水土保持中常見棄土(石、渣)場的類型與防治

李永冠

(陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710001)

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水土保持中常見棄土(石、渣)場的類型與防治

李永冠

(陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710001)

對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、城鎮(zhèn)建設(shè)、公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)等方面的規(guī)劃在實(shí)施過程中產(chǎn)生大量的棄土(石、渣)進(jìn)行水土流失危害分析，規(guī)劃和設(shè)計(jì)合理的棄土(石、渣)場，通過對(duì)棄土(石、渣)的分類、合理選址以及采取的攔擋設(shè)計(jì)、堆置設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、渣面恢復(fù)治理等防治措施，將使各類棄土(石、渣)場建設(shè)可能引發(fā)的水土流失和環(huán)境影響降至最低程度，從而使其發(fā)揮出更大的水土保持綜合效益。

棄土(石、渣)場類型；攔擋工程設(shè)計(jì)；棄渣堆置設(shè)計(jì)；排水工程設(shè)計(jì)；渣面設(shè)計(jì)

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與騰飛，相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)、城鎮(zhèn)建設(shè)、公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)等方面的規(guī)劃，在實(shí)施過程中將會(huì)產(chǎn)生大量的、未被綜合利用的、需要廢棄的渣和土，若不加以防治，必將造成一定的水土流失，增加生態(tài)環(huán)境負(fù)面影響。因此，規(guī)劃和設(shè)計(jì)合理的、能夠容納這些廢棄的渣和土且可持續(xù)利用的棄土(石、渣)場就顯得尤為的重要。

1　水土保持中常見的棄土(石、渣)場

的類型

按照各類生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目所處位置，在滿足山區(qū)、平原、丘陵、溝壑等不同地形條件的前提下，將水土保持中常見的棄土(石、渣)場分為五類，其分類及適用條件見表1。

表1　常見棄土(石、渣)場分類情況

2　不同棄土(石、渣)場的防治

2.1棄土(石、渣)場防治的原則

(1)預(yù)防為主，綜合治理的原則。針對(duì)棄土(石、渣)場可能出現(xiàn)的問題，提出相應(yīng)的水土保持措施。

(2)穩(wěn)定可靠、避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原則。棄土(石、渣)場建設(shè)過程中，對(duì)于棄渣的攔擋和堆放均應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，以防造成次生地質(zhì)災(zāi)害給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來損失。

(3)保護(hù)環(huán)境、維護(hù)景觀協(xié)調(diào)美觀的原則。棄土(石、渣)場的選址需經(jīng)過嚴(yán)格的規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)，并應(yīng)嚴(yán)格控制用地規(guī)模及占地類型，盡可能的避開公共設(shè)施、工業(yè)企業(yè)和居民點(diǎn)等。

(4)“三同時(shí)”原則。棄土(石、渣)場是水土保持措施的主要內(nèi)容，因此，應(yīng)落實(shí)其與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)使用的“三同時(shí)”制度。

2.2棄土(石、渣)場防治思路

在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持棄土(石、渣)場的設(shè)計(jì)、施工過程中，將其防治思路主要?dú)w類為四部分，第一部分為攔擋工程設(shè)計(jì)，第二部分為棄渣堆置設(shè)計(jì)，第三部分為排水工程設(shè)計(jì)，第四部分為渣面設(shè)計(jì)。

2.3各類棄土(石、渣)場的防治方案

2.3.1溝道型棄土(石、渣)場

1)攔擋工程設(shè)計(jì)

按照溝道不同地形條件，將溝道型棄土(石、渣)場的攔擋工程分為三類，其分類及設(shè)計(jì)要點(diǎn)見表2。

2)棄渣堆置設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)有限的攔擋工程高度對(duì)于棄渣堆置而言，其作用主要是堆渣體的護(hù)腳穩(wěn)定，而超越攔擋工程高度范圍的渣體則應(yīng)進(jìn)行棄渣堆置設(shè)計(jì)。水土保持工程中常采用起坡分級(jí)堆置設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要為：

(1)堆渣體邊坡以自然安息角擬定，按抗滑穩(wěn)定分為正常和非正常運(yùn)用工況進(jìn)行驗(yàn)算；

(2)渣體分級(jí)垂直堆高按8～10 m控制；

(3)分級(jí)預(yù)留平臺(tái)，寬度2 m；

(4)分層碾壓，厚度小于1 m；

(5)棄渣堆置前，先行清除地表草皮及腐殖土，并將其收集予以臨時(shí)防護(hù)以備后用；

表2　溝道型棄土(石、渣)場攔擋工程分類及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3)排水工程設(shè)計(jì)

