溝道型棄渣場(chǎng)水土保持整治措施設(shè)計(jì)
——以雅康高速K10+510棄渣場(chǎng)為例

吳 軍 高曉龍 孫 源

（1.中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 611130）

（2.四川雅康高速公路有限責(zé)任公司，四川 雅安 625000）

（3.中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 611130）

0 引言

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展，高速公路網(wǎng)的覆蓋面積在不斷擴(kuò)張，正逐步向西南邊遠(yuǎn)山區(qū)延伸，由于區(qū)域地形條件復(fù)雜，溝壑縱橫，不可避免地產(chǎn)生大量棄渣，導(dǎo)致棄渣場(chǎng)數(shù)量多，棄渣活動(dòng)頻繁。在高速公路可行性研究設(shè)計(jì)階段，主體設(shè)計(jì)單位關(guān)注的重點(diǎn)是主體工程的選址或選線(xiàn)、建設(shè)布局、生產(chǎn)工藝等[1]，棄渣場(chǎng)作為高速公路線(xiàn)外附屬工程，其選址尚未被列入主體設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究的內(nèi)容，到初步設(shè)計(jì)階段尤其是到施工圖設(shè)計(jì)階段時(shí)，因設(shè)計(jì)加深、征地等原因，常有棄渣場(chǎng)變更現(xiàn)象。在施工管理方面，高速公路建設(shè)多采取分標(biāo)段施工管理，導(dǎo)致土石開(kāi)挖及棄渣處置易缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃及調(diào)度，更加劇棄渣堆放問(wèn)題，對(duì)于已新增的棄渣點(diǎn)，若處置不當(dāng)，不僅會(huì)產(chǎn)生安全隱患，還將影響周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)[2-4]。因此，對(duì)于新增棄渣場(chǎng)的水土保持整治措施設(shè)計(jì)成為了高速公路建設(shè)中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

本文以雅康高速公路新增K10+510 棄渣場(chǎng)為例，詳細(xì)介紹了溝道型棄渣場(chǎng)的水土保持整治措施設(shè)計(jì)，通過(guò)棄渣場(chǎng)的整治，達(dá)到確保棄渣場(chǎng)安全和減少水土流失的目的，同時(shí)為其他類(lèi)似工程提供借鑒。

1 工程概況

雅安至康定高速公路位于四川省雅安市、甘孜州境內(nèi)，線(xiàn)路全長(zhǎng)134.79km，是國(guó)家高速公路G42 上海至成都高速公路的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，是四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中5 條東西橫線(xiàn)之一的康定至瀘州高速公路的核心部分，路線(xiàn)起點(diǎn)位于雅安市草壩鎮(zhèn)，接樂(lè)雅高速公路K86+307，沿線(xiàn)經(jīng)過(guò)雅安市雨城區(qū)、天全縣、甘孜州瀘定縣、康定縣，終點(diǎn)為康定城東菜園子，為雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)新建，路基寬24.5m，設(shè)計(jì)速度80km/h，橋隧比高達(dá)82%。

2 棄渣場(chǎng)概況及周邊環(huán)境情況

2.1 棄渣場(chǎng)概況

K10+510 棄渣場(chǎng)位于雅安市雨城區(qū)南郊鄉(xiāng)澄青村、順江村附近，雅康高速樁號(hào)K10+510 右側(cè)方向坡地上。棄渣場(chǎng)堆積完畢，總堆填渣土約6.0 萬(wàn)方，堆砌的棄渣長(zhǎng)約153m，寬約48m，層厚5～20m 不等，成份為開(kāi)挖的粉質(zhì)粘土夾砂、泥巖塊體，塊體呈不規(guī)則棱角狀，含量35-50%，粒徑一般0.3～1.0m，最大可達(dá)1.5m，堆渣高程為587m～614m，最大堆渣高度為27m，場(chǎng)址地形相對(duì)開(kāi)闊。場(chǎng)址附近有公路、村道通往雨城區(qū)，距雨城區(qū)城約8 公里，交通總體較好。

