CN107023022A - 一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法 - Google Patents

一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法 Download PDF

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Abstract

一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，主要针对大型采石场中的大面积弃渣边坡，提出一套因地制宜的弃渣边坡稳定措施。首先对山体进行人工削坡，将山体依据等高线分级，设置集水面、蓄水面，再通过设置石质横向排水渠、急流槽以及蓄水池组成的应急防洪***，和集水面、蓄水面组成集蓄排顺序设施，解决山体易滑坡、沉降变形、侵蚀等问题，促进坡面生态恢复，使弃渣边坡达到稳定，为植被恢复、生态重建提供条件。

Description

一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法
技术领域
本发明属于生态重建领域，涉及一种山体整形方法。
背景技术
随着社会经济和城市化的加快，特别是建设的发展，采石产业发展迅速。但是由于开采量大、开采不规范等原因，我国大多数采石场环境条件恶劣，存在严重的生态环境问题，如岩石裸露、水土流失、断壁、弃渣边坡等。因此，采石场的恢复和重建受到广泛的重视。
堆石坡面是在采石过程中开采出来剥离表土及加工过程中的大量废石弃渣堆积而成的。大型采石场存在很多堆石坡面，其主要特点是空间变化复杂；通常是散砂石结构，边坡非常疏松；雨季坡面水土流失严重，并伴有坍塌现象；部分堆石坡面的坡面高，坡度较大，在30-50°左右；废石没有经过碾压、整形处理，堆石坡面植被少、极易滑坡。
经过对现有技术检索发现，中国专利CN1739331A公开了一种采石场高陡边坡复绿治理方法。其特点是在陡壁上用普通锚杆构建钢筋混凝土半边池，提供植物生长的条件并栽种藤蔓类植物，采用滴灌和微灌技术对植物进行前期养护，还用钻孔和毛细汲水板技术保持水土自平衡体系供植被生长，达到绿化效果。但该技术成本较高，主要通过工程措施来实现生态恢复，未充分考虑采石废弃地的特点，不能有效利用采石过程中废石、废渣、弃土等。
发明内容
本发明的技术解决问题是：鉴于目前大部分采石场存在大面积结构松散的弃渣边坡，破坏生态环境，为了解决采石场弃渣边坡易滑坡、沉降变形、侵蚀等问题，因地制宜、随坡就势，采用集蓄排顺序构筑多级山体，并搭配配套措施设置，从而使弃渣边坡达到稳定，为植被恢复、生态重建提供条件。
本发明的技术解决方案是：一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，包括如下步骤：
(1)对弃渣边坡进行勘测，并依据山体坡度将坡面分为低坡度坡面及高坡度坡面，对高坡度坡面根据填挖方量平衡进行削坡，采取上挖坡顶下填坡脚方法降低坡度，使高坡度坡面变为低坡度坡面；对所有低坡度坡面进行微整形，在坡面上覆盖土石基质并夯实；
(2)对所有低坡度坡面进行勘察并绘制出等高线，在等高线与坡面交汇处设置集水面；所述集水面为用于收集坡面径流的隔坡；
(3)在步骤(2)完成集水面设置的基础上，于两个集水面之间设置蓄水面；所述蓄水面为用于拦截径流并蓄水的反台面；
(4)在每个蓄水面内侧设置横向排水渠，渠底铺设土工布，渠底两侧及侧边表面覆盖黄土，并在黄土上铺满石块；
(5)在步骤(4)的基础上沿坡面设置与排水渠相连的急流槽，急流槽底部铺设土工膜，土工膜上方最底层相邻码放袋装营养土，第二层及以上各层每层保持固定宽度码放袋装营养土，层与层之间逐层错落码放；所述急流槽为沿蓄水面与集水面构筑的自上而下的阶梯排水槽；
(6)在集水面内设置用于协助排水渠与急流槽防洪和储水的蓄水池；
(7)在每级集水面的坡脚处铺设土工袋，构建柔性坡脚，将袋装黄土铺设于每级坡脚上，再铺设营养土工袋；
(8)在每级集水面上沿等高线方向开用于阻滞径流的犁沟，沿坡面长度平分蓄水面，在平分后的蓄水面上种植植物形成微生境。
所述步骤(1)中低坡度坡面的坡度范围为[0，30°]，高坡度坡面的坡度范围为(30，90°]。
所述步骤(2)中设置集水面的方法为：集水面高度不超过10米，若坡体坡度为(30-90°]，集水面长度设置为3-6米；若坡体坡度为(10-30°]，集水面长度设置为6-9米；若坡体坡度(0-10°]，集水面长度设置为9-12米。
所述蓄水面宽度为3-6米，蓄水面形状为外高内低型，坡度为2-5°。
所述横向排水渠为上宽下窄的规则梯形状，顶边宽1.5m，底边宽1m。
所述急流槽为上宽下窄的规则梯形状水槽，顶边宽1.5m，底边宽1m。
所述急流槽沿剖面由底部到坡面码放9个土工袋，每100m急流槽码放1000个土工袋。
