地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型背景下礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究

鄭國棟

摘要：在新的歷史時期，我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)正在進行深度調(diào)整，地勘單位體制機制改革不斷深入，全國上下大大小小的地勘單位正加快轉(zhuǎn)型發(fā)展的腳步，將生態(tài)修復(fù)工程作為市場拓展的重點領(lǐng)域。筆者借此契機，將深入探討地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型背景下礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并引入實際工程案例進行分析討論。

關(guān)鍵詞：礦山；生態(tài)修復(fù)；質(zhì)量管控；案例分析

地勘行業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展做出了巨大貢獻，但隨著地勘行業(yè)發(fā)展的內(nèi)外部環(huán)境變化，地勘單位加快轉(zhuǎn)型是生存和發(fā)展的時代要求。在當前國家大力倡導(dǎo)生態(tài)文明建設(shè)的背景下，生態(tài)修復(fù)工程成為地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點領(lǐng)域，在具體工程實踐中，生態(tài)修復(fù)的領(lǐng)域十分廣泛，如面對廢棄礦山的生態(tài)修復(fù)，涉及到客土噴播、植生盆種植技術(shù)等，而如何在施工的過程中，準確把握住施工技術(shù)要點，加強質(zhì)量控制成為一個值得深入研究的課題。本文借此機會將對礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)要點和質(zhì)量控制等相關(guān)問題進行分析，并結(jié)合實例案例討論，提高礦山生態(tài)修復(fù)施工的質(zhì)量。

1.礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)基本內(nèi)容

針對礦山的生態(tài)修復(fù)，必須要結(jié)合施工區(qū)域的自然特征、環(huán)境因素，并因地制宜地進行生態(tài)修復(fù)，要遵循生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律，施工過程中不對周邊的生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，在進行生態(tài)修復(fù)施工前，要對土壤、植被、動物、自然資源等情況進行調(diào)查，明確修復(fù)的目標，并開展有效的修復(fù)施工技術(shù)手段。

1.1礦山土壤修復(fù)技術(shù)

針對礦山土壤的生態(tài)修復(fù)，一般采用土地復(fù)墾、土壤改良以及生物等方法，恢復(fù)有利于植被生長的表土層和生根層，培養(yǎng)良好的土壤基質(zhì)層。對于表面的處理采用堆置、平整的方法，部分礦坑可以通過充填、積水坑疏排等方法。

土壤改良常采用客土回填、土壤電修復(fù)、土壤熱修復(fù)等手段，同時對于酸堿不平衡的土壤情況，可采用酸化、堿化、添加營養(yǎng)物等化學方法進行生態(tài)修復(fù)。

采用生物修復(fù)土壤的方法較為廣泛，通過在土壤中接種微生物實現(xiàn)修復(fù)土壤的目的。如應(yīng)用鐵氧化菌能夠去除礦山土壤中的鐵污染；藻類可以吸收礦山土壤中的重金屬元素等。微生物在土壤中的生長發(fā)育，能夠改變礦山土壤中的組分和結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)恢復(fù)土壤肥力和生物生產(chǎn)能力的目的，建立穩(wěn)定的植被層，以構(gòu)建完善的生態(tài)系統(tǒng)。

1.2礦山植被修復(fù)技術(shù)

植被修復(fù)是生態(tài)修復(fù)技術(shù)中非常關(guān)鍵的內(nèi)容，通過利用多層多種植物群落的整體結(jié)構(gòu)，控制水土流失，利用植物的有機殘體和根系穿透力，使得礦山土壤形成發(fā)育和熟化；利用植物群落根系交錯的結(jié)構(gòu)，增強土壤表面的抗沖刷能力，為其他植物的生長提供良好的環(huán)境。

植被修復(fù)需要結(jié)合修復(fù)治理區(qū)的生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)情況進行綜合考量，優(yōu)先選擇種植生長快、適應(yīng)性強、抗逆性較好的物種，禾谷類或塊根類作物能夠在砷污染地區(qū)生長，植被的選擇應(yīng)該要形成喬、灌、草、藤多層配置，在生態(tài)修復(fù)中禾本科中的狗牙根是最常見、生命力較強的植物之一，與之搭配種植香根草等植物，能夠在重金屬礦山地區(qū)生長繁衍，適用于礦區(qū)植被恢復(fù)。

1.3礦山景觀修復(fù)技術(shù)

