大伙房水庫輸水工程隧洞棄渣處理

王慧斌

（遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽 110166）

大伙房水庫輸水工程隧洞棄渣處理

王慧斌

（遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽 110166）

遼寧省大伙房水庫輸水一期工程，是解決水資源不均衡的調水工程，遼寧省大伙房水庫輸水一期工程主體隧洞開挖棄渣的處理和利用，采取了切實可行的防護技術措施，保證了渣場的穩定，同時將符合規范要求的石料用于不同的用途，變廢為寶。

輸水工程；隧洞棄渣；渣場防護；合理利用

1 概 述

遼寧省大伙房水庫輸水一期工程，是解決水資源不均衡的調水工程，主體為85.32 km的地下洞，因此，洞身開挖產生的大量石渣如何處理，如何經濟地利用和安排，是值得探索的。下面就已 TBM1標段棄渣處理為例進行研究。

TBM1標段位于遼東地區本溪市桓仁縣至撫順市新賓縣疙疤寨之間，屬于山區地貌。

本段選擇TBM掘進機這種環保的施工方法，實現較長距離的掘進而無須大量的輔助支洞，大大減少了開挖的石渣量。本工程開挖出的石渣主要堆放于渣場，并采取有效措施進行防護，同時有效地利用石 方［1］。

2 堆渣場地的防護及運用

本工程中棄渣場主要安排在就近洞口附近，縮短道路鋪設等工程量，同時減少了對環境的影響，棄渣場為10＃、11＃、12＃，位置都是業主方指定位置。

2.1 棄渣場準備工作

1）首先將棄渣場場地內原來大型樹木進行移植，移植到上級部門允許的地方。

2）原地表土的開挖、存放和使用

含有灌木、根須等原地表土有機土壤，應按監理指示的要求進行開挖，并運到指定場地存放。工程結束后，環境保護和土地恢復原貌時，將堆放的土料覆蓋在渣場上面，用于種植綠色植被等。棄渣場工程見表1。

表1 棄渣場工程量表

2.2 棄渣堆填

首先將爆破開挖的大塊石鋪設在場地底部，寬度5 m，高度1.5 m，形成穩定支撐空隙結構，作為排水通道。其次用300 g／m2無紡土工布包裹，再堆填其他棄渣。

由于石渣有較多棱角，因此，鋪設土工布的時候注意別刺破，起不到相應的作用。棄渣場工作流程圖見圖1。

2.3 棄渣場的布置

1）鉆爆法開挖的石渣，按照圖紙要求和業主指示進行堆放。

2）棄渣堆放原則：立體上由低至高，平面上由遠至 近［2］。

3）安排D85推土機將石渣，由低往高層層推鋪。

2.4 棄渣場防護工作

2.4.1 渣場防護材料要求

2.4.1.1 單向土工格柵

選擇單向拉伸土工格柵（見圖2）作為棄渣場邊坡的加強材料。

土工格柵的參數選擇：最大屈服強度 ≥50 kN／m，單位面積質量≥500 g／m2，延伸率要 ＜10%，2%延伸率的抗拉強度≥12 kN／m，5%延伸率的抗拉強度≥30 kN／m［3-4］。

土工格柵鋪設原則：垂直于坡面鋪設為高強度的方向（主方向），鋪放要平整穩定，不能發生移位。

圖1 棄渣場工作流程圖

圖2 單向土工格柵示意圖

2.4.1.2 無紡土工布

無紡土工布單位面積重量為300 g／m2，厚度≥2.2 mm，橫向和縱向的拉力均≥15 kN／m，延伸率均≥40%，撕裂強度均≥0.42 kN。

2.4.1.3 塑料盲溝

外圓直徑為200 mm，扁平率在壓縮量5%時≥45 kPa，15% 時 ≥120 kPa；單 位 面 積質 量 ≥3500 g／m；孔隙率≥80%。

2.4.2 施工要求

具體的施工要求共有以下11點：

1）邊坡內加強材料選單向拉伸土工格柵。

2）土工格柵在鋪設前檢查所用材料及加工制作是否符合設計要求，有無損壞等，并清除鋪設面上有可能損壞土工合成材料的雜物［5-7］。

3）坡底基礎范圍內的地面按設計要求開挖平整，開挖后全面檢查，所有軟弱土需壓實或挖換合適土料。

4）土工格柵鋪設原則：垂直于坡面鋪設為高強度的方向（主方向），鋪放要平整穩定，不能發生移位。

5）順坡長方向的搭接寬應≥15cm，連接處應扎接好。

6）加強材料上填筑石料在壓實前其厚度 ＜0.5 m，施工機械設備與加強材料間的填土厚度最少為15cm。

7）渣場各部位選擇合適的機械進行壓實填筑，壓實度≥85%，同時保證渣場按照設計要求的點、邊、線施工。

8）包裹式防沖刷坡面按施工圖紙要求進行，包回的筋材壓在下一層的下面，其長度≥1.0 m。

9）陡坡的臨空面如有漏土現象，則在土工格柵內襯細孔網材或土工織物。

10）漿砌石擋墻內的排水管選用 PVC排水管，并應做好管端部的反濾。

11）無紡土工布和塑料盲溝的安裝、鋪設可按廠家建議的方法執行，并滿足相應規范的要求。

2.5 砌體防護工程

本標段的砌體工程主要為渣場的防護，主要包括擋渣墻及排水溝的砌筑均采用漿砌塊石，坡腳采用拋石體護坡。

2.5.1 漿砌石擋墻施工

漿砌石擋墻施工應注意以下4點：

1）嚴格按照規范要求施工，料石砌筑的擋渣墻采用同皮內丁順相間的砌筑形式，當中間部分用毛石填筑時，丁砌料石伸入毛石部分的長度≥200 mm。

2）漿砌石擋渣墻按照圖紙施工，并安布排水管和伸縮縫等。

3）砌完后12 h應及時養護，及時灑水保持濕潤。養護時間：水泥砂漿砌體一般為14 d，混凝土砌體的養護時間應≥21 d。

4）漿砌石水泥砂勾縫施工，砂漿使用水泥的強度等級為 32.5的普通硅酸鹽水泥，灰砂比控制在1∶1～1∶2。清縫在料石砌筑24 h后進行，縫寬不小于砌縫寬度，縫深不小于縫寬的2倍，勾縫前必須將槽縫沖洗干凈，不得殘留灰渣和積水，并保持縫面濕潤。

