淺談高速公路棄土（石、渣）場選址及水土保持措施配置

熊 峰，龔長春，賀月玲

（江西省水土保持科學(xué)研究院，江西南昌330029）

0 前言

按照新修編的 《江西省2020年高速公路路網(wǎng)規(guī)劃》，到2015年全省高速公路通車?yán)锍虒⑼黄?000km，實(shí)現(xiàn)縣縣通高速；到2020年力爭突破6 000 km，建成“縱貫?zāi)媳薄M跨東西、覆蓋全省、連接周邊”的高速公路網(wǎng)。高速公路為我國的交通運(yùn)輸事業(yè)作出了突出的貢獻(xiàn)，是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支撐因素之一。隨著高速公路的快速發(fā)展，高速公路對(duì)沿線自然人文景觀、生態(tài)環(huán)境、水土資源的破壞越嚴(yán)重。2000～2005年江西省公路類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目占地面積5.03萬hm2，占各類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目總面積的9.91%，水土流失量為1 425.56萬t，占所有生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目總水土流失量的12.5%。高速公路建設(shè)空間跨度大，呈線形分布，棄土(石、渣)場為高速公路重要線外附屬工程，是水土流失防治重點(diǎn)。

本文就南昌至上栗高速公路棄土（石、渣）場的選址及水土保持措施進(jìn)行初步探討和研究，為高速公路棄土（石、渣）場水土流失防治提供技術(shù)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

南昌至上栗高速公路位于江西省南昌市、宜春市、萍鄉(xiāng)市3市境內(nèi)，途經(jīng)3市境內(nèi)7個(gè)縣（市、區(qū)）20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，路線主線全長 221.384 km，連接線長 22.40 km/6條。主線設(shè)計(jì)速度100 km/h，雙向四車道，主線路基寬度26.0 m，連接線路基寬度12.0 m。全線設(shè)橋梁198座總長 20 147 m，隧道 1座長 1 470 m，橋隧比 8.9%；涵洞851道；互通立交15處、管理服務(wù)設(shè)施30處；取土場6處、棄土（石、渣）場9處、施工場地120處、施工便道26.42 km。 工程建設(shè)征占地總面積 1 658.64 hm2，其中永久占地 1 486.54 hm2，臨時(shí)占地 172.10 hm2；路基土石方挖方總量 2805.20 萬 m3， 填方總量 2778.02 萬 m3， 借方57.84 萬 m3，棄方 85.02 萬 m3，總工期 36 個(gè)月。

工程土石方調(diào)配利用后，將產(chǎn)生棄土（石、渣）85.02萬 m3（含隧道棄渣），棄渣主要分布在 K3+125～K5+000、K16+000～K33+000、K126+000～K127+000、K142+050 ～K150+600、K164+000 ～K165+000、K194+000 ～K222+000等路段。根據(jù)棄方產(chǎn)生位置及區(qū)域周邊的地形地貌，共選定了9處棄土（石、渣）場。各棄土（石、渣）場設(shè)置情況詳見表1和表2。

2 棄土（石、渣）場選址

研究區(qū)棄土（石、渣）場選址是主體工程根據(jù)土石方平衡情況，綜合考慮土石方調(diào)運(yùn)的合理運(yùn)距、地形等因素后確定的。棄土（石、渣）場選址遵循“就近堆放，減少運(yùn)距；全面規(guī)劃，集中堆放棄土、渣；遠(yuǎn)離敏感點(diǎn)，盡量布設(shè)在緩坡、山谷或荒溝中，少占農(nóng)地、耕地，不得擠占河道；嚴(yán)禁設(shè)于山洪下瀉通道，以免造成泥石流等水土災(zāi)害”的原則。各棄土（石、渣）場環(huán)境概況一覽詳見表3。

