采空区和地震断裂带区域生态就地修复与环境治理技术研究.pdf
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1、建筑施工第45卷第9期1883采空区和地震断裂带区域生态就地修复与环境治理技术研究魏 来 焦本君 贾德路中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250014摘要:为了解决煤矿、矾土矿采空区和活动地震断裂带区域生态修复和园区建设难题,通过地质勘查、采空区勘查、地震安全性评价等措施保障设计和施工安全性,创新“垃圾就地堆山消纳土方平衡”“沉降坑塘整合疏浚引水成湖”“营造微地形生态修复技术”等举措,进行生态修复和建造,实现废弃地的复合再生和永续利用。关键词:采空区;地震断裂带;就地修复;坑塘整合;微地形修复中图分类号:TD88 文献标志码:A 文章编号:1004-1001(2023)09-1883-04
2、 DOI:10.14144/ki.jzsg.2023.09.042Study on In-situ Ecological Restoration and Environmental Control Technology in Goaf and Seismic Fault ZonesWEI Lai JIAO Benjun JIA Delu The Second Construction Limited Company of China Construction Eighth Engineering Division,Jinan 250014,Shandong,ChinaAbstract:In o
3、rder to solve the problems of ecological restoration and park construction in coal mines,bauxite goafs and active seismic fault zones,measures such as geological exploration,goafs exploration and seismic safety evaluation are taken to ensure the safety of design and construction,and innovative measu
4、res such as balance of earthwork absorption by piling garbage on the spot,integrated dredging of subsidence pits and ponds to divert water into lakes and ecological restoration technology for building micro-topography are taken.Ecological restoration and construction are carried out to realize the c
5、ompound regeneration and sustainable utilization of abandoned land.Keywords:goaf zone;seismic fault zone;in-situ rehabilitation;pit-pond integration;micro-topography restoration和活动地震断裂带,场区原为建筑垃圾堆放区、污水坑塘、破旧工业厂房等,项目范围内存在大量采空区、未探明的作业竖井、塌陷区、大量污水坑塘和生活垃圾等,生态修复和园区建设难度较大。场地原貌详见图1,园区建设效果详见图2。图1 场地原貌图2 园区建设效果
6、图1 研究背景近年来各地以创建园林城市为抓手,加大城市园林绿化建设力度,有力促进了城市建设。河北省作为老工业城市,环境问题和城市转型升级一直是困扰发展的难题,河北省的生态环境长期处于边恢复、边保护、边破坏的状况,环境、生态平衡等问题日益突出。从国际、国内实践来看,世界园艺博览会、园林博览会等行业博览会,可全面提升城市建设管理水平,有力刺激城市商贸、旅游服务和环境景观的发展,为城市带来显著的经济效益和深远的社会影响。2017年开始河北省决定以举办园林博览会为抓手,为每个市新建一个大型精品公园,以此带动园林绿化总体水平提高。园博会多选址于废弃工业区和生态环境复杂区域,以河北省第五届(唐山)园林博览
7、会建设项目为例,项目位于煤矿、矾土矿采空区作者简介:魏 来(1996),男,本科,工程师。通信地址:北京市海淀区昆明湖南路51号中建八局8楼(100089)。电子邮箱:收稿日期:2023-06-21市政工程MUNICIPAL ENGINEERING20239Building Construction18842 研究方案项目区位于原唐山马家沟井田范围内,并且该区域分布有多个地方小煤矿和矾土矿。大地构造主要位于燕山台褶带南缘的马兰峪复式背斜,该区主要由中元古界至上古生界组成,晚古生界石炭、二叠纪沉积环境稳定,发育齐全,沉积厚1 200 m的煤系地层。中生代燕山运动强烈,形成一系列褶皱和断裂,并缺失
8、中生界,无岩浆运动。唐山断裂带,是区内一条重要断裂带,斜贯全区,展布与碑子院背斜和开平向斜间的陡倾,以至倒转的翼部,是一系列大致平行的断裂与褶皱相伴生的复杂断裂带。主要思路是首先消除威胁以保证生态安全,再修复生态系统组成、结构以提升生态系统功能,兼顾人类福祉和生物多样性,依据生态系统恢复力大小,选择自然恢复、人工辅助、人工重建等基于自然的解决途径运用于生态系统恢复。生态修复工作分为4个阶段,首先通过科学严谨的现场踏勘和地质勘探,保障生态修复开展的安全基础,再利用生态技术构建山水地形,在此基础上建立相互关联的生态循环体系,最终通过植被群落恢复,实现生物生境的重塑和生态环境的改善。结合本次采空区特
9、征和项目区地形地貌条件,采用高密度地震映像法、浅层地震法、高密度电阻率法和面波综合物探手段对浅部采空区和地裂缝进行探测。采空区探测最大深度为100 m,采动地裂缝区域探测深度为50 m,布置2条高密度地震映像测线,测线总长度842 m,浅震纵波反射测线7条,总长度4 295 m,高密度电法勘探测线7条,测线总长度4 260 m,共发现采空区1处异常和1条地裂缝带。3 垃圾就地堆山消纳土方平衡3.1 基于BIM的倾斜摄影和土方平衡技术场地占地面积大,包括建筑垃圾堆放区、污水坑塘、破旧工业厂房等,地势变化较大,通过卫星模型,建立整个场区模型和标高情况,大大节约地形绘制时间,保障设计和施工安全性。高
10、差、坡度、坡向分析模型详见图3。图3 高差、坡度、坡向分析模型场区土方测绘创新“多精度分析无人机倾斜摄影”方法,对同一区域无人机不同高度、不同重叠率等进行设置,分别提取高程进行土方计算,并与实测实量进行对比,分析最佳参数设置1。采集完成后将数据、模型交付设计部门,根据工程的初步勘察及标高数据收集情况,确定工程土方开挖及覆土情况。土方开挖及覆土分布区域详见图4,红色区域为覆土区,蓝色区域为挖土区。总挖方:243 991 m3总填方:295 179 m3图4 土方开挖及覆土分布区域现场原为建筑和生活垃圾堆放区,且大量拆除垃圾,清运成本较高,结合园区整体设计要求,通过专家论证,将不同类别垃圾进行筛分
11、。利用垃圾分拣破碎设备和再利用处理设备,用于土方平衡山体堆砌,碎石类渣土经处理后用于基坑和现场道路路基回填。针对将长期产出的落叶、树枝等园林有机废弃物,设置了一体化回收处理站,对园林有机废弃物进行分类筛选,将其加工成为有机肥和有机覆盖物,再利用于园内绿化养护,构建内部废弃物循环体系。3.2 山体分层堆筑技术山体场地整理完成后,进行山体地基强夯加固,主峰加固范围是山体37.5等高线以外区域。山体堆筑施工详见图5。原始地面堆土后施工台阶施工测量点冲击碾压地基处理筛分垃圾填埋分层铺设碾压土工格栅图5 山体堆筑施工示意主峰堆下37 m以后,对主峰37.5范围国线以内区域进行山体强夯,然后对强夯面进行平
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