高速公路棄渣場水土保持措施研究

夏加軍　陳開群　李亮勤　王前進　黃寧信

摘要：棄渣場是高速公路項目的水土流失防治重要區域，其水土保持效果制約著高速公路整體的水土保持驗收。文章以上思至防城港高速公路首件施工的某棄渣場為例，提出了行之有效的高速公路棄渣場水土保持措施，其中包括施工前、表土清理、截水溝及盲溝、棄渣場擋墻施工、渣土回填及綠化恢復的相關措施，始終貫徹綠色發展理念和“預防為主，先導試點”的原則，成功完成水土保持工程首件施工，取得良好水土保持效果，為本工程其他點位起到樣板模范作用。

關鍵詞：高速公路；棄渣場；水土保持；措施體系

0引言

高速公路的修建會造成地表大面積擾動，出現水土流失現象，主要包括路基、橋梁、棄渣場、表土堆放等裸露地表受降雨徑流沖刷引起的面蝕、溝壑侵蝕、坍塌、滑坡等。水土流失的區域包括路基工程區、橋梁工程區以及臨時設施的棄渣場區、表土堆放區等。經過多方水土保持監測結果表明，在臨時設施中，棄渣場的表面擾動最大，水土流失風險也最大，大量裸露的地面加上松散堆積物在雨水的沖刷下易發生水土流失［1-3］。

棄渣場中的棄渣由一些棄土和石塊組成。棄渣土離開原有土壤之后土質結構變得松散，無法保持原狀，當在土表堆積后極易發生土壤侵蝕［4］。當棄渣場水土保持措施處置不當、承載力過低時，可能會造成棄渣場的局部坍塌凹陷、隆起、滑坡等，使棄渣場穩定性降低，水土嚴重流失，發生安全事故［5］。

棄渣場的水土保持措施主要分為工程措施、植物措施和臨時措施，三者應相互搭配結合。工程措施主要有攔擋措施、排水措施、堆渣體的護坡及整個平臺整治等，施工時通過工程干預保持棄渣場的穩定性，抗滑抗傾覆、泄洪排水［6］。植物措施往往需要充分考慮植物的選擇和類型搭配，應能適應當地氣候，一般選用本土植物，防止生物入侵；“喬+灌+草”是常選擇的種植模式；植物根系發達有助于固土，若無植物措施，器械壓實后的土壤在雨水沖刷下也易造成水土流失。臨時措施包括修建臨時排水溝、邊坡渣堆覆蓋彩條布或薄膜等，施工期是水土流失的重要時期，做好臨時圍擋、雨水導流等措施才可在確保工程順利施工的同時，有效實現水土保持［7］。

本文根據上思至防城港高速公路具體情況，總結棄渣場水土保持措施設置概況，并對其中設置要點進行研究探討。

1 工程概況

上思至防城港高速公路（以下簡稱“上防路”）起點為上思縣，向南而行垂直穿過十萬大山山脈，途經多個縣份鄉鎮最終抵達防城港市，是十萬大山山脈兩邊的交通要塞，是廣西高速公路網規劃的重要一環。該路線全長63.18 km，采用四車道高速公路技術標準，設計速度為100 km/h，路基寬度為26 m。本文以該公路其中一個首件樣板工程棄渣場為例，對棄渣場的水土保持措施進行研究探討。該棄渣場的棄渣類型為土石混合渣體（普通土、軟石），占地類型為林地，占地面積為2.27公頃，堆渣高程范圍為254～303 m，堆渣量達34.48×104 m3（自然方）。

2 棄渣場水土保持措施研究

棄渣場的施工過程包括施工準備、表土清理、截水溝及盲溝、棄渣場擋墻施工、渣土回填及綠化恢復等。

2.1 施工準備

施工準備需要完成施工前的測量放樣、修建臨時截水、排水系統、移除苗木等步驟：

（1）測量放樣。對棄渣場施工邊線、擋、排水構造物施工測量放樣，規劃出棄渣場的方位、高程、斷面測量，便于按圖施工。

（2）修建臨時截水、排水系統。沿著棄渣場外部邊緣修建截水溝和排水溝，防止坡面匯水進入棄渣場。在縱坡＞12%時設跌水坎，防止雨水沖刷渣土，導致水土流失。

（3）苗木移除。因棄渣場設置于林地，需對大樹及可再利用的植被進行砍除或移除，從舊路邊緣往棄渣場深處進行清理，在紅線邊緣堆積并集中運走。

2.2 表土清理

堆渣前進行表土剝離，苗木移除后采取機械清理、人工清理的形式對地表的腐殖土進行挖除，清理較大的殘根、石塊、草木等。剝離表土后將其集中存于表土堆放場，供后期用于土地整治覆土。棄渣場剝離表土厚度為0.15 mm，剝離表土量為3 400 m3。

2.3 截水溝及盲溝措施

棄渣場截水溝為行洪主溝，其頂部向上延伸散口進行引流，在縱坡＞12%時應設跌水坎，跌水坎每隔3 m設置1道（圖1）；截水溝每隔12 m及在地質條件變化處設置沉降縫，縫內設瀝青麻絮。馬道平臺內側設置0.3 m×0.3 m梯形排水溝，馬道排水溝與兩側截水溝連接，采用夯實土質排水溝及5 cm厚C15混凝土抹面。消力護坦1座，采用C20混凝土澆筑。同時加強截、排水工程的管護，確保棄渣場排水通暢，防止產生泥石流等災害。渣體內的水排入排水盲溝，從棄渣場底部導出。如圖2所示。

