不同類型棄渣場的防護措施及經濟分析

【摘要】棄渣場一般為開挖工程渣料堆放區域，依據棄渣場渣料堆放區域地勢，渣場可分為庫區型、坡地型、溝道型等若干堆渣形式，渣場防護主要考慮渣場坡面防護、擋渣墻設置、渣場排水及消能防沖裝置等。本文以遼寧省某隧洞開挖棄渣場實際設計施工為背景，試探討不同形式棄渣場防護典型措施及采用不同防護措施工程投資對比。

【關鍵詞】棄渣場；防護措施；經濟

1、概況

遼寧省某隧洞開挖工程總棄渣量為933.4萬m3（實方），依據隧洞開挖走向，共布置22處棄渣場；根據棄渣場類型區分，該工程共布置庫區型棄渣場1處，坡地型棄渣場7處，溝道型棄渣場12處，平地型棄渣場2處。

坡地型、溝道型、庫區型棄渣場堆置渣料成階梯狀，每級階梯堆高5m～10m，并設馬道，渣料表面出于環保需求，采取植物護坡，設計邊坡比為1：2。棄渣堆置過程中，首先將棄渣場占地范圍內的表土清理并堆放一旁，待棄渣工程結束后需對渣場進行表土回填工作。本次渣場出于堆渣現狀等的考慮，采取喬灌草相結合方式進行植被恢復。

目前，該隧洞開挖工程施工以結束，渣場棄渣、堆渣及防護措施結束，正進行表土回填及植被恢復工作，本文即依托此工程背景，論述不同形式棄渣場堆渣線狀、防護、排水措施及不同防護排水措施設置對工程投資的影響。

2、渣場設計

2.1 庫區型渣場設計

改工程依據隧洞走向，順次將渣場進行編號本文對此略去。0#棄渣主要堆放在水庫淹沒范圍內，渣場頂部高程高于水庫正常蓄水位，底部高于死水位。

2.1.1 渣場級別

根據SL204-98《開發建設項目水土保持方案技術規范》規定，確定水庫型渣場設防措施等應根據渣場級別設計。

2.1.2 渣場防護設計

1）坡腳防護

該庫區型渣場底面高程低于渣場設防水位，在施工期坡腳受洪水影響，水庫運行期，渣場受水庫水位升降影響。據此需在坡腳設置攔擋渣措施。本次設計采用格賓石籠護腳的方案，厚度為0.5m，坡比為1：2。石籠內采用卵石、片石或塊石進行填充，粒徑D100～300mm為宜，且不得填在格賓網格的外露面，孔隙率不超過30%，要求石料質地堅硬，強度等級MU30，比重不小于2.5t/m3，遇水不易崩解，抗風化較強。以如上措施進行該棄渣場防護。

2）坡面防護

格賓石籠以上采用植被恢復防護措施，覆土回填厚度為0.3m，設計坡度為1：2。

2.1.3渣場排水設計

為防止渣體表面水土流失，臨山體側渣場頂面設置截排水溝，斜坡面根據水保要求布設排水溝。排水溝寬度依據水文報告按照明渠均勻流設置，排水溝砌筑料可為漿砌石或鋼混結構，對此二種砌筑方式本文于工程投資分析部分會加以簡要論述。

2.2 坡地型渣場設計

該類型棄渣場棄渣主要堆放在溝道一側較高臺地、緩坡地上，坡床坡度不大于25°，無軟弱夾層且坡面穩定，渣場底部高程高于棄渣場設防水位。

2.2.1 渣場級別

依據上文相同規范之規定，確定坡地型渣場防護標準，應根據渣場級別設計。

2.2.2 渣場防護設計

1）坡腳防護

坡地型渣場底面位于臺地上，底高程一般高于其臨河側設防水位，但考慮到施工期防止渣場水土流失等因素，因此在渣場的外邊線范圍內設置擋渣墻。擋渣墻采用重力式漿砌石結構，砂漿標號為M10，墻高為3.5m～6.5m，墻體埋深1.5m。

2）坡面防護

坡面防護措施與上文所提庫區型渣場相同。

2.2.3 渣場排水設計

為防止渣體表面水土流失，臨山體側渣場頂面設置截排水溝。斜坡面出于排水及積水出流考慮亦設置排水溝，排水溝以漿砌石砌筑，渣場底部及堆渣底高程位置設置排水溝連接渣場外部河道或者排水出口，防止渣場積水。

2.2.4 渣場現狀

目前該形式渣場均已棄渣、堆渣、防護措施施工完畢，正著手進行植被恢復、水土保持等項目施工。

2.3 溝道型渣場設計

此類型渣場棄渣主要堆放在集水面積較大的沖溝內，根據洪水情況及堆渣方式，此類型渣場其棄渣場防護措施為截洪式，棄渣場上游及兩側來水通過設置在棄渣場左右兩側的排水溝排至棄渣場下游，排水溝末端設置消能防沖設施；棄渣場底部攔擋工程為擋渣墻。

2.3.1 渣場級別

根據相同規范規定，確定溝道型渣場防護相關措施及排水溝截面，應根據渣場級別設計。

2.3.2 渣場防護設計

1）擋渣墻設計

根據規范規定，本次棄渣場攔擋措施設置為擋渣墻，考慮上游來水沖擊堆渣，擋渣墻設置于渣場占地范圍下游地區，藉此防止水流攜帶渣料往下游地區，擋渣墻為漿砌石砌筑，砂漿標號為M10，墻高為6.5m，埋深為1.5m。

2）坡面防護

坡面防護措施與以上兩類型渣場相同。。

2.3.3 渣場排水設計

溝道型渣場因集水面積較大，本次設計采用在渣場右側設置排水明渠將上游來水疏導至下游，同時在渣場左側設置截洪溝，防止渣場表面植被沖壞。排水明渠斷面形式依據水文資料確定，此次排水溝為梯形斷面，深度為1m，寬度為3.5m，兩側坡比為1：1，采用M10漿砌石砌筑。截洪溝為梯形斷面，深度為0.5m，寬度為1.0m，兩側坡比為1：1，采用M10漿砌石砌筑。

3、主要工程量及投資（工程部分）

下面進行本文第二部分，比較不同施工措施投資對比，本文所論渣場采用上述防護措施已施工完畢，以上渣場于工程初步設計階段曾考慮鋼混形式排水溝，鋼混形式排水溝考慮因素過多，于實施階段變化為漿砌石形式排水溝，下面分別計算初設、施工圖階段渣場工程措施投資，將渣場工程各項羅列，計算渣場防護、排水措施工程投資，以期此次渣場投資計算可以為日后相關研究參考。下面以此項目中第一標段渣場為例加以說明。

由表4、表5可見，施工階段棄渣場工程防護投資約為683萬元，可見施工圖階段棄渣場防護工程投資較初設節省300余萬元。從經濟方面分析，針對渣場地形，采用本文所論述之防護措施是比較合適的。本文分享針對不同類型渣場設計之心得及渣場投資對比，以為交流探討。

參考文獻：

[1]《開發建設項目水土保持方案編制技術》

[2]《水土保持學》

[3]《開發建設項目水土保持方案技術規范》（SL204-98）

[4]《堤防工程設計規范》（GB50286-98）

[5]《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）

[6]《水文水利計算》