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技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。不整体性的问题。不整体性的问题。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及矿山治理与生态修复
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]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：
[0007]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；
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]优选地，对于所述边坡易失稳区域还能够在所述锚杆支护的基础上设置植生孔，根据边坡状况设计坑式复绿方案，用于加固边坡稳定性，完成对所述边坡易失稳区域的生态修复。
[0016]本专利技术的有益效果为：
[0017]本专利技术克服了现有技术中仅考虑岩质边坡稳定或生态修复的单方面治理、未考虑岩质边坡稳定与生态修复的一体化、系统化设计及其治理等不足，将废弃矿山岩质边坡稳定性分析和生态修复设计相结合，提出废弃矿山岩质边坡稳定分析及支护治理的方法，进而，结合稳定的岩质边坡及其地质、地形条件，提出生态修复设计方案，实现废弃矿山岩质边坡稳定与生态修复的一体化、系统化设计、治理；
[0018]该专利技术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；同时，岩质边坡稳定与修复一体化设计治理，使得施工过程连续化，相较于单个过程施工，明显较少施工准备、工程量、设计费用等因素。因此，本专利技术提出的废弃矿山岩质边坡稳定治理与生态修复一体化设计方法，能够有效的实现废弃矿山岩质边坡稳定和生态修复双目标，更加有力推进国家生态文明建设重大战略。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例的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的步骤流程图；
[0021]图2为本专利技术实施例中所选择采石区场的治理区域示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例的两组结构面的平面滑动示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例的持平投影图；
[0024]图5为本专利技术实施例的双结构面滑动的岩体边坡稳定性计算简图；
[0025]图6为本专利技术实施例的锚杆支护设计示意图，其中1
‑
6表示螺纹钢筋锚杆的设置位置；
[0026]图7为本专利技术实施例的A区治理剖面图；
[0027]图8为本专利技术实施例的B区治理剖面图；
[0028]图9为本专利技术实施例的C区分区图；
[0029]图10为本专利技术实施例的值生孔布置示意图；
[0030]图11为本专利技术实施例的植生孔绿化详图；
[0031]图12为本专利技术实施例的较缓坡区开挖剖面图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]参照图1所示，本专利技术提供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：
[0035]S1、将废弃采石场圈定出要治理与修复的区域范围，调查废弃采石场所处地区的气候类型、适宜的植被种类等，分析采石场土壤、植被及周边环境等生态环境特征，具体步骤如下：
[0036]本实施例所选择的采石场在历史采石活动中形成高陡边坡，边坡岩性为中
‑
强风化花岗岩。边坡长约241m，边坡高526m，坡度多集中在60
°
～89
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，其特征在于，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。4.根据权利要求3所述的废弃采石场岩质边坡治理与生态修复一体化设计方法，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘士亮，李维国，张文慧，陈俊光，毛德强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：