對于礦山生態(tài)修復(fù)，主要目標是恢復(fù)礦山原有的景觀，而實現(xiàn)景觀修復(fù)則需要在已有良好植被修復(fù)基礎(chǔ)上才能夠?qū)崿F(xiàn)，實現(xiàn)礦山的植被修復(fù)是礦山景觀修復(fù)的基礎(chǔ)成效。在實際工程實踐中，項目區(qū)的自然環(huán)境特征及礦山的地質(zhì)條件是礦山景觀修復(fù)的主要依據(jù)，因地制宜采取綜合治理的方法對礦區(qū)進行植被修復(fù)。如在礦山的高陡邊坡、緩坡、平臺等周邊環(huán)境差異較大的區(qū)域，選擇不同的治理措施，通過削坡處理、邊坡加固和客土回填的方式進行種植前的恢復(fù)治理，所選的植被類型應(yīng)堅持“適地適樹”原則，選擇不同的鄉(xiāng)土樹種來改善治理礦山區(qū)域的生長環(huán)境，通過工程措施和生態(tài)技術(shù)措施結(jié)合，對整個礦山治理區(qū)域?qū)崿F(xiàn)植被恢復(fù)的目的，最終形成種類豐富且穩(wěn)定的植物群落和良好的生態(tài)景觀效果。

2.礦山生態(tài)修復(fù)工程常見質(zhì)量通病

2.1坡面處理不當

對礦山進行生態(tài)修復(fù)，是在不影響礦山邊坡穩(wěn)定性的前提下進行的，礦山坡面因為不平順，在施工過程中導(dǎo)致基質(zhì)脫落的現(xiàn)象，因此在進行掛網(wǎng)噴播的情況下，基質(zhì)與坡面接觸不緊密很容易導(dǎo)致噴播的植物存活率較低，而在對坡面進行浮石清理的過程中，也很容易導(dǎo)致坡面落石，甚至是邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害。

當遇到礦山生態(tài)修復(fù)的邊坡出現(xiàn)不穩(wěn)固或不平順的現(xiàn)象，主要原因是前期浮石清理不到位，土質(zhì)坡面的陡坎沒有進行處理，進行植物噴播的過程中，因為后期降水導(dǎo)致崩塌，甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

2.2生態(tài)修復(fù)植物選擇不合理

對于大多數(shù)礦山生態(tài)修復(fù)項目，主要目的是實現(xiàn)“復(fù)綠”，即恢復(fù)裸露區(qū)域的植被，因此在進行植被的選擇應(yīng)該根據(jù)綜合治理區(qū)域的地質(zhì)條件、氣候條件等因素，選擇耐干旱、耐貧瘠、根系發(fā)達的植被為主，治理施工后，植被與土壤之間的附著力能夠?qū)ΦV山邊坡起到加固的作用，有利于抵擋雨季對坡面沖刷的影響。所以，礦山生態(tài)修復(fù)植被的類型選擇、植被覆蓋度以及邊坡的穩(wěn)定性都是重要的因素，植被覆蓋高能夠起到良好的抗風化作用，能抑制住坡面的水土流失，生態(tài)修復(fù)的效果更加突出。若選用根系發(fā)育較淺的草木或灌木，松軟的土層表面在遇到雨季時，容易受到?jīng)_刷的作用，與生態(tài)修復(fù)的目的背道而馳。同時對于不同的坡面類型，選擇不適宜的植被導(dǎo)致后期生長營養(yǎng)不足，植被存活率較低。

2.3坡面排水設(shè)置、施工質(zhì)量有缺陷

礦山生態(tài)修復(fù)施工的過程中，雨水是關(guān)鍵的因素之一。在進行礦山生態(tài)修復(fù)施工之前，首先應(yīng)該對排水系統(tǒng)進行規(guī)劃和設(shè)置，若不根據(jù)工程實際，在治理施工區(qū)域布置截排水溝，當出現(xiàn)強降水時，坡面雨水會對坡體造成沖刷，邊坡表層土體會逐漸剝落，很容易引發(fā)滑坡滑塌和沖刷等安全隱患。

礦山生態(tài)修復(fù)施工，布置截排水溝主要是為了截排地表徑流，因此要結(jié)合治理區(qū)域坡面的集水面積、降水強度進行合理的規(guī)劃和考量，在施工的過程中需要充分考慮坡面排水工程的意義。

