺村境內(nèi)。毛嶺鐵礦于 1978 年由四川省冶金局組織開采，是國家在計劃經(jīng)濟時期建立的老礦業(yè)基地。 2003 年 8 月礦山已因故停產(chǎn)， 2003 年 12 月川威集團子公司資中縣雙河礦業(yè)有限公司通過拍賣方式擁有汶川縣毛嶺鐵礦采礦權(quán)、資產(chǎn)所有權(quán)和使用權(quán)。 國有礦山在開采的初期，由于缺乏對生態(tài)環(huán)境的保護措施，致使一些礦山周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，特別是對國有大中 型礦山生態(tài)環(huán)境造成破壞嚴(yán)重。尾礦是選礦廠不能再分選的礦山固體質(zhì)料，由于國家的需要，礦山的發(fā)展難免產(chǎn)生尾礦及渣土。大量的礦渣堆放嚴(yán)重地破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，地表及植被遭嚴(yán)重破壞，土壤、地下水、空氣遭到嚴(yán)重污染；另外棄渣場是松散堆積體，邊坡穩(wěn)定性差，持續(xù)暴雨將造成滑坡和泥石流，對礦區(qū)居民生命財產(chǎn)安全造成威脅；巨量的土石堆積體裸露式堆放，將是一個長久的水土流失源，增大了汶川縣地區(qū)的水土流失量，也增大了岷江和長江上游泥砂含量。 由于礦山屬國有企業(yè)，原生產(chǎn)利稅都上交給了國家，沒有留下環(huán)境治理費用；目 前毛嶺鐵礦自身很困難，需要國家投資支持恢復(fù)治理礦山地質(zhì)環(huán)境。 近年來隨著黨和政府對礦山企業(yè)的親切關(guān)懷，曾出臺了一系列有利于保護環(huán)境的相關(guān)政策，國土資源部近日又出臺了礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目管理實施細(xì)則，并成立了專項基金。同時，地方政府及礦山企業(yè)非常支持和積極配合進行毛嶺鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)工作，在其配套資金支持下，資金上有了一定保障。 通過對礦山棄渣場進行生態(tài)環(huán)境恢復(fù)，不僅使因礦山開采生產(chǎn)引起的地質(zhì)災(zāi)害得以防治，同時確保礦山周圍的環(huán)境得以凈化，還礦區(qū)一片綠色，將給礦區(qū)帶來巨大的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效 益，其- - 意義十分重大。 近幾年來根據(jù)國土資源部關(guān)于實施對國有大中型礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理，依據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目管理實施細(xì)則，受四川省阿壩州國土資源局委托，由 ！ 承擔(dān)汶川毛嶺鐵礦礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理前期立項可行性研究。 0.2 主要任務(wù) 在現(xiàn)場充分調(diào)查和收集資料進行分析的基礎(chǔ)上，采取技術(shù)已經(jīng)成熟、安全可靠、施工便捷、經(jīng)濟節(jié)省的治理方案進行比選，對每種方案的工程投資進行估算，最終選出一種最優(yōu)方案進行治理，在此基礎(chǔ)上對工程治理的社會效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益進行綜合評價。 0.3 編制依據(jù) 1、“十 五”國土資源生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護規(guī)劃國土資源部， 2001年 5 月 2、礦山水土保持方案 (四川省水利水電勘測設(shè)計研究院 ,2004 年 8月 ) 3、礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目管理實施細(xì)則 4、四川省工程造價信息及相應(yīng)的定額標(biāo)準(zhǔn)。 1 立項治理的必要性與緊迫性 1.1 毛嶺鐵礦礦區(qū)生產(chǎn)概況 汶川縣歷來就是阿壩藏族羌族自治州的人口和經(jīng)濟大縣， 2003年汶川縣實現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總值 14 億余元，居阿壩州第一位。全縣總?cè)丝?12703 人。毛嶺鐵礦隸屬四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣所轄，位于汶川縣威州鎮(zhèn)毛嶺村境內(nèi)。毛嶺鐵礦于 1978 年由四川省冶金局組織開采，礦山采礦方法為深井坑開采方式。原設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模采選礦 10 萬- - 噸 /a，至 2003 年 8 月礦山已因故停產(chǎn)。 四川省川威集團作為一家以鋼鐵為主的大型企業(yè)集團， 2003 年 12月川威集團子公司資中縣雙河礦業(yè)有限公司通過拍賣方式擁有汶川縣毛嶺鐵礦采礦權(quán)、資產(chǎn)所有權(quán)和使用權(quán)。企業(yè)根據(jù)自身需要，近來進行了為期 11 年的 30 萬噸 /a 改擴建工程。