平陸運河沿線土石方綜合利用研究

黃宗清 時成相 何振洲

1.中交廣州航道局有限公司；2.廣西珠委南寧勘測設(shè)計院有限公司；3.中交廣州航道局有限公司

1.引言

平陸運河工程是連通西江航運干線與北部灣國際樞紐海港的重大交通項目，規(guī)劃為內(nèi)河I級航道，主線全長約135km，共開挖土石方3.39億m3（實方），預(yù)計4.05億m3（松方），具有開挖量巨大、處置難度大與影響范圍廣等特點。主要表現(xiàn)有：一是工程樞紐建筑物多，工程施工點多面廣，無法達到自身“挖填平衡”；二是涉及土石方處置工程量龐大，土石方堆放需占用大量土地，不可避免的占用部分耕地、林地、生產(chǎn)要道，對當?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)生活造成較大影響；三是平陸運河主線周邊涉及永久基本農(nóng)田、紅樹林自然保護區(qū)、水源保護區(qū)、生態(tài)公益林等敏感區(qū)域，土石方堆存選址存在多重制約；四是工程計劃總工期5年，土石方堆置時間較長，將對堆存場原有地形地貌、自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響。

如何資源化利用工程開挖土石方，減少土石方處置對生態(tài)環(huán)境的不利影響，前人已進行過相關(guān)研究并取得一定的成果，但針對平陸運河工程大范圍大體量條件下高難度土石方綜合利用進行研究，無疑具有一定的理論意義和實用價值。

2.平陸運河開挖土石方情況分析

平陸運河工程開挖的土石方種類涉及23種，質(zhì)地和性質(zhì)相差大。既有強度較低的淤泥、黏土和全風化、強風化的泥巖、砂巖，也有強度較好的礫石、中風化泥巖、中風化硅質(zhì)泥巖、中風化砂巖以及中風化花崗巖。要做好數(shù)億土石方的綜合利用，前提是對土石方進行分類分質(zhì)。

根據(jù)初步設(shè)計階段地質(zhì)勘察結(jié)果，全線開挖土石方量33945.20萬m3中，泥巖為14007.18萬m3，占比41.26%；砂巖為5672.75萬m3，占比16.71%；中粗砂為1101.84萬m3，占比3.25%；粉細砂（夾層土）為1623.68萬m3，占比4.78%；粘性土為6467.57萬m3，占比19.05%；其他巖土還包括表土、淤泥、灰?guī)r、礫砂、卵礫石、砂卵礫石，占比1.05%-7.54%不等。

3.土石方綜合利用方向

土石方綜合利用是指在土石方綜合調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上，對開挖土石方數(shù)量和質(zhì)量的時空分布進行詳細分析，結(jié)合有效利用途徑綜合利用，實現(xiàn)土石方資源的循環(huán)利用和最優(yōu)利用，以達到土石方資源的可持續(xù)利用[1]。土石方綜合利用研究主要遵循以下4個原則：

（1）綜合效益最大化。“綜合效益”是指綜合利用開挖土石方所帶來的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。土石方作為一種有限的自然資源，科學(xué)合理地配置土石方資源是其綜合效益最大化的先決條件。

（2）節(jié)約用地、保護耕地。土石方綜合利用要切實地少占耕地，特別是永久基本農(nóng)田。對于現(xiàn)狀質(zhì)量較低的耕地，考慮利用土石方實行抬田造地并建設(shè)配套設(shè)施以提高耕地質(zhì)量，落實保護耕地的要求，有序、有效地利用土石方，節(jié)約土地資源。

（3）因地制宜、就近利用。土石方綜合利用要將運河各航段開挖土石方量與利用區(qū)域?qū)ν猎吹男枨蠼y(tǒng)籌考慮，利用距離以近距離為宜，減低運輸成本，減少浪費，提高土石方利用效率。

