孤山航電樞紐工程棄渣綜合利用研究

黃斌 馬力

摘要：山區(qū)大中型工程建設(shè)往往產(chǎn)生大量棄渣，合理處置和綜合利用棄渣是工程水土保持的重點和難點。為減小棄渣對地表擾動和對環(huán)境的影響，以漢江孤山航電樞紐工程為例，在棄渣組成和可用性分析基礎(chǔ)上，結(jié)合項目實施特點、施工時序等方面充分探討了棄渣的綜合利用可行性，并提出了圍堰填筑備料、場地填筑、地方建設(shè)填筑、棄渣造地等棄渣合理利用方向。結(jié)果表明：孤山航電樞紐工程棄渣綜合利用方案在安全消納棄渣的同時節(jié)省了工程投資，實現(xiàn)了棄渣資源化利用和保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)，可為后期同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：棄渣綜合利用； 棄渣回填； 棄渣造地； 孤山航電樞紐工程； 漢江

中圖法分類號：TV554

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.06.012

文章編號：1006-0081（2023）06-0061-03

0 引 言

山區(qū)修建水利水電樞紐工程項目，在樞紐及導(dǎo)流工程岸坡開挖和基礎(chǔ)處理、道路開挖、施工場地整治等過程中，常會產(chǎn)生大量棄渣，一旦處置不當(dāng)，這些棄渣可能發(fā)生垮塌、滑移、侵占天然植被和農(nóng)田等，破壞周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)生大量水土流失，造成水土資源浪費。根據(jù)2010年修訂的《中華人民共和國水土保持法》第二十八條：依法應(yīng)當(dāng)編制水土保持方案的生產(chǎn)建設(shè)項目，其生產(chǎn)建設(shè)活動中排棄的砂、石、土、矸石、尾礦、廢渣等應(yīng)當(dāng)綜合利用；不能綜合利用，確需廢棄的，應(yīng)當(dāng)放在水土保持方案確定的專門存放地，并采取措施保證不產(chǎn)生新的危害［1］。中國大型生產(chǎn)建設(shè)項目從以往運至渣場集中堆存防護(hù)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)先綜合利用、不能利用的再集中處置的方法，并探索了自身利用、外部利用等方式［2-4］。仲康等從工程周邊建筑材料需求、生態(tài)造景等方面進(jìn)行了探索［5］。張順霞、劉金鑫等從城區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目余方處置角度提出了棄渣破碎利用、棄渣打造公園景觀等綜合利用方式［6-7］。王健等探討了工程開挖棄渣分部位利用回填等［8-10］。

漢江孤山航電樞紐工程土石方開挖總量809.34萬m3，土石方填筑總量359.05萬m3，工程利用土石方量337.32萬m3，移民安置區(qū)建設(shè)利用40.81萬m3，工程建設(shè)產(chǎn)生剩余棄渣431.21萬m3。本文結(jié)合工程棄渣組成和可用性提出棄渣的可能利用方向，并進(jìn)行詳細(xì)探討。

1 工程棄渣物質(zhì)組成及可用性分析

孤山航電樞紐工程壩址區(qū)基巖為片巖類和大理巖類，表層覆蓋層為第四系沖積、崩積、崩坡積、沖坡積、殘坡積及滑坡堆積等。工程開挖料中石料達(dá)630.2萬m3，其中砂礫石、塊石、石渣料等均可作為較好的圍堰填筑料，也可兼做場地回填材料；剝離的覆蓋層料179.14萬m3，可用于場地回填和種植用土料等。工程開挖土石方及圍堰拆除棄渣綜合利用流程見圖1。

2 綜合利用方向研究

孤山航電樞紐工程施工產(chǎn)生大量棄渣，本著變廢為寶、節(jié)省費用、保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境的原則，通過分類堆放、直接及轉(zhuǎn)運利用、篩選加工利用等方式，做到棄渣能用即用。開挖料中的碎石土、礫石土、砂礫石、塊石、石渣、石渣混合料、棄土（石）渣等，根據(jù)工程及周邊建設(shè)情況，可從利用棄渣填筑圍堰、回填場地、作為地方建設(shè)填筑料、造地改善耕作條件等多個方向綜合利用。

2.1 圍堰填筑備料

樞紐導(dǎo)流圍堰填筑量共計約243.54萬m3，圍堰結(jié)構(gòu)主要為土石圍堰，填筑材料包括墊層料、石渣料、石渣混合料、大塊石、砂礫石、礫石土、護(hù)坡塊石等。除墊層料外，其他填筑及護(hù)坡材料均可利用樞紐各部位開挖料。圍堰填筑料及來源見表1。

圍堰填筑利用工程開挖土（石）渣料共計約239.69萬m3，占總填筑量的98.42%，利用率極高；二期圍堰的石渣料填筑料源中，再次利用了一期圍堰拆除的10.02萬m3棄石渣料，做到了棄渣的循環(huán)利用。填筑料平均運距小于1.5 km，合理利用了工程開挖土（石）渣料，減少了圍堰填筑料開采所需的料場面積及造成的水土流失問題。