經(jīng)諸多生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持工程的實(shí)踐證明，棄土(石、渣)場是否安全，除攔擋工程、棄渣堆置設(shè)計(jì)外，排水工程的可靠設(shè)計(jì)顯得更為重要。溝道型棄土(石、渣)場排水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要為：

(1)依據(jù)1/10000～1/50000地形圖量測攔擋工程以上匯水面積；

(2)參閱《水利水電工程水土保持技術(shù)規(guī)范》中“棄渣場防護(hù)工程防洪標(biāo)準(zhǔn)”，計(jì)算溝道洪水流量；

(3)排水設(shè)施布置型式，可分別考慮布設(shè)溝底排洪涵洞(排泄施工期洪水)，渣頂兩側(cè)溝邊坡腳排洪溝(頻率洪水分流)、分級(jí)平臺(tái)排水溝(棄渣堆置坡面徑流排泄)；

(4)溝底排洪涵洞的比降除局部調(diào)整外，應(yīng)與原溝底比降一致；渣頂兩側(cè)溝邊坡腳排洪溝基礎(chǔ)最好坐落于原狀地層上，否則應(yīng)按填方渠道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

(5)結(jié)合排水設(shè)施末端所處位置，均應(yīng)設(shè)計(jì)消能防沖措施，常用的有急流槽接陡坡消力池，排洪溝(排洪涵洞)接漸變寬淺式排洪渠等。

4)渣面設(shè)計(jì)(含坡面)

棄土(石、渣)場的堆渣表面設(shè)計(jì)，是為了體現(xiàn)保護(hù)環(huán)境，維護(hù)景觀協(xié)調(diào)的原則。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要為：

(1)回覆表土，厚度控制在0.3 m以上；

(2)因地制宜，優(yōu)先考慮復(fù)耕，再行考慮植被恢復(fù)；

(3)堆渣體邊坡的防護(hù)，在邊坡已達(dá)穩(wěn)定的前提下，優(yōu)先考慮植物護(hù)坡，再行考慮工程與植物措施相結(jié)合的綜合護(hù)坡(如：漿砌石拱型骨架內(nèi)植草，磚砌拱內(nèi)植草等)；

(4)植被恢復(fù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)按渣頂部、坡面、分級(jí)平臺(tái)分別予以布設(shè)。

2.3.2坡地型棄土(石、渣)場

1)攔擋工程設(shè)計(jì)

坡地型棄土(石、渣)場攔擋工程的主要形式為擋渣墻，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)與溝道型棄土(石、渣)場論述大體相同，但應(yīng)注意坡地兩端垂直等高線布設(shè)的擋渣墻，其基礎(chǔ)開挖應(yīng)為臺(tái)階狀。

2)棄渣堆置設(shè)計(jì)

坡地型棄土(石、渣)場與前述溝道型棄渣堆置基本相同，同是按照堆渣方量于擋渣墻后起坡分級(jí)堆置，不同之處是分級(jí)垂直堆高應(yīng)適當(dāng)降低，分級(jí)平臺(tái)高度應(yīng)增至5 m，其作用是為后期復(fù)耕利用創(chuàng)造條件。

3)排水工程設(shè)計(jì)

坡地型棄土(石、渣)場排水工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要為：

(1)依據(jù)1/10000～1/50000地形圖量測堆渣場地以上坡面的匯水面積；

(2)參閱《水利水電工程水土保持技術(shù)規(guī)范》中“棄渣場防護(hù)工程防洪標(biāo)準(zhǔn)”，計(jì)算坡面洪水流量；

(3)排水設(shè)施布置形式主要為截洪溝，布設(shè)于堆渣頂部與原坡面結(jié)合處，再由堆渣體兩端或一端轉(zhuǎn)彎將洪水排至下坡面，其轉(zhuǎn)彎半徑不小于10 m，另外還應(yīng)考慮分級(jí)平臺(tái)排水溝的布設(shè)；

(4)排水設(shè)施末端還應(yīng)考慮消能防沖措施設(shè)計(jì)，將洪水安全的規(guī)劃引出棄土(石、渣)場地以外；

4)渣面設(shè)計(jì)

坡地型棄土(石、渣)場渣面設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮復(fù)耕，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)同溝道型渣場的渣面設(shè)計(jì)。

2.3.3平地型(含凹地型)棄土(石、渣)場

1)攔擋工程設(shè)計(jì)

平地型棄土(石、渣)場攔擋工程通常設(shè)計(jì)為護(hù)腳擋墻，其高度控制在2 m以內(nèi)；凹地型棄土(石、渣)場一般不設(shè)攔擋工程。

2)棄渣堆置設(shè)計(jì)