（4）保護和改善生態(tài)環(huán)境。按照保護優(yōu)先、兼顧治理的要求，在土石方綜合利用的過程中推進土地資源保護和生態(tài)環(huán)境綜合整治，保障土地資源的可持續(xù)利用，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一。

在遵循土石方綜合利用4個原則的前提下，根據(jù)平陸運河開挖土石方資源的可利用性分析，結(jié)合運河周邊區(qū)域的綜合開發(fā)建設(shè)、土地整治、生態(tài)修復(fù)等活動情況，平陸運河土石方綜合利用可以考慮以下8個利用方向：工程自身利用、建材利用、建設(shè)項目利用、填海工程利用、原河道回填造地、廢棄礦坑回填造地、土地整治、山谷（溝）抬田造地。

3.1 工程自身利用

運河工程可自身利用的土石方主要有少量回填土方和石料，自身建設(shè)過程中預(yù)計可利用土石方709.30萬m3，其中自身回填土方503.30萬m3，自身利用石料206萬m3。不僅可實現(xiàn)土石方資源循環(huán)利用，節(jié)約工程成本，同時從源頭減少對生態(tài)環(huán)境的影響。

3.2 建材利用

根據(jù)開挖土石方情況分析，平陸運河工程開挖料中存在一定量的天然建筑材料[2]。平陸運河工程開挖土石方規(guī)模巨大，在基本摸清開挖土石方物質(zhì)組成和可用性的基礎(chǔ)上，將開挖土石方作為建材原料等資源進行循環(huán)加工利用，砂石土自然建材利用方向主要包括建材利用方向有制磚、膠凝砌塊和建筑用砂、營養(yǎng)土等4種加工方式，預(yù)計可利用土石方20883.60萬m3（松方）。一方面可以提高土石方利用率，減少工程投資；另一方面發(fā)揮土石方資源屬性優(yōu)勢，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

3.3 建設(shè)項目利用

根據(jù)規(guī)劃資料，運河周邊有12個項目，涉及平陸運河沿線重點產(chǎn)業(yè)園區(qū)、新村建設(shè)等。園區(qū)及城鎮(zhèn)建設(shè)過程中三通一平需要大量的土石方進行回填、平整，結(jié)合運河工程開挖產(chǎn)生的土石方，進行資源化利用，既可解決土石方處理的困難，有利于土石方的高效使用，也減少了園區(qū)和城鎮(zhèn)建設(shè)需求的填料成本，緩減建設(shè)項目用土的壓力，提高建設(shè)效率，有利于帶動和促進地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)共贏。園區(qū)及城鎮(zhèn)建設(shè)項目建設(shè)過程中預(yù)計可利用平陸運河土石方4925.46萬m3，既實現(xiàn)了土石方資源循環(huán)利用，減少平陸運河土石方占用土地資源，同時減緩了項目建設(shè)的用土壓力，促進地方經(jīng)濟發(fā)展[3]。

3.4 填海工程利用

平陸運河工程入海口近海段開挖的土石方主要為疏浚土，包含淤泥、粉質(zhì)粘土、泥巖、粉砂巖、中風化砂巖及部分中粗砂等，且臨近海域開挖土石方含有海水，若回填于陸地山溝，將會影響周邊生態(tài)環(huán)境和地下水資源，考慮作為填海造陸的回填材料進行資源化再利用，可解決航道挖掘拋棄廢土困難的問題，節(jié)省一定的棄土費用，同時為填海工程項目節(jié)省砂石等建筑材料。入海口段土石方轉(zhuǎn)運至欽州港吹填造地，可消納工程量約953萬m3。既實現(xiàn)了土石方資源循環(huán)利用，減少平陸運河土石方占用土地資源，同時極大地避免陸路運輸帶來的一系列環(huán)境問題，也有助于地方城市空間擴展，緩解土地供需矛盾，給地方經(jīng)濟發(fā)展提供支持。

