山區公路項目棄渣場設置分析
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摘要：本文針對南方山區公路項目建設的實際情況，著重探討南方山區公路項目建設過程中棄渣量控制、棄渣場選址、棄渣場類型選擇及存在的問題和建議，旨在為南方山區公路項目棄渣場的設置提供參考與借鑒。
關鍵詞：山區;公路;棄渣場
南方山丘區公路路線長，橋隧比高，經過區域通常地形地質復雜，跨越大江大河，氣象多變，存在大量的高填深挖。受地形地貌、施工運距等條件的限制，項目建設土石方的調配比較困難，因此南方山區公路建設項目往往會造成大量的棄土、棄渣，如不妥善堆放，容易誘發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，直接破壞項目區及下游生態環境。因此根據南方山區公路項目建設的實際情況，通過優化設計，加強施工組織協調安排，盡量減少棄渣量;同時合理設置棄渣場，并采取有效的防護措施，這是南方山區公路建設項目做好水土保持的關鍵。
1優化設計，加強施工組織協調安排，減少棄渣量
南方山區公路線路長，沿線生態植被豐富，對原生態植被的保護與恢復尤為重要。棄渣場設置會不可避免地引起沿線自然植被的破壞、農田林地占用及水土流失，因此，南方山區公路項目建設應盡可能地減少棄渣量。減少南方山區公路項目建設棄渣量可從以下三個方面考慮:
1.1優化設計
在項目各階段設計時，均應將土石方挖填情況加以考慮，在滿足各項公路技術參數的條件下，合理地確定線路線位及設計標高;在適宜區域，可以加寬公路路基，這樣既可以消化棄渣，亦可以保障主線安全;同時，設計時應考慮土石方調配的可行性。
1.2加強施工組織協調安排
在項目施工階段，編制施工組織實施方案時，應充分考慮土石方之間的調配，盡量細化各施工段土石方的調配情況，明確各施工段各時期挖方、填方、調配去向(來源)等;組織施工時，建設及監理單位應加強組織協調，控制施工節點，從全局角度出發，合理地調配土石方，以減少棄渣量。
1.3考慮棄渣多方利用
對于公路項目建設中的隧道出渣，應首先考慮將路塹挖方和隧道棄渣用作路基填料、擋防排水工程中的塊、片石材料，其次將部分優質變質砂巖、石灰巖等硬質巖片、塊石加工為橋涵、隧道及路面基層、底基層工程中的機制砂、碎石材料［1］。另外，可以考慮項目建設周邊同時期開發的建設項目土石方需求情況。如西部開發省際大通道阿榮旗－北海公路達州(羅江)－川陜界高速公路項目實施階段全線實際挖方總量為2306.13萬m3(自然方，下同)，填方總量為1804.97萬m3，棄方501.16萬m3，棄方中108.57萬m3被遠東物流公司建設項目基礎工程利用，全線實際棄渣總量為392.59萬m3，極大地減少了項目建設棄渣。
2棄渣場設置的要點
2.1棄渣場設置規模的確定
在棄渣場的選用中需貫徹一個理念———最少破壞就是最好的保護［2］。因此應嚴格控制棄渣場的數量及占地。在水土保持工作實踐中，部分開發建設項目小型棄渣場設置多，零星分布。這種棄渣場的體積面積比(H=V/A)即平均高度通常較小，堆放一定體積的棄渣所占用的土地面積相對較大。小型棄渣場的優點是渣場較為穩定、存在的安全隱患相對較少;缺點是造成當地生態環境破碎、影響景觀、征地花費大。大型棄渣場容量大，通常情況下H較大，大量的松散物質集中堆置，導致其自身穩定性差，容易形成泥石流、滑坡等地質災害。因此，大容量棄渣場設置前應充分進行地質勘查，對周邊洪水匯集情況進行調查，并結合地質、水文、氣象、地形等基礎資料進行棄渣場的專項設計;大容量棄渣場應避免設置在地勢較高、洪水流量較大的區域，并應對下游進行調查，編制安全影響評價報告。大容量棄渣場應加強維護、管理，甚至應對棄渣場堆渣及封場后進行監測工作，因此需計列一定的管理、維護費用。棄渣場設置規模應結合棄渣自然節點和渣場地形、氣象水文、地質、運距和環境敏感點等綜合確定，合理地控制小型棄渣場的數量，謹慎地設置大容量棄渣場。
2.2棄渣場選址
棄渣場選址首先要嚴格遵守國家相關法律法規:《中華人民共和國自然保護區條例》《中華人民共和國森林法》《中華人民共和國水土保持法》《基本農田保護條例》《中華人民共和國防洪法》《風景名勝區管理條例》《中華人民共和國文物保護法》《地質遺跡保護管理規定》和《森林公園管理辦法》等［3］。棄渣場選址還應嚴格遵循《生產建設項目水土保持技術標準》(GB50433－2018)及《水土保持工程設計規范》(GB51018－2014)中有關棄渣場選址的相關規定。需要強調的是，棄渣場選址時應把握如下原則:①將“安全”放在第一位，嚴禁對棄渣場周邊人民的生命、財產安全造成威脅。②盡量減少對生態環境的破壞:盡量節約占地，避免占領水田、生產效益高的耕地，可選擇荒溝、荒灘等。③注重經濟性。需修建的施工便道及運距越短，征地、綜合防護、跡地恢復費用越少，則經濟性越好。