礦產(chǎn)地質(zhì)總儲量 2682.50 萬噸 ,服務(wù)年限還有 33 年。該礦山為我國的鋼鐵工業(yè)發(fā)展、國民經(jīng)濟建設(shè)和川西礦產(chǎn)資源綜合利用做出了積極貢獻。 1.2 毛嶺鐵礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀 及存在的問題 1.2.1 毛嶺鐵礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀 汶川毛嶺鐵礦區(qū)面積為 23km2，礦區(qū)至汶川縣城 22km。礦區(qū)設(shè)施有辦公區(qū)及廠房、礦山道路、井口采場及棄渣場。 礦山辦公區(qū)及廠房位于礦區(qū)的西部，面積為 3000m2，其植被已被破壞，基巖裸露。建設(shè)所棄渣土堆放在前部窯子溝兩側(cè)。 礦山生產(chǎn)形成三大場：井口采場、棄渣場、尾礦場（壩）。礦區(qū)井口采場及棄渣場位于礦區(qū)的北部，有三個井口采場及三個棄渣場，占地面積 12000m2，礦山開采產(chǎn)生的廢石實現(xiàn)了定點堆置，鐵礦礦區(qū)自北向南分別為窯子溝 B 棄渣場（四中段）、 C 棄渣場（二中段） 及窯子溝 A 棄渣場（四中段）（見圖 01）。由于井口設(shè)施建設(shè)及棄渣已將場區(qū)植被破壞，部分基巖裸露；棄渣場大量的礦渣依溝堆放，嚴(yán)重地破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。棄渣、棄土量大，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，地表及植被遭嚴(yán)重破壞，土壤、地下水、空氣遭到嚴(yán)重污染。 礦區(qū)尾礦場位于岷江右岸。尾礦是選礦廠不能再分選的礦山固體質(zhì)料，由于國家的需要，礦山的發(fā)展難免產(chǎn)生尾礦及渣土。因為方量少，江邊筑壩已將其綜合利用。 礦山道路依山蜿蜒環(huán)繞，長約 30 公里，建設(shè)面積 20 萬 m2；所占地植被遭破壞，人工形成陡坎及邊坡，部分路段有塌方現(xiàn)象。 窯子溝 B 棄渣 場前緣上游 1520 段，有從溝坡兩側(cè)淤積的坡積物，一般厚 0.52m；窯子溝 B 棄渣場前緣下游 100120m 段，溝床被棄渣- - 及兩邊坡覆蓋層所瘀積，一般厚 35m。廠房至岷江口段的窯子溝內(nèi)修有礦區(qū)轉(zhuǎn)運鐵礦原料的渡槽。 礦山除礦區(qū)設(shè)施及 A、 B 棄渣場分布范圍植被遭破壞外 ,其它地表生長著以鐵樹、樺樹、漆樹及雜草等植被為主，植被茂盛。 1.2.2 毛嶺鐵礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境存在的問題 1、水均衡系統(tǒng)被破壞、地表水被污染：采礦致使礦區(qū)水均衡遭受破壞 ,造成地下水位下降。由于礦井采用疏干排水，導(dǎo)致大面積區(qū)域性地下水位下降，破壞了礦區(qū)水 均衡系統(tǒng)，現(xiàn)已造成泉水干枯，地下水位埋深大。礦山井下抽排的廢水、廠房排放的廢水、以及地表水流經(jīng)順溝堆放的棄渣場攜帶渣粉，污染了礦區(qū)水體環(huán)境，也污染了岷江及長江上游的水質(zhì)。 2、地表土體及植被遭破壞：礦區(qū)建設(shè)（包括辦公區(qū)及廠房、礦區(qū)道路及礦井采場）用地和棄渣場占用地植被都被破壞，原有山坡土體被清除，使部分山體裸露，如果不加以治理，將有荒漠化的危險。 3、大氣被污染：棄渣裸露式堆放，在晴天或少雨時，礦區(qū)一起風(fēng)，渣塵漫天飛揚，對大氣造成了極大的污染，對礦區(qū)居民的身體和環(huán)境造成嚴(yán)重影響。 4、水土流失，引發(fā)泥石流： 棄渣場及礦區(qū)各項建設(shè)棄土是松散堆積體，邊坡穩(wěn)定性差，持續(xù)暴雨將堵塞溝床，引起滑坡和泥石流，將對礦區(qū)居民生命財產(chǎn)安全造成威脅；巨量的土石堆積體裸露式堆放，將是一個長久的水土流失源，增大了汶川縣地區(qū)的水土流失量，也增大了岷江和長江上游的泥砂含量。 5、坡體垮塌：礦區(qū)公路建設(shè)也破壞了原有地表，基巖裸露，部分路段邊坡垮塌，植被遭到埋掩，將引發(fā)水土流失，嚴(yán)重時將引發(fā)交通事故。 1.3 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的必要性和緊迫性 本次選取治理的毛嶺鐵礦窯子溝棄渣場有兩部分，即 A 棄渣場和- - B 棄渣場；棄渣場依溝堆放，坡勢陡峭。棄渣場 前緣為毛嶺鐵礦生活區(qū)和廠房，建筑面積約 5000m2，共 230 多人。經(jīng)訪問，每逢雨季，雨水沖刷棄渣場前緣，引起棄渣場斜坡變形。對溝下游及兩側(cè)礦區(qū)居民生命財產(chǎn)造成巨大威脅，同時也造成大量水土流失，增大了岷江泥砂含量。 鑒于此，威鋼公司也曾采取積極的防治措施，如在上游綠化、 A棄渣場下游設(shè)攔渣壩，同時實施簡易監(jiān)測，在一定程度上遏制了環(huán)境進一步惡化，也減輕了當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。 