3.5 原河道回填造地

平陸運河裁彎取57處，回填34處，通過原河道回填造地預(yù)計可利用土石方量1656.96萬m3，實現(xiàn)了土石方資源循環(huán)利用，減少土石方處置占用土地資源[4]。

3.6 廢棄礦坑回填造地

平陸運河沿線存在部分因礦坑資源枯竭或某些原因關(guān)閉報廢的采礦場，由于采用凹陷露天開采，廢礦邊坡高而陡，現(xiàn)狀留下較大的深坑。通過廢棄礦坑回填造地預(yù)計可利用土石方819.27萬m3，實現(xiàn)了土石方資源循環(huán)利用。廢棄礦坑修復(fù)將有效消除、規(guī)避礦坑內(nèi)滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害隱患，恢復(fù)土地功能，有效增加地表綠化面積，同時新增耕地面積，提高土地的再利用率，從而促進區(qū)域環(huán)境良性發(fā)展[5]。項目實施后預(yù)計可新增耕地指標37.45公頃（其中：水田20.00公頃、旱地17.45公頃），新增糧食產(chǎn)能39.71萬公斤。

3.7 土地整治

平陸運河航道沿線所經(jīng)區(qū)域人口密集、土地資源緊張，而低矮丘陵區(qū)域尤甚，這些區(qū)域地勢不高，但地形起伏，耕地坡度較大，破碎化程度高。通過土地整治實現(xiàn)耕作區(qū)集中連片和新增耕地面積，預(yù)計可利用土石方量3108.86萬m3，同時利用主線剝離的表土提高耕地質(zhì)量，實現(xiàn)了土石方資源循環(huán)利用。項目實施后可新增耕地面積，提高土地利用率，緩解用地供需矛盾。預(yù)計可新增旱地指標50.40公頃，新增糧食產(chǎn)能45.36萬公斤。

3.8 山谷（溝）抬田造地

平陸運河沿線4個縣區(qū)均屬丘陵地貌類型，運河兩側(cè)低山丘陵起伏連綿，溝壑縱橫，地形復(fù)雜。將平陸運河土石方綜合利用與谷（溝）抬田造地相結(jié)合，利用土石方對溝谷、凹地進行填土，根據(jù)土地整治潛力因地制宜優(yōu)先復(fù)墾為耕地、兼顧復(fù)墾為林地，提高原有土地的綜合生產(chǎn)能力[6]。

通過山谷（溝）抬田造地預(yù)計可利用平陸運河土石方量7347.61萬m3，實現(xiàn)了土石方資源循環(huán)利用。項目實施后改善丘陵山區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)，提高土地利用率，新增耕地面積，緩解用地供需矛盾。預(yù)計可新增旱地指標52.60公頃，新增糧食產(chǎn)能47.34萬公斤。

4.土石方綜合利用的效益分析

4.1 經(jīng)濟效益

土石方綜合利用的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在利用土石方復(fù)墾后形成的指標收益以及后期資源綜合開發(fā)收益，除此以外，還會帶來一些隱性收益，比如耕地數(shù)量的增加，可以增加農(nóng)業(yè)收入，減緩當?shù)亟ㄔO(shè)發(fā)展的用地壓力，環(huán)境的改善可以提高地區(qū)投資機會等。

1）指標收益。主要體現(xiàn)為近期效益（5年內(nèi)）。通過原河道回填、廢棄礦坑回填造地、土地整治和山谷（溝）抬田造地，共計可墾造新增耕地指標304.41公頃，其中水田182.12公頃，旱地122.29公頃，新增水田按22.1萬元/畝，新增旱地5.7萬元/畝考慮，預(yù)計可產(chǎn)生指標收益7.08億元。

2）資源綜合開發(fā)收益。主要體現(xiàn)為遠期效益（5年～10年）。從長遠來看，通過土石方資源的綜合開發(fā)，用開挖土石方加工制作燒結(jié)磚、加氣混凝土磚、建筑用砂和營養(yǎng)土等進行資源化利用，可實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟，并產(chǎn)生相當可觀的經(jīng)濟收益。