K10+510 棄渣場(chǎng)所處區(qū)域整體上為深切割剝蝕（侵蝕）—構(gòu)造低山地貌與侵蝕堆積河谷平壩地貌交匯部，地勢(shì)總體為南高北低，其間發(fā)育一沖溝，沖溝溝深2-4m。場(chǎng)址表層巖性為第四系殘坡積的粉質(zhì)粘土夾碎石，厚度1.0～2.0m，沖溝內(nèi)及兩側(cè)可見(jiàn)坡洪積粉質(zhì)粘土夾塊碎石，厚度3～5m，下伏白堊系中統(tǒng)灌口組泥巖，未見(jiàn)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，無(wú)區(qū)域性活動(dòng)斷裂通過(guò)，無(wú)泉點(diǎn)出露，區(qū)域地震烈度Ⅷ度。

本棄渣場(chǎng)為新增溝道型棄渣場(chǎng)，其水土保持防護(hù)措施不健全，需采取針對(duì)性水土保持整治措施，以妥善的處置高速公路修建過(guò)程中產(chǎn)生的棄渣。棄渣場(chǎng)的措施完善，有利于雅康高速的竣工，對(duì)于推進(jìn)雅康高速生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

圖1 K10+510棄渣場(chǎng)平面布置圖

2.2 棄渣場(chǎng)周邊環(huán)境概況

K10+510 棄渣場(chǎng)外圍崩塌、泥石流等物理現(xiàn)象發(fā)育，均距離棄渣場(chǎng)地較遠(yuǎn)，且不在國(guó)家級(jí)水土保持監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、重點(diǎn)試驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)。棄渣場(chǎng)上緣為雅康高速路基，北側(cè)為上游微型電站的導(dǎo)流渠，東西兩側(cè)有季節(jié)性沖溝分布，西側(cè)沖溝緊沿棄渣場(chǎng)邊緣向北，在棄渣場(chǎng)前緣匯入電站的導(dǎo)流渠，導(dǎo)流渠向南約100m 進(jìn)入周公河。其選址符合《中華人民共和國(guó)水土保持法》、《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和“水利部水?！?007〕184 號(hào)文”中關(guān)于選址選線(xiàn)的其他要求。

3 棄渣場(chǎng)水土保持整治措施設(shè)計(jì)

3.1 棄渣場(chǎng)等級(jí)及建筑物級(jí)別

根據(jù)《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018-2014）的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合K10+510棄渣場(chǎng)實(shí)際堆渣量、堆渣高度及周邊敏感點(diǎn)分布情況，確定棄渣場(chǎng)等級(jí)為4 級(jí)，擋渣墻工程級(jí)別按5 級(jí)設(shè)計(jì)，排洪工程建筑物級(jí)別為4 級(jí)，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，按30 一遇進(jìn)行校核。

3.2 棄渣場(chǎng)排水設(shè)計(jì)

K10+510 棄渣場(chǎng)場(chǎng)址占用原沖溝，對(duì)沖溝進(jìn)行改道，改道沖溝水道在沿棄渣場(chǎng)東側(cè)向下后，在棄渣場(chǎng)北段進(jìn)入排洪渠，因改道沖溝水道現(xiàn)狀未襯砌，加之棄渣堆填形成的坡面坡度較陡，易沖蝕棄土場(chǎng)坡腳，對(duì)沖溝下游坡體、沖溝兩側(cè)耕地及電站排水渠形成安全隱患。

為排導(dǎo)原溝道及棄渣場(chǎng)上游匯水，在棄渣場(chǎng)西側(cè)布設(shè)改溝工程，長(zhǎng)160m，上游端與高速公路涵洞出口銜接，下游端排入已有電站排洪渠，溝體采用M7.5 漿砌石砌筑，采用梯形斷面，溝底寬3m，深3.5m，兩側(cè)壁厚0.5m，坡比為1：1，表面采用2cm 砂漿抹面。改溝工程底坡比降為9%，考慮0.5m 安全超高基礎(chǔ)上，過(guò)流能力達(dá)208m3/s，滿(mǎn)足30年一遇校核洪水流量155 m3/s 的過(guò)流能力。

