南水北調(diào)中線工程安陽段棄土(渣)場防護(hù)措施設(shè)計(jì)

程煥玲，苗紅昌

(1.河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站，河南 鄭州 450008；2.河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450008)

?

南水北調(diào)中線工程安陽段棄土(渣)場防護(hù)措施設(shè)計(jì)

程煥玲1，苗紅昌2

(1.河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站，河南 鄭州 450008；2.河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450008)

南水北調(diào)中線工程；棄土(渣)場；防護(hù)措施

南水北調(diào)中線工程安陽段總長40.322 km，全線動用土石方總量2 786.68萬m3，僅棄方就達(dá)1 208.66萬m3，占動用土石方總量的43%。為避免因棄渣堆置不當(dāng)而影響工程建設(shè)和工程安全運(yùn)行，經(jīng)過多次優(yōu)化調(diào)整，最終確定布設(shè)沿渠棄土(渣)場1處、集中棄土(渣)場26處。為保障棄土(渣)場的穩(wěn)定，結(jié)合實(shí)際采取了相應(yīng)的水土保持措施。詳細(xì)介紹了每座棄土(渣)場采取的防護(hù)措施，以期為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

南水北調(diào)中線安陽段起自湯陰縣與安陽縣交界羑河北岸的駙馬營村羑河渠道倒虹吸建筑物出口，最終與穿漳河建筑物進(jìn)口相連接進(jìn)入河北省，總長40.322 km。全線布設(shè)各類建筑物71座，其中河渠交叉建筑物3座、左岸排水建筑物16座、渠渠交叉建筑物9座、控制建筑物4座(節(jié)制閘1座，退水閘1座，分水口門2座)、路渠交叉建筑物38座、鐵路橋1座。

總干渠渠道設(shè)計(jì)流量245～235 m3/s、水深為7.0 m、縱坡為1/28 000。渠道過水?dāng)嗝孢x用梯形，底寬18.5～13.0 m，邊坡系數(shù)2.0～3.0。采用現(xiàn)澆混凝土板襯砌，渠坡襯砌10 cm，渠底襯砌8 cm。混凝土襯砌板下鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜加強(qiáng)防滲。一般渠段所有岸坡及外坡均采用工程與植物相結(jié)合的措施進(jìn)行防護(hù)，即采用預(yù)制砼六棱體框格，格內(nèi)填土并植草皮；而在填方渠段河渠交叉建筑物進(jìn)出口附近，考慮到渠堤有可能受到洪水浸泡及沖刷，采用干砌石護(hù)砌。全線動用土石方總量2 786.68萬m3，僅棄方就達(dá)1 208.66萬m3，占動用土石方總量的43%。為避免因棄渣堆置不當(dāng)而影響工程建設(shè)和工程安全運(yùn)行，經(jīng)過多次優(yōu)化調(diào)整，最終確定布設(shè)沿渠棄土(渣)場1處，長3.32 km，寬70 m，設(shè)計(jì)棄土(渣)量78.06萬m3；集中棄土(渣)場26處，設(shè)計(jì)棄土(渣)量1 130.60萬m3。

2 棄土(渣)場防護(hù)措施設(shè)計(jì)

2.1 沿渠棄土(渣)場

(1)棄土(渣)場概況。設(shè)計(jì)沿渠道右側(cè)棄土(渣)場1處(編號AQ1-1)，占地類型為平耕地，設(shè)計(jì)棄土(渣)量78.06萬m3。棄土(渣)場涉及南田村西、駙馬營東兩座公路橋及南田村溝左岸排水倒虹吸建筑物。

(2)措施布置。根據(jù)棄土(渣)場各部位可能發(fā)生的水土流失及對周邊環(huán)境的影響情況，在南田村溝左岸排水倒虹吸建筑物下游兩側(cè)棄土(渣)場邊坡布置漿砌石護(hù)坡，為避免洪水漫溢及回水沖刷造成護(hù)坡坍塌，護(hù)砌沿總干渠方向順延10 m，漿砌石護(hù)坡長250 m，高3.0 m；在駙馬營東、南田村西公路橋兩側(cè)棄土場邊坡布置漿砌石框格護(hù)坡，框格中植草皮，護(hù)坡長400 m，平均高3.0 m。棄土(渣)場內(nèi)側(cè)緊靠總干渠堤防，外側(cè)土質(zhì)邊坡削坡放緩為1∶4后選種果樹，既可美化環(huán)境又可提高經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)還能有效防止水土流失。

棄土(渣)前先剝離渣場表土0.5 m，臨時(shí)堆置防護(hù)，待棄土(渣)完畢后先在棄土(渣)頂面鋪設(shè)厚0.4 m的黏土或壤土并碾壓密實(shí)，形成防滲漏層，再把表土覆蓋表面。臨時(shí)堆放表土的防護(hù)措施主要是在坡腳堆放編織袋。

