公路棄渣處理及渣場生態(tài)建設技術探討

周連兄,趙方瑩,侯 魏,祝小明

(1.北京林業(yè)大學水土保持學院,北京 100083;2.北京林豐源生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設計院有限公司,北京 100083)

近年來,隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,公路建設突飛猛進。現(xiàn)階段大部分公路建設產(chǎn)生的多余渣土在公路沿線隨意堆棄,不僅嚴重影響了公路沿線的生態(tài)景觀,而且破壞了項目區(qū)的植被,加劇了區(qū)域水土流失的發(fā)生。為此,對公路建設棄渣進行分類處理及建設棄渣場生態(tài)環(huán)境顯得尤為重要。

1 公路棄渣類型

公路建設中不可避免地會產(chǎn)生大量的多余渣土,按照渣土后期處理方式可將渣土分為土石方、拆遷垃圾兩類。公路建設中存在大量的土石方工程,尤其是在山區(qū)公路路基開挖、隧道和橋梁建設中,會產(chǎn)生大量的土石方,這些土石方除部分在項目內(nèi)部調(diào)配使用外,其余的要全部運往項目外部棄置,這樣會產(chǎn)生二次植被破壞和水土流失問題,而棄置渣土的場地也成為項目建設中防治水土流失的重點區(qū)域。公路建設中除產(chǎn)生多余的土石方外,還有舊路拆除及建筑物拆遷垃圾需要處理。目前,北京新建的大量城市道路和改建道路建設初期都需要進行地上建筑物拆除和刨除原有瀝青路面,這些渣土因不能二次利用,對其的處置和其對環(huán)境的影響也是目前業(yè)內(nèi)關注的焦點。

2 各類渣土處理方式分析

隨著城市化進程的加快,北京各種資源變得越來越緊缺,尤其是土地資源。公路建設中產(chǎn)生的大量不可利用渣土需要尋找合理的處理途徑,并且不能影響生態(tài)環(huán)境,這在一定程度上增加了渣土處理的難度。筆者根據(jù)多年編制公路建設水土保持方案的經(jīng)驗,考慮到北京市生態(tài)建設特點總結(jié)出如下渣土處理方式。

2.1 土石方處理

公路建設中產(chǎn)生的多余土石方通過合理調(diào)配后基本上都能加以利用,通常有項目內(nèi)調(diào)配和項目間調(diào)配兩種方式。

(1)項目內(nèi)調(diào)配。項目內(nèi)調(diào)配主要是在項目各標段間,通過業(yè)主和施工單位協(xié)調(diào),對項目開挖形成的土方進行調(diào)配,盡可能減少外運土石方的產(chǎn)生,也可結(jié)合后期項目工程防護措施的實施,消納部分土石方。如在山區(qū)道路的擋墻、排水溝、坡面防護等工程實施中可利用項目前期的開挖石料,在解決多余石方的同時也可節(jié)約材料,降低成本;另外,還可利用多余土石方在公路沿線合適位置設置觀景平臺和停車港灣,此理念在公路建設中已得到認同,同時也已在北京的平谷、延慶、門頭溝、密云等山區(qū)公路中大量實踐。

(2)項目間調(diào)配。土石方既可在項目內(nèi)調(diào)配,也可在同一業(yè)主的項目間進行調(diào)配,使項目區(qū)資源得到最大化利用。即將建設的密云縣西統(tǒng)路和密云縣垃圾處理中心工程,同屬一業(yè)主,工期一致。密云縣垃圾處理中心工程因填埋區(qū)土方開挖有大量的剩余渣土需要外運,經(jīng)協(xié)調(diào)正好可滿足西統(tǒng)路的填方需要。同樣由門頭溝公路局承建的 108國道和擔下路工程,也是在項目間進行了土石方合理調(diào)配,這兩個項目棄渣明顯少。

2.2 拆遷垃圾處理

對拆除地上建筑物和舊路刨除廢料的處理,北京地區(qū)基本上是將其運送至各區(qū)縣的建筑垃圾消納場,然后由各區(qū)縣市政管理委員會統(tǒng)一進行整治。目前北京共有 29家渣土消納場,分布于各郊縣,在公路建設中可就近選擇消納點。

2.3 取棄土場綜合利用

考慮到項目占地和其對經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的影響,棄渣場可與同一項目取土場綜合利用。通過協(xié)調(diào)項目工期和各施工單位,利用先期取土形成的坑作為項目棄渣場,項目結(jié)束后根據(jù)周邊情況進行土地整治。這樣在綜合利用取、棄土場的同時,減少了臨時設施、臨時場地的建設,既能滿足項目取、棄土場的需要,又能減少項目建設成本和對植被的破壞。