圖2 改溝斷面圖（單位：m）

為防止棄渣場(chǎng)上緣側(cè)坡面徑流對(duì)渣體的沖刷，在棄渣場(chǎng)東側(cè)布置排水溝，排水溝長(zhǎng)150m，采用M7.5 漿砌石砌筑，過(guò)流斷面為矩形，溝底寬0.5m，深0.7m，兩側(cè)壁厚0.4m，表面采用2cm 砂漿抹面。排水溝底坡比降為10%，考慮0.1m 安全超高基礎(chǔ)上，過(guò)流能力達(dá)0.85m3/s，滿(mǎn)足永久截排水溝3年一遇10min 降雨量校核洪水流量0.24m3/s 的過(guò)流能力。

圖3 排水溝斷面圖（單位：m）

3.3 棄渣場(chǎng)擋渣墻設(shè)計(jì)

結(jié)合地形地質(zhì)條件、堆渣量、渣料成分、建筑材料等因素綜合考慮，沿坡腳布置30m 擋渣墻進(jìn)行攔擋，結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土重力式擋渣墻，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，截面尺寸為墻高5.8m（含基礎(chǔ)），頂寬1.6m，底寬4.85m，面坡斜率1：0，背坡斜率1：0.25，基礎(chǔ)埋置在地面以下，一般埋深1.5m，背坡側(cè)設(shè)置墻踵，尺寸為2.0m×0.8m（長(zhǎng)×高）。通過(guò)對(duì)擋渣墻的抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定及地基的承載力校核，滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

為防止擋渣墻因地基不均勻沉陷和溫度變化引起墻體裂縫，攔渣堤沿堤線(xiàn)方向每隔10m 設(shè)置一道縫寬3cm 的伸縮沉陷縫，縫內(nèi)填塞瀝青麻絮或其他止水材料。

為降低擋渣墻后水位，減小墻身水壓力，增加墻體穩(wěn)定性，擋渣墻墻身3.0處每隔2m 布設(shè)一根A100mmPVC 排水管，排水管進(jìn)口處采用土工布包裹，以保證管內(nèi)干凈暢通滲排水。

圖4 K10+510 棄渣場(chǎng)橫斷面圖

圖5 鋼筋砼擋渣墻斷面圖（單位：cm）

圖6 擋渣墻鋼筋規(guī)格圖（單位：cm）

3.4 削坡及邊坡綠化

通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀堆渣體穩(wěn)定性復(fù)核，棄渣場(chǎng)局部邊坡，對(duì)過(guò)陡坡面進(jìn)行局部削坡處理，削坡后坡比為1：1.75，削坡整治后，對(duì)渣頂面及坡面采取撒播植草，撒播密度為10g/m2，草種選擇狗牙根，優(yōu)先考慮從當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)采購(gòu)種子，種子應(yīng)有檢疫合格證，質(zhì)量為二級(jí)及以上。

圖7 邊坡局部削坡斷面圖

3.5 其他措施

為提高草種發(fā)芽率，撒播植草后，采用可降解無(wú)紡布進(jìn)行覆蓋保護(hù)。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，應(yīng)及時(shí)對(duì)稀疏無(wú)苗區(qū)進(jìn)行補(bǔ)播；對(duì)死亡、損壞嚴(yán)重的草坪，要適時(shí)補(bǔ)種同規(guī)格同品種的植物。

加強(qiáng)病蟲(chóng)害的防治，不同的病蟲(chóng)害采用不同的藥物除治，要做到“對(duì)癥下藥，綜合防治”，以節(jié)約資金和人力，有效控制病蟲(chóng)害的發(fā)生與蔓延，保證植物健康生長(zhǎng)，鞏固和提高綠化效果。

4 結(jié)論

棄渣場(chǎng)是造成項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中水土流失的重要區(qū)域，棄渣處理正成為水保和環(huán)評(píng)驗(yàn)收中的制約性因素之一。為提升高速公路工程施工管理的水土保持能力，全面貫徹綠色發(fā)展理念，對(duì)于新增棄渣場(chǎng)，應(yīng)以生態(tài)學(xué)理論為依據(jù)，通過(guò)采取工程措施、林草措施相結(jié)合的綜合整治措施，形成系統(tǒng)、完整的水土流失防治措施體系，以避免棄渣水土流失事件發(fā)生，以避免棄渣水土流失事件發(fā)生。通過(guò)雅康高速K10+510 棄渣場(chǎng)水土保持整治措施案例，為相似工程提供借鑒。