2.3棄渣場斷面尺寸
根據渣場地形、棄渣高度、棄渣組成情況、棄渣量，合理地確定邊坡臺階、邊坡坡度及擋護工程規格。
3公路項目常設棄渣場類型適用條件及存在的問題
3.1坡地型棄渣場適用條件及存在的問題
坡地型棄渣場是將棄渣堆放在緩坡地、河流或溝道兩側較高臺地上，堆渣體底部高程高于河(溝)中棄渣場設防洪水位。適用于沿山坡堆放，坡度不大于25°且坡面穩定的山坡，其攔渣工程為擋渣墻［4］。坡地型棄渣場可選位置相對較多;需設置擋渣墻和坡面截流排洪工程，投資大;潛在的水土流失危害大，對周邊環境影響較大。坡地型棄渣場居高臨下，若防護不當，容易對下游造成危害。坡地型棄渣場應選在較緩坡地上設置，坡床坡度最大不能超過25°，坡度越陡，不但棄渣場可堆渣量相對較少，且棄渣場穩定性差，防治工程量大。
3.2溝道型棄渣場適用條件及存在的問題
溝道型棄渣場是將棄渣堆放在溝道內，堆渣體將溝道全部或部分填埋。根據洪水處置及堆渣方式，溝道型棄渣場可分為截洪式、滯洪式、填溝式三種型式。適用于溝底平緩、肚大口小的溝谷，其攔渣工程為攔渣壩(堤)或擋渣墻，視情況配套攔洪(壩)及排水(渠、涵、隧洞等)措施［4］。公路項目中常設的溝道型棄渣場類型為截洪式棄渣場。溝道型棄渣場通常運距短，棄渣場容量大;需設置擋渣墻和溝道排洪工程，投資大;潛在的水土流失危害大，對周邊環境影響較大。溝道型棄渣場應選擇洪水流量較小、溝床寬緩的溝道;應禁止在下方存在工礦企業、居民點及其他重要基礎設施(包括公路主線)的溝道內設置棄渣場。
3.3臨河型棄渣場適用條件及存在的問題
臨河型棄渣場即為棄渣堆放在河流或溝道兩岸較低臺地、階地和河灘地上，堆渣體臨河(溝)側底部低于河(溝)道設防洪水位，渣腳全部或部分受洪水影響。適用于河(溝)道流量大，河流或溝道兩岸有較寬臺地、階地活動河灘地，其攔渣工程為攔渣堤［4］。由于山區公路走廊帶常臨河設置，因此，臨河型棄渣場具有運距較短、運輸較為方便的優點。臨河型棄渣場設置需考慮的重要因素為:河(溝)岸是否有較寬緩的臺地;在啟用臨河型棄渣場前應編制行洪論證與河勢穩定評價報告，以判斷該棄渣場的設置是否影響溝道或河道行洪，是否影響河勢穩定，并報河道管理部門進行審查。在符合河道管理和防洪行洪的要求下，方可設置臨河型棄渣場。
4建議
棄渣場水土保持措施設計應嚴格遵循《水土保持工程設計規范》(GB51018－2014)，另外，根據筆者在水土保持工程設計、監理、驗收過程中的經驗，建議在布設棄渣場水土保持措施時應考慮以下幾點:
4.1截排水(洪)措施
棄渣場傍山一側應根據坡面徑流量的大小設置截水溝，截水溝縱坡比降及尺寸大小應根據地形、地質、降雨量等進行計算確定。縱坡坡比較陡時，應采取消能措施。棄渣場坡頂面應形成向外傾斜的緩坡面(3%～5%)以利于棄渣場頂面排水;如渣場占地面積較大，本身存在一定的匯水面積，渣場分臺布設的臺階上應酌情布設排水溝，以排除渣場內部的匯水。對位于降雨量較大區域、占地面積亦較大，或地下水位較高的棄渣場底部應設置排水盲溝。
4.2攔擋工程
棄渣場攔擋工程應綜合考慮堆渣坡面坡比、堆渣量、擋護工程穩定性等以確定擋護工程規格，并應進行抗滑、抗傾覆等穩定性驗算，以保證棄渣場安全、穩定。臨河型棄渣場擋渣堤工程的擋護高度應結合渣場防洪水位進行設置，擋渣堤埋深應考慮河水沖刷深度，防止擋渣工程基礎被淘刷。
4.3表土剝離及跡地恢復
4.3.1表土剝離棄渣場堆渣前剝離表土并妥善堆存是位于立地條件較差區域的棄渣場跡地恢復的關鍵。
4.3.2跡地恢復棄渣場棄渣后頂面可根據原占地類型采取復耕或植物措施。植被恢復應著重選擇適宜的喬灌樹種或草種。設計單位應對棄渣場周邊的原生植被進行調查，盡量選用當地的優勢鄉土樹草種。由于棄渣場立地條件較差，植被恢復慢，應計列一定的養護、管理費用。
5結語
隨著我國公路事業的快速發展，公路修建技術的進步，公路項目已延伸到各類自然生態系統較為脆弱的區域，為保護沿線自然生態，減少地表擾動，應盡可能地控制項目建設過程中的棄渣量;另外，在設置棄渣場時，選址應合理，并根據棄渣場類型布設完善的防護措施，以最大可能地減少設置棄渣場對當地自然環境的破壞，保障棄渣場的安全。
參考文獻
［1］童云深．山區高速公路工程棄渣與生態保護［J］．公路，2013(12):213－217
［2］董建志，張科利，張衛香，等．山區高速公路棄土場形態研究及區域差異分析［J］．水土保持通報，2011(2):163－167
［3］王明慧，蔣樹平，張橋，等.山區高速鐵路棄渣場選址分析［J］.鐵道工程學報，2013(4):18－20，67
［4］GB51018－2014.水土保持工程設計規范［S］．中國計劃出版社，2014:88
作者：張杰 邱甜 單位：四川蜀水生態環境建設有限責任公司