3 棄渣場設置及生態(tài)建設方式

對于遠離城市和郊縣的公路,附近并沒有專門設置的渣土消納場,可根據(jù)項目自身情況對項目土石方及建筑垃圾、舊路刨除廢料進行合理的土石方平衡計算和成本核算,盡可能在項目內(nèi)部消納,減少外運;若平衡后還有剩余,則需要結(jié)合當?shù)匾?guī)劃和土地利用方向協(xié)同業(yè)主、地方政府相關部門一并確定棄渣場地,并在項目前期預留資金對渣場進行相應整治。

3.1 棄渣場設置原則

①渣場與建設項目棄渣集中點平均距離保持在 5 km以內(nèi),以減少運輸成本;②棄渣場盡可能選在遠離公路的一面,如不能避免,后期要加強生態(tài)恢復工作,以減少其對公路沿途景觀的破壞;③盡可能選擇項目沿線廢棄砂石坑作為渣場;④棄渣場占地為荒地最佳,禁占農(nóng)地和經(jīng)果林地;⑤溝道型棄渣場上游的匯水面積要小,下游無建筑群;⑥溝道棄渣場一定要保證其自身的安全和穩(wěn)定,不能對下游產(chǎn)生重大威脅;⑦渣場后期整治要經(jīng)濟合理,并與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.2 棄渣場型式及生態(tài)建設方式

棄渣場的型式基本分為溝道棄渣場和廢棄砂石坑棄渣場兩類,對其的整治需結(jié)合棄渣場后期用地方式設計相應的生態(tài)建設模式。

3.2.1 溝道棄渣場

(1)工程措施。對于溝道棄渣場首先要設置擋渣墻:先根據(jù)渣場地形確定擋墻位置,再根據(jù)地質(zhì)、地形確定擋墻尺寸和型式,最后根據(jù)擋墻尺寸、渣場本身等級進行抗滑、穩(wěn)定計算。同時,要結(jié)合所在地地質(zhì)、土壤及周邊環(huán)境對擋墻進行抗滑、抗傾覆及地基承載力校核,校核后再確定擋渣墻尺寸和材質(zhì)。其次要設置完善的排水系統(tǒng)。一般地要在渣場周邊的邊坡設置完善的截、匯、排水系統(tǒng),同時要做好排水溝下游與自然溝道的銜接,截、匯、排水溝的具體尺寸需根據(jù)溝道上游匯水面積和所在地水文資料計算確定。

(2)植物措施。①棄渣場原地貌為荒地的,后期植被恢復要喬、灌、草結(jié)合并注重終期植物群落與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。設計過程中在對項目區(qū)及周邊植被類型進行調(diào)查的基礎上,選擇合適植物種,北京常見的喬木有油松、楊樹、旱柳、榆樹等,灌木有山杏、山桃、臭椿、胡枝子、黃櫨等,草本有葦狀羊茅、五芒雀麥、冰草、堿茅等,地被有紫花苜蓿、二月蘭、馬藺、鳶尾、大花秋葵等。②棄渣場原貌為荒地、周邊有經(jīng)果林的區(qū)域,后期植被恢復根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展情況建設經(jīng)果林,建成后交由地方經(jīng)營,以提高當?shù)剞r(nóng)民收入。目前北京郊縣可選擇的經(jīng)濟樹種有桃、梨、核桃、櫻桃、板栗、葡萄等。棄渣場后期土地為建設用地的,項目棄渣完畢后,為減少水土流失和減輕對周邊生態(tài)環(huán)境的影響,植被恢復以撒播混合草籽為主,可選擇葦狀羊茅、五芒雀麥等。

(3)臨時措施。臨時措施主要是為避免水土流失和揚塵而設置的。常采用的臨時措施有臨時攔擋、覆蓋、排水等措施,臨時攔擋工程有臨時土埂、碼放裝土編織袋、干砌石擋墻等多種方式;臨時覆蓋有撒播草種、無紡布(纖維網(wǎng))覆蓋和碎石覆蓋等;臨時排水溝有土質(zhì)排水溝、草邊溝等。

3.2.2 廢棄砂石坑

利用廢棄砂石坑做為棄渣場的,在棄渣過程中除要注意臨時防護外,還要加強后期的植被恢復建設。植被恢復的思路結(jié)合周邊土地利用類型和后期的土地利用方向確定,有一點要注意的是對于后期考慮恢復為耕地的,堆渣結(jié)束后要先采取相應措施以提高土地肥力。