表1 棄土（石、渣）場設(shè)置一覽表

表2 棄土（石、渣）場基本情況一覽表

表3 棄土（石、渣）場環(huán)境概況一覽表

由表1、表2、表3可知，公路所設(shè)置的 9處棄土（石、渣）場均布設(shè)在基本對(duì)本路線沒有影響或影響較小地段，選擇在地形條件有利、穩(wěn)定的溝谷地進(jìn)行棄渣。下游安全距離內(nèi)均無公共設(shè)施、工業(yè)企業(yè)和居民點(diǎn)等地等敏感目標(biāo)，且各棄土（石、渣）場也未侵占河道、湖泊和水庫等重要設(shè)施，不會(huì)影響行洪。9處棄土（石、渣）場均滿足對(duì)棄渣量的容納，其中最大棄渣量為30.96 萬 m3（K150+300）。這些棄渣場地形多數(shù)較為平緩，大多溝深且口窄，且溝道內(nèi)的地質(zhì)條件較好，植被覆蓋較大，不會(huì)誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，只要在溝道口設(shè)置攔擋措施，并在渣場外圍設(shè)置截、排水措施，排除上游匯水避免對(duì)渣體的沖刷就能實(shí)現(xiàn)對(duì)棄渣的有效攔擋。

公路沿線共布設(shè)1座隧道，位于K206+480～K207+950，全長1 470 m。在隧道入口附近設(shè)置了1處棄渣場，有效保證了隧道棄渣的合理處置；對(duì)于公路全線的一般挖方路段，也根據(jù)路段地形條件、天然阻隔和合理的運(yùn)距等條件，合理設(shè)置了8處棄土場。

總的來說，全線設(shè)置的這9處棄土（石、渣）場，涵蓋了隧道、橋涵、路基挖方、棄方產(chǎn)生的路段，并與之緊密結(jié)合，避免了過遠(yuǎn)距離的調(diào)運(yùn)。因此，從棄土（石、渣）的方便性和運(yùn)距的合理性來說，經(jīng)棄渣場設(shè)置數(shù)量、棄渣場形式、安全性、運(yùn)輸方便性等多方面分析，沿線棄土（石、渣）場選址是可行的。

3 防治措施

工程設(shè)置 9個(gè)棄土（石、渣）場中1#～7#和9#棄土（石、渣）場以棄土為主，8#棄土（石、渣）場以棄渣為主。根據(jù)棄土（石、渣）數(shù)量、占地面積、堆積邊坡高度、匯水面積及土地恢復(fù)方向等，具體防治措施如下：

3.1 攔擋工程

在棄土堆積邊坡坡腳先修建攔擋工程，根據(jù)棄土量及其堆放位置與地形特點(diǎn)采用漿砌石擋土墻。棄土堆置時(shí)，腐殖土、風(fēng)化物等質(zhì)量較好的棄方堆置在表層。擋土墻一般設(shè)置距渣源較近的渣體坡腳，同時(shí)保證地基承載力滿足要求，地基承載力一般不低于150kPa。當(dāng)?shù)鼗奈锢砹W(xué)指標(biāo)較差，不能滿足承載力、穩(wěn)定或變形要求時(shí)，應(yīng)采用人工措施對(duì)地基進(jìn)行加固，巖石地基可采取挖填、壓力灌漿等處理方法，土質(zhì)地基可采取強(qiáng)力夯實(shí)法、墊層法、沉層攪拌法、振沖擠密法、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等措施[1-3]。

3.2 臨時(shí)堆土防護(hù)

棄土堆置之前，先將表土剝離，采用機(jī)械配合人工方式進(jìn)行，表土集中堆放在擋土墻外側(cè)。表土堆堆置高度小于3 m，邊坡坡比控制在1∶1.5以內(nèi)；邊坡坡腳采用裝土草袋臨時(shí)攔擋，草袋堆砌時(shí)相互咬合、搭接，搭接長不小于草袋的1/3。裸露面采用苫布敷蓋。

3.3 邊坡防護(hù)

棄土堆積邊坡坡比根據(jù)渣料組成確定，一般控制在1∶2.0以內(nèi)；當(dāng)棄土堆積邊坡坡高H＞6 m時(shí)，由坡腳處開始，由下往上高度每增加6 m，增設(shè)一個(gè)內(nèi)斜式堆積平臺(tái)，斜率不小于4%。根據(jù)棄土土質(zhì)和邊坡高度的情況，可放緩邊坡坡度和增大堆積平臺(tái)的寬度。堆積邊坡采用種草進(jìn)行防護(hù)，草種可選用狗牙根、白三葉、金雞菊、雀稗、假儉草、結(jié)縷草、畫眉草等。