(3)工程設(shè)計(jì)。漿砌石護(hù)坡平均高3.0 m，設(shè)計(jì)坡度1∶2.75，坡面砌石厚0.4 m，坡腳采用矩形護(hù)腳，護(hù)腳底寬0.6 m、高1.0 m，沿護(hù)坡長度方向每15 m設(shè)一條寬2 cm的伸縮縫，用瀝青木板塞填。漿砌石框格護(hù)坡平均高3.0 m，設(shè)計(jì)坡度1∶2.75，坡面砌石厚0.4 m，坡腳采用矩形護(hù)腳，護(hù)坡底寬0.6 m、高0.6 m。坡腳排水溝為梯形，底寬1.0 m、深1.0 m，邊坡1∶1.5；表土防護(hù)排水溝底寬0.4 m、深0.4 m，邊坡1∶1.5。長0.5 m、寬0.4 m、厚0.3 m的編織袋分兩層堆放，形成頂寬0.4 m、高0.6 m的防護(hù)帶。棄土(渣)場堆到設(shè)計(jì)高度后，對頂面進(jìn)行土地平整，坡面削坡放緩為1∶4后種植果樹?？蚋駜?nèi)植草皮，草種選用羊茅，春季撒播，播種量5～8 g/m2。

2.2 集中棄土(渣)場

選擇集中棄土(渣)場26處，在考慮盡量減少占壓農(nóng)田的情況下經(jīng)過反復(fù)比較優(yōu)化，選用了5種類型的棄土(渣)方式：①利用廢棄的溝道棄土(渣)。由于總干渠的修建截?cái)嗔艘恍_溝，使這些溝道失去了原有的作用，可以利用這些廢棄溝道棄土(渣)，棄土(渣)堆滿后進(jìn)行土地平整、復(fù)耕。②順坡傾倒棄土(渣)。在地形較高處，沿等高線順坡由高向低傾倒。填平坡面，完成棄土后平整頂面、復(fù)耕。③磚瓦場取土坑棄土(渣)。安陽市區(qū)附近總干渠沿線有很多廢棄的磚瓦場，磚瓦場取土燒磚后形成深5～6 m的洼地，利用棄土(渣)填平坑洼地是一種很好的棄土(渣)方式，既解決了棄土(渣)問題又造了耕地。④低洼地棄土(渣)?？偢汕鼐€兩岸有高低不平的低洼地，可解決一部分棄土(渣)。⑤總干渠取土料場棄土(渣)?？偢汕?處取土料場，取土后形成2.5 m的深坑，正好用來填充廢棄料。

利用廢棄的溝道棄土(渣)1處(編號為AQ2-1)，設(shè)計(jì)棄土(渣)量24.60萬m3。棄土(渣)場位于北田村北總干渠兩岸，溝道被總干渠截?cái)嗪髲U棄，其中左側(cè)溝道長約280 m、寬40～80 m、深4～5 m，右側(cè)溝道長約500 m、寬30～100 m、深2～3 m。棄土(渣)前先剝離表土0.5 m，臨時(shí)堆置防護(hù)，待棄土(渣)堆滿后回覆，棄土按復(fù)耕土質(zhì)要求改良，分耕作層、防滲層，耕作層用堆棄土渣前剝離的表土加以改良后鋪在防滲層表面。防滲層用黏土及壤土填筑碾壓密實(shí)起到保水作用，厚0.4 m。

順坡堆置棄土(渣)場7處。AQ4-2棄土(渣)場位于總干渠右岸，地貌為崗坡地，地面高程80～90 m，南北長約800 m，東西寬370～750 m，面積57.64 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量242.07萬m3。AQ5-2棄土(渣)場位于魏家營溝兩岸、總干渠右岸崗坡地，地面高程80～88 m，棄土頂高88 m，南北長500～800 m，東西寬200～300 m，面積13.47 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量64.91萬m3。AQ6-2棄土(渣)場位于安陽市火化場東北300 m處，面積26.01 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量59.48萬m3。AQ10-3棄土(渣)場位于杜家庵和許張村之間的總干渠右岸崗前坡耕地，東西長約480 m，南北寬約300 m，地面高程86～92 m，棄土頂高92 m，平均堆高3.0 m左右，占地面積57.17 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)總量59.82萬m3。AQ23-7、AQ24-7棄土(渣)場均位于安陽河與總干渠相交左岸三角區(qū)域，總面積25.75 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量61.37萬m3。AQ25-7棄土(渣)場位于皇甫屯與杜小屯之間，南北長約800 m，東西寬約290 m，棄土頂高89 m，地面高程82～86 m，平均堆高5 m，面積24.41 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量118.62萬m3。棄土按梯形斷面放緩邊坡分層堆放，為及時(shí)排除頂面雨水，棄土頂面坡降設(shè)計(jì)為3‰。在坡面種植果樹，在棄土(渣)場坡腳布設(shè)排水溝。對靠近村莊處，需在頂面鋪設(shè)土工防塵網(wǎng)防護(hù)。棄土(渣)場靠近溝道處，按建筑物出口水位20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)考慮棄土(渣)場的防護(hù)，若洪水出槽漫灘，則靠河側(cè)坡面需做漿砌石護(hù)坡或三維土工網(wǎng)墊中間植草措施防護(hù)。為防止棄土(渣)過程中土石滾落河中或危及場外設(shè)施，在靠河側(cè)棄土(渣)坡腳處臨時(shí)堆放編織袋防護(hù)，同時(shí)也能起到防止坡面受外水沖刷作用。

