本发明涉及矿山修复
技术领域：
，特别是一种露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法。
背景技术：
：目前，在露天采石过程中，一般会形成高陡台阶边坡，且在高陡台阶边坡一般由岩石构成，这样对生态的破坏十分大。且在长期的雨水侵蚀下，易出现滑坡、泥石流等情况，其存在大的安全隐患。因此，有必要对高陡台阶边坡进行生态修复。技术实现要素：本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法，该露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法能够十分友好地对生态进行修复，且能实现安全长效的治理效果，其维护起来也十分方便，该方法十分易于推广应用。本发明的技术方案是这样实现的：一种露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法，其特点在于包括如下步骤，钻爆降阶：采用钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法将高陡台阶降为低陡台阶；边坡治理：由上至下通过机械与人工清理爆破产生的碎石与土壤；阶面植筋：在台阶面种植钢筋；浇筑挡墙：在植筋的基础上浇筑挡墙；阶面覆土：将复合肥与矿山剥离表土、腐殖质土、有机质混合材料充分拌匀后得到营养土，并将营养土铺设于挡墙与台阶坡面之间的台阶面上，还使营养土的铺设厚度大于100cm；灌溉工程：在铺设的营养土上开凿灌溉水渠或铺设灌溉水管；植被种植：在营养土上种植植物；后期养护：由工人对种植的植被进行养护；信息监控：通过工人和/或监控设备监控生态的修复状况。本发明的有益效果：在本发明中，通过边坡治理，能使坡体稳定、自然平顺，这能为后期植被重建创造有利条件。通过在台阶面种植钢筋，并在植筋的基础上浇筑挡墙，这样能有效地提高挡墙的结构强度，从而有助于提高低陡坡的可靠性与安全性。通过将复合肥与矿山剥离表土、腐殖质土、有机质混合材料充分拌匀后得到营养土，并将营养土铺设于挡墙与台阶坡面之间的台阶面上，这样能对铺设的营养土起到十分好的限位作用，以防止铺设的营养土变形失稳；采用这样的方法获得营养土，合理利用了矿山开采过程中产生的废土，其获得的成本也十分低；且这样的营养土养分也十分充足，这能为植被的生长提供充足的养分；通过使铺设的营养土厚度大于100cm，这样能为植被提供充足的生长空间，从而有助于提高植被生长的稳定性，本发明的方法十分可靠。通过在铺设的营养土上开凿灌溉水渠或铺设灌溉水管，能为种植的植物得到十分好的浇灌，这有助于提高植被生长的稳定性。通过在营养土上种植植物，可以通过植物起到稳固水土的目的，这有助于提高山体的稳定性，且种植的植物还能使受损裸露山体的生态系统恢复，以及能起到美化环境的目的。通过后期养护，有助于提高植被生长的稳定性与可靠性，从而有助于提高生态恢复的效率。通过工人和/或监控设备监控生态的修复状况，有助于发现问题，从而能避免生态的修复受到影响，其能够十分友好地对生态进行修复，能大大降低出现滑坡、泥石流等危险事故的几率，其增强山体的安全性。本发明的方法安全长效、因地制宜、生态优先、方便维护、尊重植物、兼顾景观，其十分易于推广应用。该方法能使露天采石矿山高陡台阶边坡的土壤能得到有效固持，防止土壤松散流失；本发明的方法适用于正在生产和已经闭坑，以及新建、改建、扩建的露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复的工程，该方法能适应“边开采边治理”的需求。附图说明图1为本发明的结构示意图。具体实施方式本发明所述的一种露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法，包括如下步骤，钻爆降阶：采用钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法将高陡台阶降为低陡台阶；边坡治理：由上至下通过机械与人工清理爆破产生的碎石与土壤；阶面植筋：在台阶面种植钢筋；浇筑挡墙：在植筋的基础上浇筑挡墙；阶面覆土：将复合肥与矿山剥离表土、腐殖质土、有机质混合材料充分拌匀后得到营养土，并将营养土铺设于挡墙与台阶坡面之间的台阶面上，还使营养土的铺设厚度大于100cm；灌溉工程：在铺设的营养土上开凿灌溉水渠或铺设灌溉水管；植被种植：在营养土上种植植物；后期养护：由工人对种植的植被进行养护；信息监控：通过工人和/或监控设备监控生态的修复状况。