2.2 場地填筑料

除圍堰填筑利用外，根據(jù)地質(zhì)條件、施工時序等優(yōu)化開挖棄渣流向，將砂石混凝土系統(tǒng)及供電所的0.40萬m3開挖石渣運往重大件碼頭回填；將過壩道路改造開挖產(chǎn)生的0.31萬m3開挖石渣運往業(yè)主營地及施工營地、砂石混凝土系統(tǒng)及供電所回填場。在利用0.71萬m3棄渣的同時減少了回填料的投資。

2.3 地方建設(shè)填筑料

移民安置區(qū)中，羊尾、夾河集鎮(zhèn)遷建區(qū)和籮筐巖安置點開挖量60.39萬m3，根據(jù)安置區(qū)自身場地平整要求，將產(chǎn)生的40.82萬m3的棄渣運至棄渣場集中堆存防護(hù)。棄渣運輸及堆存管理過程可能產(chǎn)生一定的水土流失，且根據(jù)遷建區(qū)周邊地形地貌條件，其合理堆存及防護(hù)存在較大難度。經(jīng)土石方平衡調(diào)配分析，由工程建設(shè)單位與地方相關(guān)部門協(xié)商，擬結(jié)合羊尾、夾河兩鎮(zhèn)避險搬遷安置建設(shè)綜合利用棄渣30.74萬m3，結(jié)合將軍河村土地整理綜合利用棄渣10.08萬m3回填坑洼地塊以形成較為平整的場地，綜合利用的平均運距小于0.5 km，既為羊尾、夾河兩鎮(zhèn)避險搬遷安置建設(shè)及將軍河村土地整理提供土石方，又合理處理本工程多余開挖方，對區(qū)域水土保持具有一定積極作用，滿足水土保持關(guān)于工程棄渣綜合利用的要求。

2.4 營建高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田

經(jīng)工程自身及其他周邊建設(shè)綜合利用后，工程剩余棄渣431.21萬m3，需選擇棄渣場地集中堆存。根據(jù)孤山航電樞紐上下游查勘后綜合比選，以陳子溝為工程剩余棄渣集中堆存場地。陳子溝屬于鄂西北中低山區(qū)，場區(qū)最低高程159.5 m，最高高程321.8 m，高差達(dá)162.3 m，溝道縱比降大于6%，左右岸坡度大于15°，局部達(dá)到45°，整體地形較陡，耕作條件較差。同時，場區(qū)發(fā)育有兩個小型滑坡，分別約1.0×104 m3和0.4×104 m3，滑坡物質(zhì)為碎塊石土以及碎裂巖體。利用該處場地堆存棄渣，一方面，可利用棄渣造地，形成集中連片、標(biāo)準(zhǔn)較高的農(nóng)田，提高土地利用率和產(chǎn)值；另一方面，利用棄渣回填場區(qū)，修建完善的攔擋、排水、防護(hù)設(shè)施，配套系統(tǒng)的耕作設(shè)施，在消除農(nóng)田潛在的邊坡塌滑、滑坡等隱患基礎(chǔ)上起到了促進(jìn)安全生產(chǎn)的作用，提高了土地權(quán)屬人的生產(chǎn)安全感。造地前后棄渣場地地類屬性見表2。通過棄渣回填造地，解決了棄渣安全處置問題，提高了土地的耕作條件和生產(chǎn)力。

3 結(jié) 語

本文結(jié)合孤山航電樞紐工程及移民安置區(qū)的地形地質(zhì)條件、周邊環(huán)境特點、施工時序等要素，在土

石方平衡基礎(chǔ)上探討了利用棄渣填筑圍堰、回填場地、周邊建設(shè)利用及棄渣造地等綜合利用方向。在盡可能利用開挖土（石）渣料、減少棄渣的前提下，降低了棄渣處置投資和改變了土地的耕作條件，實現(xiàn)了棄渣綜合利用目標(biāo)。

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（編輯：唐湘茜，張 爽）

Study on comprehensive utilization of spoil for Gushan Navigation and Hydropower Project

HUANG Bin，MA Li

（Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）

Abstract：

The construction of large and medium-sized projects in mountainous areas often produces a large amount of waste slag.How to dispose and comprehensively utilize waste slag is the key and difficult point of water and soil conservation in the project.For the purpose of weakening the influence of waste slag on disturbing surface as well as on the environment，Gushan Navigation and Hydropower Project on Hanjiang River was studied as an example.The feasibility of comprehensive utilization of waste slag was analyzed based on the analysis of waste slag composition and availability，combined with the characteristics of project implementation and construction sequence，and the reasonable utilization directions of waste slag were put forward，such as cofferdam filling，site filling，local construction filling，and waste slag reclamation.The results showed that the comprehensive utilization schem of spoil for Gushan Navigation and Hydropower Project on Hanjiang River could save project investment while safely consuming waste slag，achieved the goal of recycling waste slag and protecting the surrounding ecological environment.It can also provide reference for similar projects in the later stage．

Key words：

comprehensive utilization of spoil； backfilling site with spoil； land reclamation with spoil； Gushan Navigation and Hydropower Project； Hanjiang River