低洼地棄土(渣)場11處，這11處低洼地高低不平，現(xiàn)種植有農(nóng)作物，在雨水大時(shí)容易積水，作物生長沒有保證，棄土填平坑洼地并配套灌溉后變?yōu)樗疂驳?。其中AQ3-1棄土(渣)場位于郜家莊北總干渠右岸，洼地最低高程85.8 m，周圍地面平均高程90.0 m，面積5.54 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量19.40萬m3。AQ7-2、AQ8-2緊靠總干渠，洼地深2～4 m，設(shè)計(jì)棄土(渣)量分別為3.99萬、0.45萬m3，占地分別是1.52、0.13 hm2。AQ11-3、AQ12-3、AQ13-3緊靠總干渠，棄土(渣)量分別為0.71萬、1.0萬、6.29萬m3，占地分別是0.31、0.26、1.49 hm2。AQ14-4位于趙張村西，地面高程93～94 m，底部高程90～92 m，面積8.36 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量25.06萬m3。AQ17-4棄土(渣)場緊靠總干渠，設(shè)計(jì)棄土(渣)量51.33萬m3，占地17.67 hm2。AQ20-5、AQ21-5緊靠總干渠，設(shè)計(jì)棄土(渣)量分別為12.53萬、3.0萬m3，分別占地1.57、0.42 hm2。AQ22-6棄土(渣)場位于史車村北，在總干渠左岸，面積61 hm2，周邊地面高程89～90 m，洼地高程83～87 m，棄土(渣)場靠近總干渠側(cè)向西北延伸，面積5.15 hm2，設(shè)計(jì)棄土(渣)量25.95萬m3。AQ3-1棄土(渣)場填筑至90 m等高線，AQ14-4棄土(渣)場填筑至96 m等高線，AQ22-6棄土(渣)場填筑至90 m等高線，頂面做3‰坡降排水，其余棄土(渣)場填至和地面平。AQ14-4、AQ22-6填土一側(cè)高出地面2 m，按1∶5放緩邊坡，坡面種植蘋果樹等經(jīng)濟(jì)林進(jìn)行防護(hù)。

利用磚瓦場棄土(渣)共有4處，AQ15-4棄土(渣)場位于海村磚場，是海村磚場的取土場，地面高程94～95 m，底部高程87.3～92.7 m，面積2.66 hm2。AQ16-4棄土(渣)場位于麻鞋墊磚場，磚場取土場地面高程95 m，坑底高程88～91.7 m，面積1.4 hm2。AQ18-5棄土(渣)場位于郭李村磚場， 磚場地面高程96～101 m，坑底高程95.7～97.5 m，面積3.21 hm2。AQ19-5棄土(渣)場位于安陽市某已停產(chǎn)磚瓦場，南北寬約700 m，東西長700～1 000 m，坑深6～15 m，面積較大，取土坑內(nèi)大部分區(qū)域已耕種，有多處魚塘，占地面積19.66 hm2。這些棄土(渣)場占地為磚場取土坑，不但減少了棄土占地，還改造了不良地形地貌，有利于植物種植，是較好的棄土場地。設(shè)計(jì)棄土至附近地面高程并平整治理，表層恢復(fù)耕種。

總干渠有3處取土料場，取土料之后均填置棄土(渣)。AQ9-3位于活水村北總干渠右岸，填平取土坑后再高出地面2.5～3.0 m，設(shè)計(jì)棄土(渣)量156.87萬m3。AQ26-8、AQ26-9棄土(渣)場位于吉莊南，設(shè)計(jì)棄土(渣)量分別為98.67萬、46.36萬m3。AQ9-3棄土(渣)場在靠近公路坡腳處布設(shè)排水溝660 m，坡面種植林果樹，可有效減少水土流失。

3 結(jié) 語

南水北調(diào)中線安陽段動用土石方總量2 786.68萬m3，僅棄方就達(dá)1 208.66萬m3。類似南水北調(diào)中線這樣的大型輸水工程，棄土棄渣量巨大，對工程投資的影響很大。在工程建設(shè)中，若能科學(xué)、合理地選擇渣場位置、棄土(渣)堆置方式、防護(hù)措施，則不僅能夠節(jié)省大量的資金，而且可將棄土(渣)對工程建設(shè)及工程安全運(yùn)行的影響降到最低。

(責(zé)任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2016)10-0034-03

程煥玲(1967—)，女，河南鄧州市人，高級工程師，主要從事水土保持規(guī)劃、綜合防治工作。

2016-06-10