窯子溝 A、 B 棄渣場雖目前穩(wěn)定，但在特大暴雨、暴破、振動等情況下有可能失穩(wěn)，堵塞溝道，引發(fā)滑坡、泥石流等新的地質(zhì)災(zāi)害；礦渣的堆放也破壞了堆場周 圍環(huán)境植被；同時引發(fā)了水土流失；嚴(yán)重危及坡體前緣礦區(qū) 230 余人的生命和財產(chǎn)安全。為了礦區(qū)居民生命財產(chǎn)安全 ,同時減輕礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危害程度 ,保持水土，使生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù) ,因此對該棄渣場進行地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理是必要的、十分迫切的。 1.4 立項治理的可行性 一方面，當(dāng)?shù)卣暗V業(yè)公司對棄渣場也曾進行過綠化恢復(fù)治理，而且取得一定成效。中國科學(xué)院地質(zhì)研究所和成都理工大學(xué)的專家教授等對西部礦區(qū)棄渣場、尾礦渣堆放邊坡等進行過大量研究，總結(jié)出一套對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的有效方法，目前正在大力推廣使用，技術(shù)上有成熟的經(jīng)驗可借鑒 。另一方面，近年來隨著黨和政府對礦山企業(yè)的親切關(guān)懷，曾出臺了一系列有利于保護環(huán)境的相關(guān)政策，國土資源部近日又出臺了礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目管理實施細(xì)則，并成立了專項基金。同時，在地方政府及礦山企業(yè)配套資金支持下，資金上有一定保障。 綜上所述，對于礦山棄渣場地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的實施，無論從技術(shù)上，還是經(jīng)濟上，都是有可充分利用的資源，項目實施完全是可行的。 - - 2 自然地理與地質(zhì)環(huán)境條件 2.1 自然地理位置及交通 汶川縣地處四川省西部，屬四川省阿壩藏族羌族自治州管轄?？h城位于岷江上游與雜谷腦河匯合處，處于九環(huán)線上 。毛嶺鐵礦地處汶川縣威州鎮(zhèn)毛嶺村境內(nèi)，位于岷江右岸。礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為：東經(jīng)103 30 103 33，北緯 31 27 31 29。本次工作重點毛嶺鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理項目位于汶川縣毛嶺鎮(zhèn)，距汶川縣直線距離約 7.5km，礦區(qū)至汶川縣城 22km，為簡易礦山公路。縣城至都江堰市為 85km，屬國家二級公路。區(qū)內(nèi)公路四通八達。見工作區(qū)交通位置圖 1。 石紐山摩巖石刻薜城鎮(zhèn)成都市阿壩藏族羌族自治州江岷江岷木卡蒲溪玉堂鎮(zhèn)中興鎮(zhèn)聚源鎮(zhèn)崇義鎮(zhèn)幸福鎮(zhèn)胥家天馬鎮(zhèn)駕虹蒲陽鎮(zhèn)草坡革命紀(jì)念地紅軍烈士紀(jì)念館圖 1 工 作 區(qū) 交 通 位 置 圖 向峨蒲陽鎮(zhèn)樸頭漩口鎮(zhèn)白花映秀鎮(zhèn)銀杏綿虒鎮(zhèn)克枯雁門南新鎮(zhèn)龍溪桃坪通化樸頭都江堰市汶川理縣理縣理縣市州彭市堰江都2 1 33 1 73 1 72 1 33 1 7工作區(qū)- - 2.2 地質(zhì)環(huán)境條件 2.2.1 氣象水文 2.2.1.1 氣象 工作區(qū)屬川西高原氣候區(qū)， 具有溫暖干燥、四季分明、降雨量高度集中等特征，降雨集中在 6 9 月，降雨量占全年 80%以上，年降雨量500 1300mm，平均約 1104mm。汶川縣年均氣溫 9.6，極端最高氣溫 30.5，年極端最低氣溫 -19.6，日溫差較大，平均 11 15。多年平均風(fēng)速 17 20m/s。礦區(qū)積雪期為當(dāng)年 12 月至翌年 3 月。 2.2.1.2 水文 區(qū)內(nèi)有大小河流 40 余條，分屬岷江、雜谷腦河水系，岷江屬長江水系的一級支流。礦區(qū)至窯子溝下游 2.5km 為岷江，岷江橫穿汶川縣向南西流去。 2.2.2 地形地貌 礦區(qū)地處川西北高山中 深切割峰谷之間的斜坡地帶，地形坡度40 60。礦區(qū)北部的近東西向山脊峭壁嶙峋，為礦區(qū)的一道天然屏障；往南在礦區(qū)中部為與山脊走向垂直或斜交的次級指狀山脊，由其間溝谷構(gòu)成礦區(qū)的指狀水系，并于礦區(qū)南部匯入磨子溝，溝底縱坡一般為 15 20。礦區(qū)海拔 2000 3400m，相對高差 1400m，區(qū)內(nèi)地勢北西高南東低。窯子溝棄渣場地處岷江左岸山地，地貌屬侵蝕堆積、溶蝕構(gòu)造、侵蝕剝蝕構(gòu)造地貌。地勢北西高南東低，北西最高高程 3400m，南東最低高程 2000m，相對高差 1400m。坡體坡度 4060，坡向為北東向 。 - - 2.2.3 地層巖性 區(qū)內(nèi)出露地層有早古生寒武系及第四系地層。地層向北西向或北西西方向傾斜?，F(xiàn)分別敘述如下： 一、第四系地層（ Q4） 1、人工堆填土（ Q4ml）：分部于溝谷及支溝岸坡上，巖性為灰褐色碎塊石土，碎石成分主要為綠泥石及白云母等，厚 0.2m 5m。 2、坡殘積層（ Q4 del）：巖性為黃色碎塊石粘土，可朔、稍濕，分布于溝谷支溝岸坡上，厚 0.2 0.5m。 