2.4 棄渣擋護措施

2.4.1 棄渣擋護類型

根據“先擋后棄”的原則，堆渣前應在棄渣場坡腳設置擋渣墻，防止棄渣場土體變形結構失穩。棄渣擋護類型有重力式擋墻、攔渣壩、石籠擋渣墻等。重力式擋渣墻及壩式擋渣墻在工程中廣泛應用，依靠自身重力抵抗土的壓力；攔渣壩更適用于在溝谷中的棄渣擋護；石籠擋渣墻棄渣防護更適用于地基承載力較低或有環保要求的地段。本工程棄渣場堆渣形式基本上為坡面式，故攔擋形式選用重力式擋渣（土）墻（圖3、圖4）設置于坡底，先在首件樣板工程中應用研究。

2.4.2 棄渣擋護構造

擋墻墻身在地面線處及以上部分每隔2 m上下左右交錯設置泄水孔（10 cm×15 cm）。為防止泄水孔堵塞，應在泄水孔進口處設置反濾層。反濾層可采用砂礫石、無砂混凝土板或無紡布反濾層。擋渣墻墻趾外側基坑應用黏性土夯實或M5漿砌片石回填，并在填土表面做成≥4%的向外排水坡，以免積水軟化基礎。棄渣底應設置縱向透水盲溝，盲溝在擋墻端接擋渣墻泄水口。

2.5 渣土回填

棄渣場在回填棄渣過程中應與棄渣場的邊坡修整及防護同時進行，每填一層都要使場地中間高，兩側低，最高點為截排水溝的起點，且場地整體以1%的坡度往外傾，以利于排水；棄渣場使用結束后在棄渣場的回填平面上進行植被恢復；棄渣場頂面的坡度為0.5%，便于頂面排水。

從低處開始堆渣，堆渣密度應符合設計要求。堆渣分層攤鋪，碾壓，頂面形成設計要求的排水坡度。對渣場進行復耕或復植。棄渣場堆渣邊坡比均為1∶2，一級臺階堆高10 m，平臺寬3 m；二級臺階堆高10 m，平臺寬3 m；三級臺階堆高10 m，平臺寬10 m；四級臺階堆高10 m，平臺寬20 m；五級臺階堆高8 m，渣面平臺依范圍地形布置。如圖5所示。

2.6 綠化恢復

土地平整，并覆蓋表土，植被恢復覆土厚度>30 cm，選擇的喬、灌樹苗為0.5～3年生的一、二級壯苗（帶土），喬木選用生長健壯、根系發達、無病蟲害、無機械損傷的馬尾松；灌木選用黃素梅；草籽為百喜草及狗牙根（1∶1），選發芽率發育90%以上的籽粒飽滿，無病蟲害Ⅰ級純凈良種；植樹采用挖坑栽植，喬木整地類型為40 cm×40 cm×40 cm塊狀整地，灌木整地類型為30 cm×30 cm×30 cm塊狀整地，種植密度為喬木1 250株/hm 灌木1 250株/hm 草籽60 kg/hm2；綠化區域全面覆蓋無紡布。

2.7 工程驗收概況

混凝土強度滿足《公路工程質量檢查評定標準 第一冊 土建工程》（JTG F80/1-2017）附錄D要求范圍內；墻頂外邊線經測量與設計圖偏差＜50 mm。采用鉛錘法檢測垂直度及坡度，偏差＜0.3 mm；尺量頂面高程與設計偏差＜20 mm；通過水準儀測量地面高程＜50 mm；采用2 m直尺測量斷面尺寸，均符合設計值要求。采用全站儀測量墻頂外邊線表面平整度，偏差值＜8 mm；尺量泄水孔間距，偏差值與設計值一致；地基承載力＞200 kPa；沉降縫、泄水孔、反濾層的設置位置、質量和數量符合設計要求。

3 結語

棄渣場的水土保持工作是高速公路水土流失防治的重要環節，是制約高速公路水土流失的關鍵因素。本文以上防路某棄渣場為例，提出了行之有效的高速公路棄渣場水土保持措施，其中包括施工前、表土清理、截水溝及盲溝、棄渣場擋墻施工、渣土回填及綠化恢復等相關措施。始終貫徹綠色發展理念和“預防為主，先導試點”的原則，成功完成水土保持工程首件施工，為本工程其他點位起到樣板模范作用。

參考文獻：

［1］李金海，楊莉琳.國道112線豐寧縣城至千松梁段擴建對水土流失的影響及對策［J］.水土保持通報，2001（3）：32-34.

［2］王佳宇.高速公路水土保持設施驗收中存在的問題及對策［J］.城市道橋與防洪，2017（12）：155-156，160，17.

［3］黃邦義.閩粵高速公路泉州永春至龍巖永定段工程水土保持監測分析［J］.亞熱帶水土保持，2021，33（3）：46-50.

［4］張 碩.丘陵山區三種典型棄渣場水土保持措施研究［D］.北京：北京林業大學，2017.

［5］張 帆，張立強，黃 斌.南水北調中線一期工程河南段水土保持設計研究［J］.中國水土保持，2023，491（2）：6-8.

［6］王碧軍，劉 鐳，吳 震.新理念下山區生態型棄渣場設計研究——以新建鄭州至萬州鐵路重慶段工程大周渣場為例［J］.交通節能與環保，2023，19（1）：186-190.

［7］馮海林，謝 濤，馬 翔.寧夏土石山區公路工程棄渣場設置與防護［J］.工程技術研究，2022，7（20）：176-178.

作者簡介：夏加軍（1986—），高級工程師，主要從事項目施工管理工作。