在本发明中，通过边坡治理，能使坡体稳定、自然平顺，这能为后期植被重建创造有利条件。通过在台阶面种植钢筋，并在植筋的基础上浇筑挡墙，这样能有效地提高挡墙的结构强度，从而有助于提高低陡坡的可靠性与安全性。通过将复合肥与矿山剥离表土、腐殖质土、有机质混合材料充分拌匀后得到营养土，并将营养土铺设于挡墙与台阶坡面之间的台阶面上，这样能对铺设的营养土起到十分好的限位作用，以防止铺设的营养土变形失稳；采用这样的方法获得营养土，合理利用了矿山开采过程中产生的废土，其获得的成本也十分低；且这样的营养土养分也十分充足，这能为植被的生长提供充足的养分；通过使铺设的营养土厚度大于100cm，这样能为植被提供充足的生长空间，从而有助于提高植被生长的稳定性，本发明的方法十分可靠。通过在铺设的营养土上开凿灌溉水渠或铺设灌溉水管，能为种植的植物得到十分好的浇灌，这有助于提高植被生长的稳定性。通过在营养土上种植植物，可以通过植物起到稳固水土的目的，这有助于提高山体的稳定性，且种植的植物还能使受损裸露山体的生态系统恢复，以及能起到美化环境的目的。通过后期养护，有助于提高植被生长的稳定性与可靠性，从而有助于提高生态恢复的效率。通过工人和/或监控设备监控生态的修复状况，有助于发现问题，从而能避免生态的修复受到影响，其能够十分友好地对生态进行修复，能大大降低出现滑坡、泥石流等危险事故的几率，其增强山体的安全性。本发明的方法安全长效、因地制宜、生态优先、方便维护、尊重植物、兼顾景观，其十分易于推广应用。该方法能使露天采石矿山高陡台阶边坡的土壤能得到有效固持，防止土壤松散流失；本发明的方法适用于正在生产和已经闭坑，以及新建、改建、扩建的露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复的工程，该方法能适应“边开采边治理”的需求。其中，钻爆降阶遵照《爆破设计》施工，严格遵守gb6722-2014《爆破安全规程》的规定。主要工序：穿孔、装药、爆破、排危、铲装、运输等工序。在进行钻爆降阶时，应有专项应急预案，应急预案内容应完整；应急组织机构应健全，应急物资、材料、工具机具储备应符合应急预案要求。通过钻爆方法将高陡台阶削降为低陡台阶，钻爆降阶后台阶主要要求：台阶高度不大于10m、安全平台宽度宜为3m，清扫平台宽度宜为6m。确保边坡稳定和长期安全，防止坡面岩石、土层的崩塌、滑坡，消除安全隐患。在进行台阶面清理时，可先在台阶面的外边沿上加防护围栏，然后先进行台阶面清理，接着再清理坡面上的滚石、浮土。可不清除的但要进行加固的可采用锚固技术进行加固处理，对危石裂隙可进行注浆等封闭工程措施。为防止因边坡变形导致安全事故发生，在设计时可选用抗滑桩、锚(索)杆、格构加固、喷锚网支护和注浆加固等加固技术对边坡进行加固。其中，进行边坡治理，采取自上而下、分段跳槽、及时支护的逆作法或部分逆作法施工。严禁无序开挖、无序爆破作业。其中低陡台阶清理的基本要求是：台阶面平整，坡面顺光，坡面无浮石、伞檐、根底，台阶宽度、高度、坡面角符合设计要求。在台阶面种植钢筋，用以增强钢筋混凝土挡墙的稳定性。施工前根据设计孔径、岩石性质、预埋钢筋深度，合理选择钻孔机型。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，一般钻入25-30cm深、为确保预埋钢筋深度，应超钻2-3cm。主要工序：测量定位→钻孔→洗孔→注胶→植筋→固化养护→抗拔试验(抽检)。在台阶面种植钢筋时，先在台阶表面上钻孔，然后注入高强植筋胶、插入钢筋，将钢筋与基岩粘接的加固补强方法。其中，钢筋种植的位置为台阶面的外侧边上，这样在植筋的基础上浇筑的挡墙就位于台阶面的外侧边上，所以在挡墙与台阶坡面之间能形成供土壤填充的槽体。在植筋的基础上浇筑挡墙，用以支承挡墙与台阶坡面之间的填土，防止填土或土体变形失稳。主要工序：测量放线→垫层施工→钢筋制作与安装→支立模板→浇筑砼→养护及拆模。挡墙符合dz/t0219-2006《滑坡防治工程设计与施工技术规范》的标准。材质和结构方面应采取永久性设计。满足最不利工况的安全性要求。