二、寒武系（） 本層未分組。巖性為淺黃色、淺綠或灰褐色絹云母綠泥石片巖，具粒狀和片柱狀變晶結(jié)構(gòu)。 2.2.4 新構(gòu)造運動與地震 汶 川地處四川西部，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動較為活躍，主要表現(xiàn)為大面積的間歇性微弱抬升。礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造處于松潘甘孜印支褶皺系小金弧形構(gòu)造東部的反轉(zhuǎn)弧形地帶，往東依次為茂汶大斷裂和龍門山島弧裂谷。 根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃（ 1990），區(qū)內(nèi)地震基本烈度為度。 2.2.5 水文地質(zhì)特征 棄渣場內(nèi)地下水按賦存狀態(tài)分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水二類，松散巖類孔隙潛水主要分布于棄渣場松散堆積物中；基巖因裂隙發(fā)育，地表水和大氣降水沿裂隙下滲，成為地下水補給來源之一；地表水沿沖溝內(nèi)的碎裂巖體入滲也是地表水補給地下水的來源之一，地表水入滲補給地下水后，在沖溝下游形成泉水排泄。本區(qū)地表水較豐富，是汶川縣工業(yè)生產(chǎn)和城市生活的主要水源。 - - 2.2.6 工程地質(zhì)特征 區(qū)內(nèi)主要為變質(zhì)巖的堅硬與軟弱巖層呈互層狀產(chǎn)出，變質(zhì)巖為絹云母片巖、綠泥石片巖及極薄層次生石英巖、條帶狀大理巖、石榴石綠泥片巖和綠泥石石英鐘片巖等，巖體呈片狀或塊狀構(gòu)造?？偟目磥?，巖石的力學(xué)強度較好，但不同巖石力學(xué)強度有所差異，大理巖比絹云母綠泥片巖強度大。由這些巖石所構(gòu)成的邊坡一般都較穩(wěn)定，地形坡度可達 30 35，但云母片巖在地表易風(fēng)化，且片理又發(fā)育，在具備臨空面條件下，往往可形 成表層的坍塌滑移。 2.7 人類工程活動特征 礦業(yè)公司在礦區(qū)修建了礦區(qū)道路、廠房及生活區(qū)，礦物主要采用渡槽式轉(zhuǎn)運線運出山外。坑井口棄渣就近順坡堆放。礦山在每年積雪期停產(chǎn)修養(yǎng)。 為了防止棄渣場在雨季形成泥石流，礦業(yè)公司在 A 棄渣場前緣沖溝下部約 10m 處設(shè)置了擋渣壩一道，長 20m，寬 2.5m，高 11m，起到了濾水擋碴的作用。 2.8 場區(qū)土壤及植被特征 毛嶺鐵礦位于海拔 2000m 以上，礦區(qū)土壤類型為黃棕壤。 礦區(qū)植被類型為針闊葉混交林，主要有鐵樹、樺木、漆樹等。除廠區(qū)及窯子溝 A、 B 棄渣場外，礦區(qū)植被群落主要為灌木 及雜草，其植被覆蓋率較高。 3 棄渣場基本特征、危害性及穩(wěn)定性分析 四川川威集團所屬的汶川縣毛嶺鐵礦自開采以來，形成的棄渣場很多，目前己廢棄的棄渣場有三中段 C 棄渣場及岷江邊尾礦壩，方量少，現(xiàn)都已長滿植被 ,坡體穩(wěn)定，本次未考慮治理。窯子溝東部及西部- - 棄渣場至今仍在堆放?，F(xiàn)就窯子溝 A、 B 兩個棄渣場基本特征、發(fā)展趨勢及危害性進行分析。 3.1 窯子溝棄渣場形成原因 窯子溝 A 棄渣場在 99 年棄渣堆土 ,每年約棄渣土 500m3,坡腳每年都在不斷變化，于是當(dāng)?shù)氐V業(yè)公司在坡腳下十幾米的沖溝內(nèi)設(shè)置了一道攔渣壩。 窯子溝 B 棄渣場于 1999 年開始棄渣，每年約有 200m3廢石料；由于方量少，溝內(nèi)未設(shè)攔渣壩；現(xiàn)礦山一直在這兩個棄渣場堆放渣土。在棄渣場下游兩側(cè)為毛嶺鐵礦生活區(qū)及廠房。 3.2 棄渣場的基本特征 3.2.1 棄渣場的邊界、規(guī)模和形態(tài)特征 3.2.1.1 A 棄渣場 A 棄渣場在窯子溝左側(cè)南部，呈“長扇形”展布，棄渣場后緣高程2205m，前緣高程 2120m，前后緣高差 85m，棄渣場橫向平均寬 35m，縱向平均長 130m，邊坡上陡下緩，上部坡度 45 50，下部坡度 2430；因 99 年二中段東部坑采，開始堆渣， 至今約有 2500m3渣土。見照片 1 照片 1 窯子溝東部棄渣場外貌 3.2.1.2 B 棄渣場 - - B 棄渣場在窯子溝左側(cè)北部，呈“長勺形”分布，棄渣場后緣高程2250m，前緣高程 2125m，前后緣高差 125m，棄渣場橫向平均寬 15m，縱向平均長 180m，邊坡上陡下緩，上部坡度 43 48，下部坡度30 35；自 99 年開始堆渣，至今約 1000m3廢石料。見照片 2 照片 2 窯子溝西部棄渣場外貌 3.2.2 棄渣場坡體特征 棄渣場坡體 物質(zhì)主要由選礦后棄渣及地表層坡積物組成 : 1、人工堆積物 : 由選礦后棄渣組成 ,呈灰褐色或褐色，顆粒粒徑一般為 1 5cm，且由坡頂至坡腳顆粒愈變粗，松散，透水性好 ,分布于棄渣場及溝谷。其下為殘坡積物。 2、表層坡積物系碎塊石土 :松散，呈灰綠色或褐黃色，透水性好，較薄，厚 0 20cm，局部巖層出露，分布于整個地表。 3.2.3 邊坡基巖特征 棄渣場下伏基巖層為寒武系變質(zhì)巖，巖性為淺黃、淺綠及淺褐色綠泥石片巖及絹云母片巖，薄層狀產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀 20 48，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化帶厚度一般為 3.5 5m。 