勾縫砂漿必須單獨拌制，嚴禁與砌體砂漿混用。當勾縫完成和砂漿初凝后，砌體表面應刷洗干凈，至少用浸濕物覆蓋保持21 d，在養護期間應經常灑水，使砌體保持濕潤，避免碰撞和振動［8］。

2.5.2 拋石體施工

殷石體施工注意以下3點：

1）拋石施工，嚴格按照規范進行，從下層往上層拋擲，每層安置緊密，表面無浮石。拋投時大小搭配均勻，面層要用大塊石。

2）根據拋石段劃分，由里到外，由遠而近，先深后淺進行，每一層要拋擲均勻得當，不得零拋散堆。

3）拋石體表面，按設計斷面整理成形，使其平整美觀。

2.5.3 砌體工程質量檢查

砌體工程質量檢查應注意以下5點：

1）按規定進行物理力學性質試驗和外形尺寸對拋石的石材進行量測，砌石所用的石料，需滿足施工圖紙或監理工程師的要求。

2）砌體工程使用的原材料，如沙子、水泥、粉煤灰等，嚴格執行相關標準，不合格的材料嚴謹用于工程。

3）按工程師指示定期檢查砂漿和小骨料混凝土的配合比，同時定期取樣做砂漿和混凝土試塊，符合相關要求。水泥砂漿的抗壓強度檢查：①同一標號砂漿試件的數量，28 d齡期的每200 m3砌體取成型試件一組3個；②小骨料混凝土的抗壓強度檢查；③同一標號的小骨料混凝土試件的數量，28 d齡期的每200 m3砌體取成型試件一組3個。

4）砌體外露面要進行檢查，保證其平齊整潔，勾縫飽滿均勻，石塊擺置合理緊湊，砂漿填充飽滿，無通縫貫通縫等情況。

5）排水孔尾部過濾材料完整，不能堵塞，對其進行可靠檢查。

2.6 棄渣場的治理措施

為了防止棄渣堆受大雨沖刷，產生水土流失、邊坡失穩等現象，棄渣的堆放采取治理措施：

1）棄渣場的堆放過程中，采取從低程往高程分層進行棄渣堆放，渣場邊坡坡比≤1∶2，每層設置寬5 m馬道。

2）設置漿砌石擋渣墻，并預埋 Ф100PVC管，作為排水系統，防止堆渣崩塌和水土流失。

3）渣場在坡腳設置拋石護腳，拋石高度為1.0 m，底寬為2.0 m，拋石總長度為棄渣坡腳長度。

4）在棄料堆周邊山坡設置截水溝，坡道上設置橫向排水溝，將水流集中排往堆石護坡腳外邊緣修建的排水溝內，水流匯集在坡腳排水溝內再排至下游。截水溝和排水溝均采用M7.5漿砌石。

5）渣場棄渣結束后，將堆放一邊的原表層土攤鋪在渣場上層復耕，種植樹木和灌木，做好環保工作。

2.7 棄渣的利用

隧洞開挖出來的石方，可以進行有效合理的利用，既節約工程成本，又就地安排消化，形成：

1）用于各施工道路的修建、維護、保養。

2）經工程師批準，且試驗合格的棄渣可用作混凝土骨料或者漿砌石石料。

3）作為河堤防護堆料。

3 結 語

大伙房水庫輸水一期工程主體為85.32 km隧洞，它開挖的棄渣量大，石方較多，經過大量的實地考察和安排，堆放渣場穩定可靠，防護技術措施起到了保護作用，有效地保證了工程的環境效益，因此，本工程實施的棄渣處理合理，效果良好。

［1］張昌銀.水利工程砌石體結構裂縫與施工監理［J］.西部探礦工程，2009（06）：181-183.

［2］張漢宏.淺析堤防工程砌石加固施工技術［J］.科技資訊，2002（23）：65

［3］徐彬，王昂峰.欽寸水庫輸水隧洞施工突發涌水的預防和搶險［J］.浙江水利科技，2013（04）：92-94.

［4］鐘世華.水庫輸水隧洞混凝土裂縫控制分析［J］.水利科技與經濟，2009，15（07）：638-639.

［5］徐文杰.龍潭水庫熟睡隧洞滲漏分析及其灌漿處理［J］.小水電，2006（05）：67-68.

［6］杜世斌，林業彥.大伙房水庫輸水隧洞施工中 TBM作業方案的論證與實踐［J］.水利水電技術，2007，38（03）：47-49.

［7］吳德平，范美師，楊育禮.蓮花田水庫輸水隧洞豎井滑模施工技術［J］.人民長江，2009，40（03）：44-45.

［8］田如軍.水庫輸水隧洞除險加固措施分析［J］.黑龍江水利科技，2014，42（03）：112-113.

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1007-7596（2015）02-0065-03

2014-05-12

王慧斌（1982-），男，山西昔陽人，工程師。