将矿山剥离表土、腐殖质土、有机质、复合肥等混合材料充分拌匀，然后运送、回填在台阶面与挡墙之间，回填深度约100cm。主要工序：土壤拌匀→铲装→运输→铺设营养土。其中对铺设的营养土应当采用标准进行质量要求：种植营养土必须具有良好的理化性质，营养土质量要求见表1。营养土中污染物含量应低于《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准(试行)》gb15618中的相应风险筛选值。表1营养土的质量要求厚度要求：每平方米覆盖面积的种植土体积不得少于0.3-0.8m3。绿化要根据选用的植物种类来决定的种植土层的厚度(见表2)，单位复绿面积的营养土体积的指标越高，植物生长和生态恢复的效果就越好。表2不同植物的营养土厚度要求植物类型草本灌木乔木营养土深度(cm)304580进行灌溉工程时，是依靠工程技术手段，最大限度地减少输水过程中水的损失，提高水分利用效率。主要工序：管沟开挖→管网铺设→喷头安装→覆土填沟。进行灌溉工程时，陡台阶面因高、陡、缺水，不利植物生长。灌溉方式宜采用高效、节水的灌溉方式(如喷灌、微灌等)。灌溉设计应做到水源可靠、水质良好、供水均匀、系统防堵、管道承压。其他应符合gb50288-2018《灌溉与排水工程设计标准》的标准。其中在低陡台阶上，可以开设出排水结构，排水结构的设计符合dz/t0219-2006《滑坡防治工程设计与施工技术规范》的标准。这样能进一步提高低陡台阶的安全性。其中，植被种植可以按照以下标准进行，(1)苗木质量选用的种子质量达到gb7908的规定。苗木按照子按照《广东省主要阔叶树种苗木质量分级》，使用1-3年生、生长健壮、顶芽饱满、根系发达、无林业有害生物的营养袋苗。(2)栽植密度灌木和草本的栽植密度按实际情况确定造林密度，乔木种植密度一般不小于166株/亩(2*2m)，灌木种植密度一般不小于297株/亩(1.5*1.5m)，草本植物覆盖率一般不小于80％。(3)苗木处理栽植前可根据苗木特点，对苗木进行剪梢、截干、修根、修枝、剪叶、摘芽、苗根浸水、蘸泥浆等方法处理；也可采用促根剂、蒸腾抑制剂、保水剂等处理苗木。(4)种植时间裸根苗一般在2-5月雨后造林。容器苗在4-5月的雨后造林，灌、草、藤类植物应在5月前栽植。(5)种植方法一般采取在覆土上直接挖植坑的方法种植，非自然种植季节实施苗木移栽宜采用容器苗。主要工序：植坑开挖→基肥铺垫→植前淋水→种植苗木→覆土填坑→浇水养苗→监护管理。浇水时应避免冲刷土壤导致流失，栽植后10天内宜浇水3次透水。在选择植物时，可以按照以下标准选择(1)符合当地气候条件的乔、灌、草、藤结合，营造立体生态。(2)所选植物应具有良好的抗旱、抗病虫害等抗逆性，能适应当地气候。(3)成活率高，耐贫瘠、耐粗放管理，自然繁殖能力强。(4)植物根系发达，能有效固持土壤，防止土壤松散流失。(5)植物绿色生长周期长，绿期不少于270天，多年生，能达到常年覆盖或遮挡的效果。(6)适宜栽培播种的时期长，有比较长的植物播种期，以适应“边开采，边治理”的需求。(7)优先选用乡土植物，固氮植物与非固氮植物结合，避免使用有害物种。其中养护操作采用的是现有植被养护的常规技术手段。在进行后期养护时，是由工人操作灌溉设备来养护植被的，以及由工人对植被的病虫害进行防治。其中，灌溉设备等养护设施的设计使用年限不少于5年，施工单位(也可业主方自行养护)负责的养护工作自竣工之日起计，不得少于2年。其中，生态修复后的绿色覆盖率自竣工之日起，一年内要达到50％以上，两年养护期结束时要达到70％以上，三年内达到85％以上。如图1所示，采场边坡:由台阶和运输坑线等构成的倾向采场的坡面。台阶坡面角:台阶坡面与下部平盘的夹角γ。高陡台阶:垂直高度不小于15m、台阶坡面角γ不小于42°的台阶。低陡台阶:垂直高度小于15m，台阶坡面角γ不小于42°的台阶。采场高度:最高坡顶线与最低坡底线之间的垂直距离h。台阶高度:台阶上部平盘与下部平盘之间的垂直距离h。采场边帮角:最底台阶的坡底线和最顶台阶的坡顶线构成的坡面与水平面的夹角β。在实际实施过程中，可以采用以下标准进行操作。