4.2 社會效益

通過土石方綜合利用，將平陸運河工程開挖土石方與墾造補充耕地、建材利用和沿線周邊其他項目的土石方填筑相結(jié)合，探索出一條有利于工程順利實施、同時又能給地方經(jīng)濟提供支持、保障當?shù)乩习傩盏母纠娴墓糙A道路，從長遠來看，必將產(chǎn)生巨大的社會效益。

1）有利于建立生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制。通過對開挖土石方的綜合利用能夠有效減小土石方隨意堆放產(chǎn)生的不利影響。充分利用開挖土石方，使其發(fā)揮最大價值，循環(huán)利用現(xiàn)有資源，能夠有效地節(jié)約資源、節(jié)能減排，符合我國建立生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制的最終目標。

2）有利于保護耕地及永久基本農(nóng)田。通過土石方綜合利用一方面減少占用土地資源進行土石方堆放，節(jié)約了寶貴的土地，尤其是耕地和永久基本農(nóng)田。另一方面，平陸運河土石方利用區(qū)域主要集中航道兩側(cè)的低地、洼地和坑塘，將土石方綜合利用與造地相結(jié)合，通過對洼地和坑塘的整理，重新組織土地利用，墾造補充耕地增加可利用土地面積，提高土地利用率。在一定程度上將為地方政府緩解緊張的用地壓力，改善人地關(guān)系，實現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡發(fā)揮重要作用。

3）有利于保障平陸運河主體工程的順利開展。通過土石方綜合利用，積極探索工程開挖土石方資源化利用的途徑，變包袱為資源，變無序為有序，變被動為主動。土石方的合理有效利用有利于促進工程進程，降低工程實施難度，節(jié)約工程時間，確保工程建設(shè)的順利開展。

4）有利于促進運河沿線社會經(jīng)濟發(fā)展。土石方綜合利用結(jié)合地方城鎮(zhèn)與工業(yè)規(guī)劃，將工程開挖土石方與地方發(fā)展、土地利用、環(huán)境保護、旅游產(chǎn)業(yè)等規(guī)劃協(xié)調(diào)起來，既可以有效利用土石方資源，又能為地方未來發(fā)展預(yù)留空間，同時還能創(chuàng)造大量社會就業(yè)機會，提高居民收入水平，并將帶動相關(guān)倉儲物流、交通運輸、產(chǎn)業(yè)服務(wù)、技術(shù)研發(fā)、金融等服務(wù)業(yè)的大發(fā)展，大幅度地增加城鎮(zhèn)就業(yè)和吸納農(nóng)村剩余勞動力轉(zhuǎn)移，促進社會安定和諧。

4.3 生態(tài)效益

1）減少水土流失、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患。通過土石方綜合利用減少棄土可減少水土流失、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患，同時也有利于減少棄土對生態(tài)環(huán)境造成的影響，實現(xiàn)資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2）有助于修復(fù)采礦損毀土地。將土石方綜合利用與廢棄礦坑修復(fù)結(jié)合起來，有效消除、規(guī)避了礦坑內(nèi)滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害隱患，恢復(fù)土地功能，有效增加地表綠化面積，促進區(qū)域環(huán)境良性發(fā)展。

5.結(jié)語

通過平陸運河工程自身利用、建材利用、建設(shè)項目利用、填海工程利用，可實現(xiàn)節(jié)約平陸運河工程自身建設(shè)成本和其他建設(shè)項目成本、資源綜合開發(fā)等多重效益；通過原河道回填、廢棄礦坑回填、土地綜合整治及山谷（溝）抬田墾造耕地，預(yù)計可補充耕地，可實現(xiàn)耕地占補收益，提高土地利用率，緩解地方用地供需矛盾。