3.4 截、排水工程

首先在棄土堆積邊界10 m外設(shè)置截水溝，截水溝出口處設(shè)置沉沙池，以及時(shí)排泄上游匯水；其次，在棄土堆積邊坡平臺(tái)的內(nèi)側(cè)布設(shè)平臺(tái)溝，直接與急流槽相連；再次，在棄土堆積邊坡坡肩以上3～5 m處設(shè)置土質(zhì)擋水??；最后，在棄土堆積平臺(tái)的堆積臺(tái)面上合理布設(shè)臺(tái)面排水溝。截水溝、平臺(tái)溝、急流槽、沉沙池采用漿砌石襯砌，擋水埂、臺(tái)面排水溝采用土質(zhì)修筑，斷面尺寸根據(jù)周邊匯水面積確定。

3.5 堆積臺(tái)面整治

棄土（石、渣）場棄土完畢后，經(jīng)過整治的堆積臺(tái)面，復(fù)耕或造林種草恢復(fù)植被。進(jìn)行林地恢復(fù)時(shí)，對(duì)于棄土為主堆積臺(tái)面，可選用濕地松、木荷、楓香、刺槐、無患子、胡枝子、杜鵑、大葉黃楊、混合草籽（白三葉、狗牙根、金雞菊、假儉草、畫眉草、結(jié)縷草）等樹草種；對(duì)于棄渣為主堆積臺(tái)面，可選用胡枝子、杜鵑、大葉黃楊、混合草籽（白三葉、狗牙根、金雞菊、假儉草、畫眉草、結(jié)縷草）等樹草種。復(fù)耕包括表土回填工程、土地平整工程、排灌工程、道路工程等[4]。首先剝離表土，集中堆放。棄料堆放時(shí)將渣堆放在場地下部，土堆放在場地上部，表面按復(fù)耕作物的種植要求確定回鋪表土的厚度。場地平整時(shí)田面按設(shè)計(jì)高程施工，田塊放正，田面高差控制在±3 cm，耕作層回填厚度在50 cm以上。灌溉渠、排水溝一般平行相間設(shè)置，灌溉渠設(shè)在高處、排水溝設(shè)在低處，溝間距約為80 m，采用等腰梯形斷面，坡比約1∶1，具體尺寸應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工確定。田間作業(yè)道布置在灌溉渠的一側(cè)，寬度約1.5 m，且高出田面0.4 m。灌排系統(tǒng)和田間作業(yè)道與原有農(nóng)田水利工程和田間施工便道相銜接，滿足灌排、田間生產(chǎn)和管理需要[5]。

4 結(jié)語

棄土(石、渣)場作為高速公路重要線外附屬工程，是水土流失發(fā)生的重點(diǎn)區(qū)域，因此合理設(shè)置棄土(石、渣)場，盡量集中棄土是有效控制水土流失，減輕公路建設(shè)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境不利影響的重要舉措。同時(shí)，根據(jù)棄土(石、渣)場的水土流失特點(diǎn)，遵循治理與防護(hù)相結(jié)合，臨時(shí)措施、植物措施與工程措施相結(jié)合的原則，統(tǒng)籌布局各項(xiàng)水土保持措施，在確保防治水土流失和保證工程安全的前提下，盡可能采取綠色防護(hù)，形成完整的水土流失防治體系。

［1］雷學(xué)東，王 薇.公路建設(shè)中取、棄土場水土流失防治措施探討［J］.科技風(fēng)，2008（9）.

［2］肖 飛.高原山區(qū)公路建設(shè)過程中的水土流失特點(diǎn)及其防治研究［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008（11）.

［3］韓 信，張敏靜.棄土場位置選擇和設(shè)計(jì)原則方法探討［J］.公路，2008（9）.

［4］楊朝竹，李升甫，何云勇.山區(qū)溝谷棄土場設(shè)計(jì)實(shí)例［J］.西南公路，2013（1）.

［5］閆小琳.隧道取棄土場的環(huán)境生態(tài)治理方案［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2010（7）.