3.2.4 近期棄渣場變形基本特征 據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，棄渣場自 99 年堆放渣土以來，變形不明顯，只在雨- - 季存在局部微弱變形。汶川毛嶺鐵礦窯子溝棄渣場變形具有如下特征： 1、變形主要集中在雨季，變形強度與降雨強度直接相關(guān)； 2、變形具有牽引式特征，前部變形強于后部。 經(jīng)過現(xiàn)場實地調(diào)查，該棄渣場因正在使用期，坡體前緣每年都在向沖溝下部延伸，邊坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。 3.2.5 棄渣場邊坡發(fā)展趨勢及危害性 經(jīng)過現(xiàn)場實地調(diào)查，三中段 C 棄渣場未發(fā)現(xiàn)變形 ,已被豐茂植物覆蓋；窯子溝 A、 B 棄渣場因正在使用期，坡體前緣每年都在向沖溝下部延 伸。 隨著時間的推移， A、 B 棄渣場堆土量進一步加大，將可能堵塞沖溝；在遇大暴雨時，將可能誘發(fā)泥石流災(zāi)害，嚴(yán)重威脅毛嶺礦區(qū) 230余位職工生命財產(chǎn)安全；并進一步破壞地表植被，加大水土流失量，污染了礦區(qū)環(huán)境。 3.3 棄渣場斜坡變形機制及影響因素分析 窯子溝棄渣場現(xiàn)處于礦區(qū)規(guī)劃使用期，逐年的排渣將加大坡體負(fù)荷量，這為坡體變形提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；棄渣場斜坡原地形坡度達 4555，山體陡峻，這為斜坡堆積體變形提供了有利的地貌條件；此外，降雨和坡體上沖溝內(nèi)的地表水的長期沖刷，亦是該斜坡變形的自然因素之一。隨著雨水及地 表水的入滲，在暴雨或持續(xù)降雨時，坡體土易成飽和狀態(tài)，抗剪強度降低，從而使坡體穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致斜坡變形加劇。 綜上所述，目前該斜坡變形的主要誘因是大氣降雨和地表水對坡體的沖刷侵蝕。 3.4 棄渣場斜坡穩(wěn)定性分析及推力計算 棄渣場主要物質(zhì)成分為綠泥石片巖、絹云母片巖及風(fēng)化土混雜堆棄，分布不均勻，略有分選，在棄渣場不同部位其力學(xué)性質(zhì)稍有差異，- - 因而對邊坡進行穩(wěn)定性驗算時，將根據(jù)各棄渣場物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同選取不同的計算參數(shù)。 3.2.1 公式選擇 從現(xiàn)場實地勘察可知，棄渣場頂部后面局部出現(xiàn)寬窄不一的拉張裂縫，下滑跡象較為明 顯，滑動面呈折線型 ,穩(wěn)定驗算采用折線型滑動面計算，穩(wěn)定系數(shù) K 計算公式如下： 11111111njnjniiinjnnjiTTRRikiiiii LctgNR 其中： K 穩(wěn)定性系數(shù) iR 作用于第 i 塊段抗滑力（ KN m） iT 作用于第 i 塊段抗滑面上的滑動分力（ KN m），出現(xiàn)與滑動面方向相反的滑動分力時， Ti 取負(fù)值。 nR 作用于第 n 段塊的抗滑力（ KN m） 1211 ninjiii nT 作用于第 i 塊滑動面上的滑動分力（ KN m） i 第 i 塊段的剩余下滑力傳遞至第 i+1 塊段時的傳遞系數(shù)（ j=i） i = 111 s inc os iiiii tgaaaa ia 第 i 塊滑面傾角（） ic 第 i 塊段滑動面上的粘聚力（ kpa） i 第 i 塊段滑帶土內(nèi)摩擦角（） iL 第 i 塊段滑面長度（ m） - - 3.2.2 計算方案選取 綜合分析窯子溝棄渣場的變形特征和可能出現(xiàn)的不同工況 ,選取如下三種工況對棄渣場邊坡進行穩(wěn)定性分析驗算： 工況一：天然狀態(tài) 工況二：天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 工況三：天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 +地震 3.2.3 計算參數(shù)的選取 據(jù)野外現(xiàn)場實地調(diào)查結(jié)果和地區(qū)經(jīng)驗值，進行反算，對三個棄渣場邊坡穩(wěn)定性驗算參數(shù)按如下范圍選?。?工況一 :C=12Kpa =29 29.5 = 17 17.5 KN/m3 工況二 :C= 10Kpa = 27.5 28.5 = 18 19 KN/m3 工況三 :C= 10Kpa = 27.5 28.5 = 18 19 KN/m3 3.2.4 驗算結(jié)果 由于該礦區(qū)棄渣場堆棄方量不大 ,分布范圍小，為較好驗算整個棄渣場邊坡的穩(wěn)定性，分別在窯子溝 A、 B、 C 三個棄渣場選取 、 、 三條控制性剖面進行驗算 ,其驗算結(jié)果見表 3 1： 3.2.5 棄渣場邊坡穩(wěn)定性評價 從以上三種工況的驗算結(jié)果可以看出：三中段 C 棄渣場在三種工況下都處于穩(wěn)定狀態(tài)，本次不考慮進行治理。 