平地型棄土(石、渣)場棄渣堆置與前述坡地型渣場基本相同，但應(yīng)注意堆置起坡坡度更應(yīng)趨緩，縮小與周邊地貌的差距；凹地型棄土(石、渣)場棄渣堆置頂部高程低于周邊地面高程時(shí)，則應(yīng)適度放緩凹地邊緣，若棄渣堆置頂部高程高于周邊地面高程時(shí)，則應(yīng)適度平整放緩堆渣四周邊坡。

3)排水工程設(shè)計(jì)

平地型棄土(石、渣)場由于在其周邊有低矮護(hù)腳擋墻防護(hù)，降雨導(dǎo)致的地面徑流通常是散排，故不需布設(shè)排水工程。對(duì)于凹地型棄土(石、渣)場，棄渣堆置頂部高程低于周邊地形高程的，為了預(yù)防雨季過程堆渣區(qū)發(fā)生內(nèi)澇，故應(yīng)布設(shè)排水工程，其排水設(shè)施型式通常采用導(dǎo)流土埂圍擋，斷面為梯形，高度一般為0.5～0.8 m。

4)渣面設(shè)計(jì)

平地型(含凹地型)棄土(石、渣)場的渣面設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮復(fù)耕，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如前所述。

2.3.4臨河型棄土(石、渣)場

1)攔擋工程設(shè)計(jì)

臨河型棄土(石、渣)場攔擋工程的主要型式為攔渣堤，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)與坡地型棄土(石、渣)場論述大體相同，不同的是攔渣堤的基礎(chǔ)埋深應(yīng)按臨河沖刷深度計(jì)算來確定。

2)棄渣堆置設(shè)計(jì)

臨河型棄土(石、渣)場地形相對(duì)平緩，多數(shù)為攔渣堤后水平堆置，(除堆渣方量大需起坡分級(jí)外)，水平堆置頂部高程應(yīng)低于攔渣堤頂0.5 m，其它設(shè)計(jì)要點(diǎn)同前。

3)排水工程設(shè)計(jì)

臨河型棄土(石、渣)場所處地形與坡地型接近，渣場外圍地形較高，雨季存在一定的地面徑流，故需采用截流的排水措施予以防治，截洪溝流向應(yīng)向臨河下游布設(shè)，出口需增設(shè)防沖鋪墊。

4)渣面設(shè)計(jì)

臨河型棄土(石、渣)場除優(yōu)先考慮復(fù)耕外，有的還應(yīng)結(jié)合景觀協(xié)調(diào)作出設(shè)計(jì)。

2.3.5庫區(qū)型棄土(石、渣)場

1)攔擋工程設(shè)計(jì)

庫區(qū)型棄土(石、渣)場位于岸邊、岸邊小溝及庫底(死庫容內(nèi))，岸邊及岸邊小溝堆置棄渣的攔擋工程一般采用擋渣墻，必要時(shí)增設(shè)干砌石護(hù)坡措施；庫底死庫容內(nèi)平鋪棄渣除逐層碾壓外，不予攔擋設(shè)計(jì)。

2)排水工程設(shè)計(jì)

岸邊、岸邊小溝堆置棄渣范圍應(yīng)布設(shè)截洪溝，施工期以防坡面洪水對(duì)渣場范圍造成沖刷，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)參閱前述；庫底堆置棄渣應(yīng)布設(shè)導(dǎo)流明渠，其導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)按主體工程圍堰施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)待。

3)棄渣堆置設(shè)計(jì)

在庫區(qū)堆置棄渣首先應(yīng)經(jīng)主體設(shè)計(jì)的同意，岸邊、岸邊小溝堆置棄渣應(yīng)依據(jù)棄渣種類控制堆置邊坡坡度，一般應(yīng)小于水下安息角除以正常工況時(shí)的安全系數(shù)；庫底堆置棄渣需逐層壓實(shí)，分層厚度小于1 m。

4)渣面設(shè)計(jì)

庫區(qū)型棄土(石、渣)場多數(shù)被淹沒，正常高水位以上出露很少，渣面設(shè)計(jì)一般采用干砌石鋪壓，水位以上出露范圍可考慮植物護(hù)坡。

3　結(jié)語

生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的棄土(石、渣)場設(shè)計(jì)是水土保持的重要內(nèi)容，渣場的合理選址及攔擋設(shè)計(jì)、堆置設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、渣面的恢復(fù)治理，將使各類棄土(石、渣)場建設(shè)可能引發(fā)的水土流失和環(huán)境影響降至最低程度，從而發(fā)揮出更大的水土保持綜合效益。

2016-03-04

李永冠(1983-)，男，陜西武功人，工程師，主要從事水土保持、環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。

S157.2

B

1004-1184(2016)04-0096-02