2.4施工不到位造成的修復(fù)效果差

以本人的施工管理經(jīng)驗看，在礦山生態(tài)修復(fù)施工的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)由于施工原因?qū)е洛^桿網(wǎng)脫落、噴播厚度不均勻等現(xiàn)象。如在進行錨桿網(wǎng)施工的過程中，若未及時進行注漿加固，錨桿在邊坡上結(jié)合不夠緊密，就會出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，再如鐵絲網(wǎng)在施工中，經(jīng)常會出現(xiàn)不按照要求進行搭接，或者搭接的寬度不符合要求，導(dǎo)致后期出現(xiàn)鐵絲網(wǎng)下墜的現(xiàn)象；再如前期坡面修整不到位，導(dǎo)致鐵絲與錨筋結(jié)合不緊密；在進行噴播施工的過程中，基質(zhì)水分配比出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致基質(zhì)噴播不均勻，后期植被的存活率較低。

3.礦山生態(tài)修復(fù)質(zhì)量通病防治措施

3.1保持坡面修整的平整度

對于礦山生態(tài)修復(fù)項目而言，前期對于坡面的修整至關(guān)重要，要確保坡面穩(wěn)定性的前提下保證坡面的完整，因此對于邊坡防護措施的選擇十分重要。通常而言，松散的土石混合坡應(yīng)該在前期進行雜物清理，如邊坡上的浮石、危石等，按照設(shè)計要求進行放坡，確保坡面的穩(wěn)定。

3.2營造良好的植被群落結(jié)構(gòu)

生態(tài)修復(fù)施工重點在治理區(qū)域構(gòu)建良好的植被群落結(jié)構(gòu)，需要人為對礦山邊坡進行改造，構(gòu)建穩(wěn)定、自然交替的人工坡面植被群落。在進行植被選型上，可搭配不同的邊坡喬、灌、草混合種植，并且要考慮到不同植被組合的相互促進作用，能夠具備自我生長的能力。礦山生態(tài)修復(fù)植被還需要兼顧到生態(tài)效益，以本地適應(yīng)性較強的植物為主?？偟膩碚f，對于不同的礦山生態(tài)修復(fù)項目，要結(jié)合礦山巖土類型、風化程度、氣候條件來綜合考慮選擇植被類型，這是提高生態(tài)修復(fù)治理施工的最重要的內(nèi)容。

3.3合理布置截排水溝

一個礦山生態(tài)修復(fù)項目，從前期立項到勘察設(shè)計，到實際施工環(huán)節(jié)，這個過程需要耗費大量的時間，加上礦山治理區(qū)域的環(huán)境較為復(fù)雜，前期設(shè)計的截排水溝，到了實際施工環(huán)節(jié)會由于其他因素的影響出現(xiàn)變動，這就需要在實際施工的過程中，對設(shè)計文件中設(shè)計的截排水溝位置進行現(xiàn)場踏勘，對于實際情況不符的現(xiàn)象即時向監(jiān)理和建設(shè)單位提出變更，因地制宜布置截排水溝，在進行開挖之前還需要對施工區(qū)域內(nèi)的積水、滲漏水及地下水進行引排，按照規(guī)范標準進行施工，并做好養(yǎng)護工作，確保截排水溝施工質(zhì)量達標，在后期投入使用的過程中能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用。

3.4加強施工程序的質(zhì)量把控

加強生態(tài)修復(fù)施工質(zhì)量的基礎(chǔ)保障，在于規(guī)范的施工程序，嚴格按照施工流程和工藝規(guī)范進行施工，這樣不僅能夠有效地控制施工質(zhì)量，還能夠?qū)て诠芾泶笥幸嫣?。在施工過程中，施工單位嚴格按照設(shè)計文件和規(guī)范標準，加強現(xiàn)場施工管理，對于須進行隱蔽驗收的分部、分項工程及時地進行驗收，以加強管理來保障治理施工的質(zhì)量。

4.礦山生態(tài)修復(fù)工程實例分析

4.1工程概況

ZX礦山治理區(qū)共分布7處廢石堆，按從南至北，從東往西的順序分別為FSD01～FSD07，項目區(qū)廢石寬48m～134m，縱長18m～103m，正投影面積約1050m2～13000m2，平均厚度3.5m～5m不等，體積約0.38×104～0.675×104m3，廢石堆相對高差9m～47m，剖面上呈緩坡狀，幾乎沒平臺，坡度相對較陡，平均坡度31°～45°。

結(jié)合治理區(qū)實際情況和治理要求，ZX礦山治理區(qū)生態(tài)修復(fù)的主要方案為土壤重構(gòu)工程、配套工程和植被重建工程，該區(qū)域主要復(fù)墾為林地和草地。

