[发明专利]一种废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法

说明书

本发明涉及一种废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，包括：确定废弃采石场治理与修复区域，基于所述区域的场地高程，明确不同区域诱发的地质灾害类型，基于所述地质灾害类型和区域气候、生态环境特征，划定边坡易失稳区域和边坡稳定区域；针对所述边坡易失稳区域，制定预应力锚杆加固方案确保边坡的稳定性，并结合边坡稳定区域的地形、地质特征，提出整个岩质边坡的生态修复设计方法，完成对所述废弃采石场的治理与修复。本发明能够有效解决废弃矿山治理与生态修复领域中单一性、不系统性、不整体性的问题。

技术领域

本发明涉及矿山治理与生态修复技术领域，特别是涉及一种废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法。

背景技术

矿产资源的开发利用有助于推动国民经济发展，同时也对自然生态环境造成了巨大影响，产生了大量矿山地质环境问题甚至是地质灾害。开采砂石导致岩体变形，易诱发崩塌等地质灾害；采坑内供植物生长的土壤极少，植被荒芜；原采场植物砍伐殆尽，水土流失严重；采场内废石堆、岩粉、矿渣随处可见，大气污染严重。因此，治理、修复采石场，对矿山生态资源的利用和矿山环境的保护问题具有重要的意义。

随着国家生态文明建设的推进、发展，矿山生态修复得到重视与关注。目前，在废弃露天采石场中，大多研究集中于边坡治理，往往忽视生态修复或简单的锚喷复绿，而缺少治理与生态修复的一体化设计方法。由此可见，现有技术有待于进一步改进和提高。

发明内容

本发明提供了一种废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，以克服上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，包括：

确定废弃采石场治理与修复区域，基于所述区域的场地高程，明确不同区域诱发的地质灾害类型，基于所述地质灾害类型和区域气候、生态环境特征，划定边坡易失稳区域和边坡稳定区域；

针对所述边坡易失稳区域，制定预应力锚杆加固方案确保边坡的稳定性，并结合边坡稳定区域的地形、地质特征，提出整个岩质边坡的生态修复设计方法，完成对所述废弃采石场的治理与修复。

优选地，通过收集地质勘察资料及物理力学指标测试数据获得所述不同区域诱发的地质灾害类型，其中所述地质勘察资料及物理力学指标测试数据包括：坡段倾角、坡段长度、坡体岩性、岩层产状、岩体软弱结构面、厚度、重度、粘聚力、内摩擦角。

优选地，基于赤平投影法、极限平衡法和Geo5岩土软件数值计算方法综合判断所述边坡易失稳区域和边坡稳定区域的边坡稳定性。

优选地，基于所述赤平投影法定性分析所述边坡稳定性的过程包括：通过所述赤平投影法得到研究区域的边坡、结构面的空间关系，结合所述结构面切割形成的楔形体分析研究区域的边坡是否受软弱结构面控制，并结合岩体节理裂隙的发育情况，得到岩体节理裂隙的倾向和倾角。

优选地，针对具有两组结构面的平面滑动滑坡，采用所述极限平衡法计算边坡的稳定性：首先将所述两组结构面分为主滑面和辅滑面，建立方向力平衡方程，通过所述方向力平衡方程计算得到边坡稳定性安全系数；对于存在内部结构面的滑坡时，采用不平衡推力法计算所述边坡稳定性安全系数。

优选地，采用所述Geo5岩土软件数值计算方法进行边坡稳定性分析的过程包括：选取Geo5岩土软件中的岩质边坡稳定性分析板块，选择国家标准、折现滑动的方法，通过极限平衡法求解安全系数，并根据岩土工程物察报告获得边坡及边坡内部参数信息，得到边坡类型及边坡计算安全系数。

优选地，针对所述边坡易失稳区域制定预应力锚杆加固的过程包括：设计锚杆加固方案，采用预应力锚杆进行加固，计算锚杆轴向预应力、锚杆钢筋直径、锚固体与地层锚固长度，通过支护验算，确定锚杆支护水平间距。