gb6722爆破安全规程gb7908林木种子质量分级gb14161矿山安全标志gb15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)gb16423金属非金属矿山安全规程gb50014室外排水设计规范gb50141给水排水构筑物施工及验收规范gb50288灌溉与排水工程设计标准gb50300建筑工程施工质量验收统一标准gb50330建筑边坡工程技术规范gb50367混凝土结构加固设计规范gb50395视频安防监控系统工程设计规范gb50433生产建设项目水土保持技术标准gb51016非煤露天矿边坡工程技术规范gb/t15772水土保持综合治理规划通则gb/t15773水土保持综合治理验收规范gb/t50564-2010金属非金属矿山采矿制图标准gb/t50951有色金属矿山工程建设项目设计文件编制标准gbz1-2015工业企业设计卫生标准aq1008-2007矿山救护规程aq/t2050.1金属非金属矿山安全标准化规范cjj/t82-2012园林绿化工程施工及验收规范dz/t0219滑坡防治工程设计与施工技术规范dz/t0223矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范dz/t0316砂石行业绿色矿山建设规范其中在实施过程中可以按照以下要求进行操作钻爆降阶(1)应有按规定审核、审批的专项施工方案；(2)台阶面平整，坡面顺光。坡面无浮石、伞檐、根底，台阶宽度、高度、坡面角符合设计要求。(3)应急管理应有专项应急预案，应急预案内容应完整；应急组织机构应健全，应急物资、材料、工具机具储备应符合应急预案要求。(4)其他参照《爆破安全规程》(gb6722-2014)的规定。边坡治理(1)边坡治理工程应有编制专项施工方案；专项施工方案应按规定审核、审批；边坡周边环境或施工条件发生变化，专项施工方案应重新进行审核、审批。(2)边坡治理工程应有安全防护：边坡高度2m及以上应在坡顶、马道等位置按规范要求设置防护栏杆。(3)边坡治理工程的作业环境：坡顶土方机械、施工人员的安全距离应符合规范要求；上下垂直作业应采取防护措施；(4)边坡治理的效果：阶坡上无浮石、滚石以及松动土体。台阶面平整，坡面顺光；(5)阶坡排危的应急预案：应按要求编制阶坡排危的应急预案，应急预案内容应完整；应急组织机构应健全，应急物资、材料、工具机具储备应符合应急预案要求；(6)其他参照《建筑边坡工程技术规范》(gb50330--2002)的有关规定。阶面植筋(1)阶面植筋工程应有编制专项施工方案；专项施工方案应按规定审核、审批；边坡周边环境或施工条件发生变化，专项施工方案应重新进行审核、审批。(2)阶面植筋工程应有安全防护：边坡高度2m及以上应在坡顶、马道等位置按规范要求设置防护栏杆。(3)阶面植筋工程的作业环境：施工机械、施工人员的安全距离应符合规范要求；上下垂直作业应采取防护措施；(4)阶面植筋隐蔽的质量要求：基材质量符合设计要求。锚孔的位置、深度、直径符合设计要求。植筋胶的质量符合设计要求。植筋的胶粘剂固化时间达到7d的当日，应抽样进行现场锚固承载力检验。(5)阶面植筋的应急预案：应按要求编制阶坡排危的应急预案，应急预案内容应完整；应急组织机构应健全，应急物资、材料、工具机具储备应符合应急预案要求；(6)其他参照gb50367—2013《混凝土结构加固设计规范》。浇筑挡墙(1)浇筑挡墙工程应有编制专项施工方案；专项施工方案应按规定审核、审批；边坡周边环境或施工条件发生变化，专项施工方案应重新进行审核、审批。(2)浇筑挡墙工程应有安全防护：边坡高度2m及以上应在坡顶、马道等位置按规范要求设置防护栏杆。(3)浇筑挡墙工程的作业环境：施工机械、施工人员的安全距离应符合规范要求；上下垂直作业应采取防护措施；(4)钢筋隐蔽要求：基材质量符合设计要求，保护层厚度符合设计要求，钢筋型号、直径符合设计要求，钢筋间距、绑扎符合设计要求(4)浇筑挡墙的质量要求：混凝土强度及挡墙外观符合设计要求。(5)浇筑挡墙的应急预案：应按要求编制阶坡排危的应急预案，应急预案内容应完整；应急组织机构应健全，应急物资、材料、工具机具储备应符合应急预案要求；(6)其他参照gb50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》的有关规定。阶面覆土(1)土壤理化性能好，结构疏松，通气保水、保肥力强的土壤(腐植土)；(2)土壤和肥料配比符合设计要求(采用开挖表土需配入适当肥料)；(3)覆土层厚度符合设计厚度；(4)其他参照cjj/t82-2012《园林绿化工程施工及验收规范》的有关规定。