窯子溝 A、 B 棄渣場在自然狀態(tài)下，穩(wěn)定系數(shù) K 1.05，處于穩(wěn)定至基本穩(wěn)定狀態(tài)，在持續(xù)暴雨作用下，棄渣場邊坡穩(wěn)定性降低，穩(wěn)定系數(shù) 1.05 K 1.0，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；在持續(xù)暴雨和地震作用下，邊坡穩(wěn)定系數(shù) K 1.0，棄渣場將失穩(wěn)下滑，危及坡腳礦區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全。 - - 表 3 1 棄渣場邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果統(tǒng)計表 4 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理工程技術(shù)方案 4.1 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理目標(biāo)、原則及技術(shù)路線 4.1.1 治理目標(biāo) 通過建立對棄渣場攔擋等物源工程防治體系，以防止渣土在雨季形成泥石流災(zāi)害，以最大限度地降低地質(zhì)災(zāi)害對礦區(qū)的危害。這是治理剖面 編號 計算 條塊數(shù)(塊 ) 工況 C (KPa) (度 ) (KN/M3) 穩(wěn)定系數(shù) K 穩(wěn)定性 評價 -剖面 7 天 然狀態(tài) 12 29 17.5 1.1296 基本穩(wěn)定 天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 10 27.5 19 1.0087 欠穩(wěn)定 天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 +地震 10 27.5 19 0.9865 不穩(wěn)定 -剖面 9 天然狀態(tài) 12 29.5 17 1.1134 基本穩(wěn)定 天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 10 28.5 18 1.0134 欠穩(wěn)定 天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 +地震 10 28.5 18 0.9881 不穩(wěn)定 -剖面 6 天然狀態(tài) 12 29.5 17 1.2124 穩(wěn)定 天然狀態(tài) +持 續(xù)暴雨 10 28.5 18 1.1060 基本穩(wěn)定 天然狀態(tài) +持續(xù)暴雨 +地震 10 28.5 18 1.0746 基本穩(wěn)定 - - 工程的近期目標(biāo) 通過生物工程、行政管理、工程的長期維護和監(jiān)測等措施，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境體系，達到基本消除地質(zhì)災(zāi)害的目的。這是治理工程的長遠(yuǎn)目標(biāo)。 4.1.2 治理原則 （ 1）、環(huán)境治理與礦區(qū)規(guī)劃相結(jié)合，為礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件； （ 2）、環(huán)境治理恢復(fù)與自然地質(zhì)條件相結(jié)合，合理利用治理區(qū)現(xiàn)有的地形地貌，在注重生態(tài)效益、社會效益的同時，兼顧經(jīng)濟效益； （ 3）、治理的可行性、合理性與經(jīng)濟性相結(jié)合。 本項目保護對象：毛嶺鐵礦生產(chǎn)生活區(qū)。 4.1.3 技術(shù)路線 根據(jù)礦區(qū)不良地質(zhì)的性質(zhì)及危害程度，因地制宜采取工程措施與生物措施相結(jié)合的方式進行治理。工程措施主要采取主動防治與被動防護相結(jié)合的方式；生物措施主要采取恢復(fù)植被、保持水土，使生態(tài)環(huán)境逐步恢復(fù) ,達到治理的目的 . 4.2 設(shè)計工況、參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的確定 4.2.1 設(shè)計工況 設(shè)計工況 (1):自重 +持續(xù)暴雨 (Ks=1.15) 校核工況 (2):自重 +持續(xù)暴雨 +地震 (按 0.15g),(Ks=1.05) 4.2.2 設(shè)計基本參數(shù) 1、氣象 工作區(qū)屬川西高原氣候區(qū)，具有溫暖干燥、四季分明、冬季積雪、冰雪期 3 4 個月，降雨量高度集中等特征，降雨集中在 6 9 月，降- - 雨量占全年 80%以上，多年降雨量 500 1300mm，平均約 1104mm，工作區(qū)海拔較高，降雨偏少。汶川縣多年平均氣溫 9.6，極端最高氣溫 30.5，年極端最低氣溫 -19.6，日溫差較大，平均 11 15。多年平均風(fēng)速 17 20m/s，主導(dǎo)風(fēng)向 SSW 向。 2、地震 據(jù)國家地震局中國地震裂度區(qū)劃圖（ 1990 年），工作區(qū)地震基本裂度為度，汶川毛嶺鐵礦地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理工程按度校核抗震設(shè)計，地震系數(shù)取 0.15g。 3、斜坡變形荷載 自重：斜坡土體重量，取天然容重 17 17.5 KN/M3，飽水容重 1819 KN/M3。 