公路棄渣處理及渣場生態(tài)建設(shè)技術(shù)探討

周連兄,趙方瑩,侯 魏,祝小明

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

近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,公路建設(shè)突飛猛進(jìn)。現(xiàn)階段大部分公路建設(shè)產(chǎn)生的多余渣土在公路沿線隨意堆棄,不僅嚴(yán)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(shè)棄渣進(jìn)行分類處理及建設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)中防治水土流失的重點區(qū)域。公路建設(shè)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(shè)初期都需要進(jìn)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(guān)注的焦點。

2 各類渣土處理方式分析

隨著城市化進(jìn)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(shè)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(shè)水土保持方案的經(jīng)驗,考慮到北京市生態(tài)建設(shè)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(shè)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(biāo)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(jìn)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(hù)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(hù)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(shè)置觀景平臺和停車港灣,此理念在公路建設(shè)中已得到認(rèn)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(jìn)行調(diào)配,使項目區(qū)資源得到最大化利用。即將建設(shè)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(dān)下路工程,也是在項目間進(jìn)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(jìn)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(shè)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(jì)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(jìn)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(shè)施、臨時場地的建設(shè),既能滿足項目取、棄土場的需要,又能減少項目建設(shè)成本和對植被的破壞。

3 棄渣場設(shè)置及生態(tài)建設(shè)方式

對于遠(yuǎn)離城市和郊縣的公路,附近并沒有專門設(shè)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(jìn)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(dāng)?shù)匾?guī)劃和土地利用方向協(xié)同業(yè)主、地方政府相關(guān)部門一并確定棄渣場地,并在項目前期預(yù)留資金對渣場進(jìn)行相應(yīng)整治。

3.1 棄渣場設(shè)置原則

①渣場與建設(shè)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(yuǎn)離公路的一面,如不能避免,后期要加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)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(jì)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(shè)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(shè)計相應(yīng)的生態(tài)建設(shè)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(shè)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(jìn)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(jìn)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(shè)置完善的排水系統(tǒng)。一般地要在渣場周邊的邊坡設(shè)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(fù)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(shè)計過程中在對項目區(qū)及周邊植被類型進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)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(fù)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展情況建設(shè)經(jīng)果林,建成后交由地方經(jīng)營,以提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入。目前北京郊縣可選擇的經(jīng)濟(jì)樹種有桃、梨、核桃、櫻桃、板栗、葡萄等。棄渣場后期土地為建設(shè)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(fù)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(shè)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(hù)外,還要加強(qiáng)后期的植被恢復(fù)建設(shè)。植被恢復(fù)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(fù)為耕地的,堆渣結(jié)束后要先采取相應(yīng)措施以提高土地肥力。