所述蓄水池由土工袋加土工膜构筑，蓄水池底部平铺土工膜，四周由土工袋包围。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明中对陡坡进行削坡，使自然坡度小于30°，即可视作稳定状态，按照填挖方量平衡原则可大大减少工程量。同时覆盖土石基质，比直接覆土更加稳固且蓄水功效更佳，一定比例混合可增加水的入渗，保证蓄水量；
(2)本发明中集水面和蓄水面以蓄水保水为核心，遵循因地制宜随地形设计的原则，其中集水面的数量由实际坡长决定，每级集水面长度设置小于坡面侵蚀临界坡长，蓄水面宽度和角度设置利于坡面径流的下渗和雨水的蓄留，同时方便小型机械施工通行，另一方面可作为植被恢复后期管理的马道，即浇水、修剪、施肥等；二者合理搭配使弃渣边坡结构稳定的同时，还能减速、拦蓄坡面径流，降低雨水对坡面的侵蚀；
(3)本发明中横向石质排水渠、急流槽等排水措施构筑主要是就地取材，总体技术难度小，成本低，充分利用弃渣、废土等，有效保护坡面的同时节约成本；
(4)本发明中柔性坡脚和微地形的搭配可更好的防治水土流失，利于种子萌发，为动植物及微生物提供良好的生长环境。
附图说明
图1为坡体整形示意图；
图2为横向石质排水渠原理图；
图3为应急防洪***示意图。
具体实施方式
基于集蓄排顺序的采石场堆石坡面山体整形方法，具体实施步骤如下：
(1)首先对山体进行人工削坡，对弃渣边坡进行勘测，根据坡度将山体分为0-30°的低坡度坡面及30-90°的高坡度坡面，其中对30-90°高坡度坡面根据填挖方量平衡进行削坡，采取上挖坡顶下填坡脚方法降低坡度，削坡后坡体基本稳定，使高坡度坡面变为低坡度坡面，覆盖土石基质并夯实，然后对所有0-30°的低坡度坡面进行微整形，使坡体基本稳定且可承受小量降雨的影响。
(2)对所有低坡度坡面进行勘测并绘制出等高线，沿等高线将山体分级，如图1所示，于等高线分级处与斜坡交汇处设置集水面，其中集水面长度随坡度增加而减少，集水面高度不超过10米，若坡体坡度为(30-90°]，集水面长度设置为3-6米；若坡体坡度为(10-30°]，集水面长度设置为6-9米；若坡体坡度(0-10°]，集水面长度设置为9-12米。所述集水面即收集坡面径流的隔坡；
(3)如图1所示，在步骤(2)完成集水面设置的基础上，于俩个集水面间平坡处设置蓄水面，蓄水面宽度根据集水面的长度，并且为了方便小型机械施工，蓄水面宽度应为3-6米，也可以作为后期植被管护的马道。蓄水面形状为外高内低型，坡度为2-5°，这个倾角有助于水向山体内蓄集，水面即介于每两个集水面之间的用于拦截并蓄水的反台面；
(4)在做好集蓄水稳定措施的基础上，设置应急防洪***，目的在于减轻强降雨对坡面的冲刷。集蓄水稳定技术可保证正常降雨量下水的蓄集下渗，而应急防洪***能加快对径流的排导，遇到强降雨时可以排出，减少水对表土的冲刷，有效改善山体的稳定性，利于植被恢复。如图3所示，防洪***设施主要包括石质排水渠、急流槽和蓄水池，设施之间相互连通；如图2所示，每级蓄水面内侧设置上宽下窄呈规则梯形状的横向石质排水渠，底边宽为0.5米，顶边宽为1米。采用不同大小的块石构筑，块石长度为0.4-0.6m,于蓄水面内侧边缘进行横向挖沟，将沟渠修整为上窄下宽规则梯形状，使渠底平整，夯机夯实，将粉碎后的黄土填至排水渠底部，夯机夯实，铺设土工布，将石块铺于土工布和排水渠的侧边表面；
(5)在步骤(4)的基础上沿坡面设置与排水渠相连的急流槽，其配合排水渠加快水的排导提高山体稳定性，能有效保护坡面。通过纵向挖沟将急流槽设置为上宽下窄的规则梯形状，梯形顶边宽为顶边宽1.5m，底边宽1m。使急流槽底部平整，夯机夯实，将土工膜平铺于水槽底部，按配比混合土工袋材料，配成营养土，装袋后将土工袋，底部码放好后保持固定宽度再进行第二层码放，层与层之间逐层错落码放，急流槽剖面由槽底到坡面码放9个土工袋，每100m排水渠码放1000个土工袋；所述急流槽即沿蓄水面与集水面构筑自上而下的阶梯排水槽。
(6)在集水面内设置蓄水池，蓄水池是协助排水渠与急流槽起防洪和储水的配套设施，由土工袋加土工膜构筑，池底平铺土工膜，防渗且能较好适应坡体形变，可避免由混凝土或浆砌石构筑的蓄水池发生断裂渗水等现象；其选址很重要，应结合地形设置在山体中上部地基稳定的区域，以便石质排水渠和急流槽水汇集于此。设置蓄水池可保证在遭遇一次性强降雨时，多余的雨水可以汇集并有效利用，尤其是在旱季时蓄水池中的水用于后期植物浇灌，四周由土工袋包围，应急防洪***、蓄水面、集水面共同组成集蓄排顺序设施；
(7)在每级集水面的坡脚处铺设土工袋，构建柔性坡脚，将袋装黄土铺设于每级坡脚上，再铺设营养土工袋；在治理初期可有效减少雨水冲刷，有效减小水土流失；后期可作为生态重建的一部分，增添景观效果。
(8)通过等高开沟阻滞径流，即沿等高线方向以犁开沟，确定合适的蓄水面，将坡面设置成多级小的蓄水面，在其上种植植物形成微地形；通过这些微地形对降水进行再分配、调节降水入渗和土壤蒸发，使土壤水分和植被生长状况不同，形成不同的微生境，并且能够在一定程度上控制土壤侵蚀。
依据上述步骤即可完成对采石场弃渣边坡的山体整形。