暴雨：工作區(qū)雨水較多，由于地表排水系統(tǒng)不完善，雨水滲入斜坡堆積層中，使土體飽水、抗剪指標(biāo)降低，易形成滑坡。 邊坡巖土體抗剪強度參數(shù)： C=10 12 KPa， =27.5 29.5 。 4.2.3 治理工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范規(guī)定，本工程支擋工程級別為四級。 支擋工程建筑物抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（ kc）和抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)（ kt），根據(jù)場地重要性和荷載組合形式確定。 1設(shè)計：持續(xù)暴雨 kc 1.25(支擋工程 ) kt 1.45 2校核：持續(xù)暴雨 +地震 kc 1.05(支擋工程 ) kt 1.35 4.2.4 排水工程 由于工作區(qū)降雨較少，溝內(nèi)流水量最大為 15 20L/s，在方案設(shè)計中考慮了排水。 - - 4.2.5 設(shè)計依據(jù)及參考規(guī)范 1、巖土工程手冊 2、鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則（ TBJ25 90） 3、建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ GBJ11 89） 4、國家水準(zhǔn)測量規(guī)范（ GBJ14 87） 5、大地變形測量規(guī)范 6、巖土工程測試技術(shù) 4.3 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理方案設(shè)計 本次選取威鋼礦業(yè)公司下屬的汶川毛嶺鐵礦窯子溝的兩個正在使用的 A、 B 棄渣場進行立項可行性研究，通過野外踏勘調(diào)查，這兩個排土場周圍地質(zhì)環(huán)境破壞較嚴(yán)重，而且這兩個排土場的存在，將對周圍地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生危害，對毛嶺鐵礦居民區(qū)的人民生命財產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。因此，對棄渣場斜 坡體本次未加以考慮 ,待其廢棄后再進行生物工程治理；選取清理棄渣場不穩(wěn)定邊坡、在坡體前緣砌筑支擋墻、在廢渣堆上栽種植物固渣等工程措施對這兩個棄渣場進行恢復(fù)治理，分別進行兩個不同方案技術(shù)、經(jīng)濟對比?，F(xiàn)分述如下： 一、窯子溝 A 棄渣場 1、方案一：在棄渣場下游設(shè)置分級攔渣壩治理 本方案的思路是在維持現(xiàn)有棄渣場形態(tài)不變，允許部分棄渣沿沖溝堆放的條件下，在其前緣沖溝下游設(shè)置分級 攔渣壩并充分考慮排水措施 的治理方案。具體做法是：先在棄渣場前緣原攔渣壩沖溝下游設(shè)置攔渣壩，阻擋因雨水及地表水沖刷下來的渣土；再考慮在攔渣壩上設(shè)置 泄水孔排泄溝內(nèi)流水。 2、方案二：對現(xiàn)有支擋工程進行加高加固處理 本方案的思路是對其前緣沖溝下游約 10m 處攔渣壩進行加高，按正常使用年限及每年堆渣量進行攔渣壩加高設(shè)計，并充分考慮排水措施的治理方案。具體做法是：先對棄渣場前緣設(shè)置的攔 渣壩 進行加高加長處理，阻擋因雨水及地表水沖刷下來的渣土；再考慮在攔渣壩上- - 設(shè)置泄水孔排泄溝內(nèi)流水。 二、窯子溝 B 棄渣場 1、方案一：在棄渣場下游設(shè)置攔渣壩進行治理 本方案的思路是按渣場正常使用年限、年堆渣量及堆渣方式，結(jié)合地貌特征及礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)劃進行攔渣壩設(shè)計， 并充分考慮排水措施 的治理方案。具體做法是：先在棄渣場前緣沖溝下游設(shè)置攔渣壩，阻擋因雨水及地表水沖刷下來的渣土；再考慮在攔渣壩上設(shè)置泄水孔排除溝內(nèi)流水。 2、方案二：棄渣場邊坡處治 +排水措施 本方案的思路是按年排渣量、正常使用年限、渣場堆放休息角及地貌特征實施分級堆放，目前棄渣可以堆置成二級堆放平臺，其坡腳以不阻礙沖溝正常排水為限，以后礦渣可堆放在目前平臺的上部；對最底部坡腳前緣可據(jù)沖溝地勢修建濾水排水溝，防止上游匯水對坡腳沖刷，引起邊坡的不穩(wěn)定。 4.4 不同方案的分項工程設(shè)計 一、毛嶺鐵礦窯子溝 A 棄渣場 方案一： 在棄渣 場前緣 沖溝內(nèi)設(shè)漿砌塊石攔渣壩一座，設(shè)壩處壩頂高程 2064 m，梯形斷面，上寬 2.0m，下寬 4.5m，高 12.0m，基礎(chǔ)埋深 2.5m，采用 M10 漿砌塊石，設(shè)計總長 48m。 攔渣壩壩身設(shè)泄水孔，梅花形布置，采用 110mmPVC 管，管口采用復(fù)合土工布反濾 , 間排距 2.5m。 詳細(xì)情況見圖 02、圖 07、圖 08。 方案二： 在棄渣 場前緣沖溝內(nèi)原攔渣壩頂內(nèi)側(cè) 1.5 米處設(shè)置攔渣壩，壩頂高程 2128.5m,設(shè)計梯形斷面，上寬 2m，下寬 4.5m，高 10m，壩長 46m，采用 M10 漿砌塊石。 攔渣壩壩身設(shè)泄水孔，梅花形布置，采用 110mmPVC 管，管口采用復(fù)合土工布反濾 , 間排距 2.5m。 - - 詳細(xì)情況見圖 03、圖 09、圖 10。 二、毛嶺鐵礦窯子溝 B 棄渣場 方案一： 在棄渣 場前緣沖溝內(nèi)設(shè)漿砌塊石攔渣壩一座，設(shè)壩處壩頂高程2118.5 m，梯形斷面，上寬 2.0m，下寬 4.5m，高 10m，基礎(chǔ)埋深 2.5m，采用 M10 漿砌塊石，設(shè)計總長 55m。 攔渣壩壩身設(shè)泄水孔，梅花形布置，采用 110mmPVC 管，管口采用復(fù)合土工布反濾 , 間排距 2.5m。 詳細(xì)情況見圖 02、圖 11、圖 12。 方案二： 在現(xiàn)有棄渣基礎(chǔ)上 ,設(shè)置二級堆放平臺 ,每級平臺寬 5m，高 20m,坡度 38。今后棄渣按此坡度分級堆放。 在棄渣場前緣沿依沖溝設(shè)濾水排水溝一道，設(shè)溝處溝底高程 2145m至 2075m， 梯形斷面，截面尺寸 :寬高為 0.8m 0.8m，采用 M10 漿砌塊石；排水溝上部采用 C20 預(yù)預(yù)制砼方形格柵蓋板 ,長寬為 0.9m 0.6m，厚 0.2m；格柵縫寬 1cm，長 0.3m,縫間距 12cm；濾水排水溝總長 250m。 詳細(xì)情況見圖 03、圖 13、圖 14、圖 15。 5 工程監(jiān)測設(shè)計方案 5.1 監(jiān)測工作的任務(wù)及目的 監(jiān)測工作的主要任務(wù)是對地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害進行變形監(jiān)測、施工安全監(jiān)測和防治效 果監(jiān)測。在充分利用現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)施基礎(chǔ)上，突出重點建立較完整的監(jiān)測剖面和監(jiān)測網(wǎng)，使之系統(tǒng)化、立體化。整個監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)采集、儲存和數(shù)據(jù)處理、信息反饋等環(huán)節(jié)，以便能及時、快速對棄渣場坡體變形破壞進行分析反饋。儀器的選型、應(yīng)考慮其精度、量程、防潮濕和抗干擾等性能與其設(shè)置環(huán)境相適應(yīng)，以保證監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行及監(jiān)測結(jié)果的可靠性。 - - 監(jiān)測工作要達到的目的如下： （ 1）形成立體監(jiān)測網(wǎng)； （ 2）監(jiān)測斜坡的變形動態(tài)，對棄渣場坡體變形發(fā)展趨勢做出預(yù)測。 （ 3）施工過程需進行跟蹤監(jiān)測，超前預(yù)報，確保施工安全。 （ 4）反饋 設(shè)計，指導(dǎo)施工。 （ 5）檢驗防治結(jié)果。 5.2 監(jiān)測設(shè)計主要技術(shù)依據(jù) （ 1）汶川縣毛嶺鐵礦棄渣場坡體變形監(jiān)測資料； （ 2）國家水準(zhǔn)測量規(guī)范 （ 3）國家三角測量和精密導(dǎo)線測量規(guī)范 （ 4）水工建筑物觀測工作手冊 （ 5）巖土工程測試技術(shù) 5.3 監(jiān)測設(shè)計的指導(dǎo)思想 （ 1）充分利用現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)施及監(jiān)測資料基礎(chǔ)上，建立系統(tǒng)化、立體化監(jiān)測系統(tǒng)，在防治施工全過程中及時測定棄渣場坡體的變形及地下水動態(tài)等變化情況，確保施工安全，并為長期穩(wěn)定性預(yù)測研究提供資料。 （ 2）全過程監(jiān)測包括變形監(jiān)測、地下水動態(tài)監(jiān)測、施工 安全監(jiān)測、防治效果監(jiān)測，以監(jiān)測結(jié)果作為設(shè)計、反饋設(shè)計指導(dǎo)施工和檢查防治效果的依據(jù)。 （ 3）變形監(jiān)測、地下水動態(tài)監(jiān)測、施工安全監(jiān)測、防治效果監(jiān)測盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)殚L期施工防治效果監(jiān)測。 （ 4）方法選定和儀器選擇應(yīng)能準(zhǔn)確反映棄渣場坡體變形動態(tài)，節(jié)省投資。 （ 5）監(jiān)測儀器的選擇應(yīng)考慮以下原則： a、儀器的可靠性及長期穩(wěn)定性； b、足夠的測量精度、靈敏度及相應(yīng)量程； - - c、現(xiàn)場使用比較方便、簡單； d、儀器不易損壞，尤其是長期監(jiān)測儀器應(yīng)具有防風(fēng)、防雨、防腐、防潮、防震、防雷電干擾等與環(huán)境相適應(yīng)的性能。 5.4 監(jiān)測工作現(xiàn)狀 現(xiàn)階段監(jiān)測只限于汶川縣毛嶺鐵礦進行的簡易監(jiān)測。預(yù)計在勘查工作開始時，將進行如下監(jiān)測工作： 棄渣場斜坡的表面位移監(jiān)測：在勘查時在斜坡體中、后緣上沿剖面線設(shè)置 4 個監(jiān)測點。外圍邊界布設(shè) 4 個觀測點，以監(jiān)測棄渣場斜坡表面位移情況。 5.5 監(jiān)測工作布置 常規(guī)的大地變形測量是監(jiān)測裂縫分布，坡體水平位移垂直位移方向、大小及速率變化的重