灌溉工程(1)水源、水质符合设计要求；(2)管网敷设符合设计要求；(3)管材、喷头质量符合设计要求；(4)喷头安装符合设计要求。(5)其他参照gb50141—2008《给水排水构筑物施工及验收规范》的有关规定。植被种植(1)种植植物的定点、放线应在挖穴、挖槽前进行。(2)种植槽验收应在填入种植土之前进行。(3)种植材料、种植土等，均应在种植前由监管或监理按其规格、质量要求分批进行验收。(4)分别填写验收记录并经验收方、施工方签字确认。覆盖率一、石场立面覆盖率(1)取样：用数码相机拍摄取样，约每2个台阶拍摄一张100m数码相片作为样本。(2)计算：把数码相片导入autocad，首先在该程序中统计出相片的面积，然后统计出绿色植物部分的面积，之后按公式计算样本覆盖率：绿色植物部分面积÷相片面积＝样本覆盖率。然后，根据统计结果计算平均覆盖率。二、迹地覆盖率(1)取样：在现场每个台阶选取50m绿地为一个样本。尺量并迹地及绿地面积。(2)计算：迹地面积÷绿地面积＝样本覆盖率。然后，根据统计结果计算平均覆盖率。后期养护工程(1)自竣工日期计起，一年后台阶立面的绿化覆盖率应达到50％以上。养护2年后台阶立面的绿化覆盖率要达到80％以上。(2)其他参照《城市园林绿化养护管理标准》(db11/t213—2003)进行验收。信息监控(1)线缆验收对系统的线缆安装、敷设和测试结果进行验收。线缆施工图、实际走向、长度与规格、安装质量需符合设计要求。(2)单体设备包括安装前的检验测试及设备安装到位、通电试验后的质量。分支分配器和终端等，监控摄像设备、探测设备均应符合设计要求。(3)子系统功能子系统功能应符合设计要求。(4)系统联动各子系统正常运行条件下的系统间联动功能应符合设计要求。(5)信息监控系统的交付验收内容：审核竣工报告和移交的档案资料，评审项目质量，对系统设计的先进性、合理性、经济性进行评价、鉴定、评审。检查竣工报告，签署验收报告书。表3在实际种植过程中，可以选用以下表格中的植物：当前第1页1 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技术特征：1.一种露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法，其特征在于包括如下步骤：
钻爆降阶：采用钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法将高陡台阶降为低陡台阶；
边坡治理：由上至下通过机械与人工清理爆破产生的碎石与土壤；
阶面植筋：在台阶面种植钢筋；
浇筑挡墙：在植筋的基础上浇筑挡墙；
阶面覆土：将复合肥与矿山剥离表土、腐殖质土、有机质混合材料充分拌匀后得到营养土，并将营养土铺设于挡墙与台阶坡面之间的台阶面上，还使营养土的铺设厚度大于100cm；
灌溉工程：在铺设的营养土上开凿灌溉水渠或铺设灌溉水管；
植被种植：在营养土上种植植物；
后期养护：由工人对种植的植被进行养护；
信息监控：通过工人和/或监控设备监控生态的修复状况。
技术总结本发明涉及一种露天采石矿山高陡台阶边坡生态修复方法，包括如下步骤，钻爆降阶：采用钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法将高陡台阶降为低陡台阶；边坡治理：由上至下通过机械与人工清理爆破产生的碎石与土壤；阶面植筋：在台阶面种植钢筋；浇筑挡墙；阶面覆土：将复合肥与矿山剥离表土、腐殖质土、有机质混合材料充分拌匀后得到营养土，并将营养土铺设于挡墙与台阶坡面之间的台阶面上，还使营养土的铺设厚度大于100cm；灌溉工程：在铺设的营养土上开凿灌溉水渠或铺设灌溉水管；植被种植：在营养土上种植植物；后期养护；信息监控。本发明能够十分友好地对生态进行修复，且能实现安全长效的治理效果，其维护起来也十分方便，该方法十分易于推广应用。
技术研发人员：汤锦宏;巢苗萍;沈建波;范舜才;彭建兵;卫泽彬
受保护的技术使用者：广东东升实业集团有限公司;江门市新会区泰盛石场有限公司;华南农业大学;广州市顺兴石场有限公司;广东景圣龙生态环境修复工程有限公司
技术研发日：2020.02.21
技术公布日：2020.06.09