Claims (8)

1.一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对弃渣边坡进行勘测，并依据山体坡度将坡面分为低坡度坡面及高坡度坡面，对高坡度坡面根据填挖方量平衡进行削坡，采取上挖坡顶下填坡脚方法降低坡度，使高坡度坡面变为低坡度坡面；对所有低坡度坡面进行微整形，在坡面上覆盖土石基质并夯实；
(2)对所有低坡度坡面进行勘察并绘制出等高线，在等高线与坡面交汇处设置集水面；所述集水面为用于收集坡面径流的隔坡；
(3)在步骤(2)完成集水面设置的基础上，于两个集水面之间设置蓄水面；所述蓄水面为用于拦截径流并蓄水的反台面；
(4)在每个蓄水面内侧设置横向排水渠，渠底铺设土工布，渠底两侧及侧边表面覆盖黄土，并在黄土上铺满石块；
(5)在步骤(4)的基础上沿坡面设置与排水渠相连的急流槽，急流槽底部铺设土工膜，土工膜上方最底层相邻码放袋装营养土，第二层及以上各层每层保持固定宽度码放袋装营养土，层与层之间逐层错落码放；所述急流槽为沿蓄水面与集水面构筑的自上而下的阶梯排水槽；
(6)在集水面内设置用于协助排水渠与急流槽防洪和储水的蓄水池；
(7)在每级集水面的坡脚处铺设土工袋，构建柔性坡脚，将袋装黄土铺设于每级坡脚上，再铺设营养土工袋；
(8)在每级集水面上沿等高线方向开用于阻滞径流的犁沟，沿坡面长度平分蓄水面，在平分后的蓄水面上种植植物形成微生境。
2.根据权利要求1所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述步骤(1)中低坡度坡面的坡度范围为[0，30°]，高坡度坡面的坡度范围为(30，90°]。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述步骤(2)中设置集水面的方法为：集水面高度不超过10米，若坡体坡度为(30-90°]，集水面长度设置为3-6米；若坡体坡度为(10-30°]，集水面长度设置为6-9米；若坡体坡度(0-10°]，集水面长度设置为9-12米。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述蓄水面宽度为3-6米，蓄水面形状为外高内低型，坡度为2-5°。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述横向排水渠为上宽下窄的规则梯形状，顶边宽1.5m，底边宽1m。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述急流槽为上宽下窄的规则梯形状水槽，顶边宽1.5m，底边宽1m。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述急流槽沿剖面由底部到坡面码放9个土工袋，每100m急流槽码放1000个土工袋。
8.根据权利要求1或2所述的一种基于集蓄排顺序的采石场弃渣边坡山体整形方法，其特征在于：所述蓄水池由土工袋加土工膜构筑，蓄水池底部平铺土工膜，四周由土工袋包围。
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