4.2具體實施方案

4.2.1土壤重構(gòu)工程

對于ZX礦山治理區(qū)按“隨坡就勢，小平大不平”的方式，在進行土壤重構(gòu)治理的過程中，盡量不破壞現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)修復(fù)完成后與現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)保持平衡。

4.2.2配套工程

ZX礦山治理區(qū)配套工程主要為排水工程和林間道路工程，ZX礦山治理區(qū)生態(tài)修復(fù)的坡度較大，為了最大限度減少雨水對坡面的沖刷，截排水溝采用混凝土硬化的方式進行處理，同時為了控制流水速度，對于坡面較大的區(qū)域采用跌水措施。ZX礦山治理區(qū)共計布置16條草皮土溝1533.8m，17條C25砼排水溝2097m，埋設(shè)9處涵管。

其次對于林間道路工程，為了在治理施工中便于操作實施和養(yǎng)護，在ZX礦山治理區(qū)現(xiàn)有的土路基礎(chǔ)上，修建林間道路，對土路路基進行修整夯實，采用厚18cm的泥結(jié)碎石結(jié)構(gòu)，路面頂部寬度為3.0m，底部寬度3.54m。林間道路工程各區(qū)域工程量如下表：

4.2.3植被重建工程

選用ZX礦山治理區(qū)現(xiàn)有露采場及干涸廢泥池種植礦區(qū)常用樹種，種植喬木、鋪設(shè)生態(tài)植被毯、邊坡坡腳修筑簡易種植槽。首先針對喬木種植，在運輸喬木植被時，應(yīng)注意用濕草包裹根部，在施工環(huán)節(jié)，采用挖機吊運效率較高，且便于保持喬木植被的垂直度，在進行吊運的過程中需要注意對樹皮的保護，到了具體種植施工可采用二次沉降法進行種植，種植完之后回土用水槍進行沖灌，待水充分沉降，水的吸力使得種植土包裹密實，然后再次進行回土澆水，形成二次沉降；其次對于生態(tài)植被毯的鋪設(shè)施工，首先要對鋪設(shè)區(qū)域地面進行平整，無空鼓、裂縫、碎石等有可能會破壞生態(tài)植被毯的異物，平整場地后在地基上灑水，待水完全滲透吸收后，對地基進行松土方可鋪設(shè)，鋪設(shè)時須注意從上而下進行鋪設(shè)，搭接處要保持足夠的寬度，生態(tài)植被毯鋪設(shè)施工完，需要時刻保持濕潤的狀態(tài)，加強保水養(yǎng)護；最后對于種植槽的施工，具體的施工流程通過錨桿成孔，澆筑鋼筋混凝土梁板槽，槽內(nèi)回填有機土，槽內(nèi)種植野葛、喬灌木及爬藤類植物，施工完畢后養(yǎng)護是最為關(guān)鍵的內(nèi)容，根據(jù)植被生長的情況進行合理的保水養(yǎng)護。

參考文獻：

[1]郭洋楠，孫安安，呂凱，智穎飆，華宇鵬，牛海，姜平平，馬曉丹.三種強旱生植物在鄂爾多斯礦區(qū)生物修復(fù)中的生理生態(tài)適應(yīng)性[J].水土保持通報：1-81.

[2]馬德慧.礦山開采后環(huán)境生態(tài)修復(fù)與土地的再開發(fā)利用[J].化工設(shè)計通訊， 2020， 46（05）：215-216.

[3]陳陽，王西平，張冬冬，張剛，張慶曉，李喆，錢雨薇，潘小雨.三門峽市黃河南岸鋁土礦區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)的必要性及對策探討[J].環(huán)境生態(tài)學， 2020， 2（05）：43-46.

[4]畢慧娟.工礦廢棄地的生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計——評《煤礦廢棄地生態(tài)植被恢復(fù)與高效利用》[J].礦業(yè)研究與開發(fā)， 2020， 40（04）： 173-174.

[5]吳群英，馮澤偉，胡振琪，陳超，浮耀坤，楊福芹，高磊磊.生態(tài)脆弱礦區(qū)地表裂縫動態(tài)變化對土壤含水量的影響[J].煤炭科學技術(shù)， 2020， 48（04）：148-155.

[6]劉向敏，馬宗奎，張超宇，武廣建.礦山生態(tài)修復(fù)工程管理現(xiàn)狀、問題與對策建議[J].中國國土資源經(jīng)濟， 2020， 33（04）：23-28.