淺析基于環保理念的隧道洞渣綜合利用

尹海欽

(西南交通大學附屬中學，四川 成都 610031)

引言

隨著環保意識的增強，建設項目的生態環境保護意識也不斷增加。交通項目建設過程中，也在資源、經濟、環境、社會各方面的矛盾中找到平衡點，做到了可持續發展。但對于隧道施工，由于施工工藝、建設管理條件等各方面的限制，在隧道棄渣利用上不夠完善，利用較單一，未將隧道棄渣作為優質筑路材料全面、綜合的利用，利用率一般也較低，僅為20%左右。隨著人們對環境要求的不斷提高，以及當前對隧道棄渣環保認識的日漸深入，“綠色通道”的深入人心，山區隧道棄渣的綜合利用及優化資源配置使用是公路建設，尤其是山區公路建設中亟待解決的問題[1]。

1 工程概況

屏山新市至金陽段高速公路是《國家公路網規劃(2013年-2030年)》規劃的G4216線成都至麗江聯絡線的重要組成部分，也是《四川省高速公路網規劃(2014-2030年)》 “16、8、8”高速公路網中成都至沐川至攀枝花至云南高速公路的重要組成路段。該高速公路將與樂山至宜賓高速公路、內江至昆明高速公路、西昌至攀枝花高速公路共同形成貫穿南北的骨干公路，實現東西向便捷、有效的連接，有助于打通川西南地區、西藏通往重慶市和貴州省的運輸通道；同時將順接擬建的G4216線仁壽經沐川至新市高速公路，并于規劃的G7611西昌至昭通高速公路相接，逐步完善川南地區干線通道網絡，加強川滇、川貴、川藏的溝通，為四川省構建西部綜合交通樞紐奠定有力的支撐。

2013年9月國家啟動了沿長江經濟帶的總體規劃，長江通道成為國家戰略開發重心。因此，為了順應長江經濟帶上升為國家戰略，緊跟國家西部大開發的步伐，支撐四川成為西部經濟發展高地和西部綜合交通樞紐建設需要，該高速公路的建設對于完善四川省沿江綜合交通運輸體系，推動社會進步，服務可持續發展，完善川南經濟區、攀西經濟區和公路、水運、鐵路、航空等綜合運輸體系，促進區域經濟發展和扶貧開發，改善旅游投資環境等都具有重要的戰略意義。

該高速公路主線全長168.775公里，設橋梁36765m/113座，占路線總長21.78%，其中特大橋7237m/8座，大、中橋29268m/95座，小橋260m/10座。隧道107890m/57座，占路線的63.91%，其中特長隧道57364m/12座，長隧道39853m/23座，中隧道7589m/11座，短隧道3084m/11座；橋隧比85.7%。全線采用設計速度80km/h，路基寬度25.5m。

該高速公路途經多條山脈交錯區域，地理條件復雜，特別是攀西地區地處云貴高原橫斷山脈南段高山峽谷，屬深切割的侵蝕重山地貌。山地約占總面積的70%以上，相對高度一般在1000—2500米。研究項目所處地區位于中國東部穩定區和西部活動區的結合部，地質構造復雜，斷裂發育，地震活動頻繁。項目區域工程地質條件復雜。致使交通基礎設施建設項目的工程艱巨，難度較大，投資成本高、建設時間長。

針對本項目為山區高速公路且長隧道、特長隧道較多的這一特點，為開展沿江高速4000萬方隧道洞渣的綜合利用和綠色環保的研究提供了良好的研究環境。使得本課題開展，可以理論聯系工程。不但為隧道洞渣綜合利用提供了研究背景和試驗場地，更為關鍵的是本課題預期取得的研究成果可以在工程實踐中得到很好的工程應用。為以后長大隧道棄渣綜合處置利用提供了理論背景和技術支持。

2 研究內容

2.1 隧道洞渣綜合利用

隧道棄渣是隧道開挖過程中的主要產物，對于不同的隧道圍巖施工，隧道棄渣的種類也繁多，充分考慮隧道圍巖等級、開挖方法和洞渣物理力學性質，確定棄渣的力學參數，根據不同材料的力學要求，選用合適的隧道棄渣種類[2]。隧道棄渣的綜合利用如圖1所示。

圖1 隧道棄渣的綜合利用

2.2 隧道結構利用棄渣

洞渣主要用于初次襯砌、二襯等。隧道襯砌需要的建筑材料需要外運，如果洞渣可以利用，這就解決了隧道建設所需材料外運的大問題。

2.3 路基結構利用棄渣

路基的填料包括碎石、級配碎石等，這種材料一般都要外運。采石場開挖山體，造成環境污染。利用洞渣可以提供很好的路基填筑材料，解決棄渣問題，有利于環保。

2.4 橋梁結構利用棄渣

橋臺后面填土一般是開挖山體得到的填料或者是砂石料廠采購的材料，橋梁結構的預制件都是采購當地的材料。如果可以利用洞渣作為混凝土、以及橋臺后面填料的材料，這就解決了洞渣的利用問題，有利于當地的環境保護。

2.5 路面結構利用棄渣

路面瀝青混凝土以及水泥混凝土都需要較好的碎石材料，通過洞渣軋制機制砂，滿足路面材料要求，達到環境保護的目的。

2.6 隧道棄渣場改移河道后利用引水隧道水力發電

由于山區地形復雜，棄渣場無法設置在空闊處，只能設在溝谷中。但隨之而帶來的是溝谷中的溪流通過棄渣場底部以滲流方式通過，尤其在暴雨季節地表徑流量急劇增加，易在上游積水，形成堰塞湖，堰塞湖一旦決口會對下游形成洪峰，處置不當會引發重大災害[3]。在棄渣場的底部布設引水隧洞，對造成的河流堵塞進行疏導；據此根據水力發電所需水位差要求，合理選擇棄渣場位置，保證足夠的水位差用以水力發電。

2.7 隧道棄渣運用于環境保護

隧道洞渣將不能利用的棄渣要進行處理，如果不合理處置將會對環境造成危害，如何將棄渣利用起來使其“變廢為寶”，實現資源節約、循環利用、生態環保，是隧道棄渣處置的關鍵問題。棄渣運用于環境保護的主要研究內容如下：

(1)依據“少占農田，不占好田，盡量復墾的”原則，盡量利用荒灘、荒地棄置，不得已占用農田時應考慮復墾[4]。

(2)充分進行對棄渣場地及周邊的各種資料調查，考慮堆放隧道棄渣后帶來的影響。調查棄渣場地及附近的水利設施和其它建筑物情況并搜集棄渣場地附近河流的水文資料[5]。

(3)合理設置永久性擋護工程，渣頂截排水系統，渣底滲排水系統等附屬設施。

3 研究展望

本文結合實際工程碎石的利用現狀，對棄渣碎石的應用做了初步的淺析，在此做以下展望：

(1)在路基填筑方面，在明確隧道棄渣填料顆粒組成對路基的碾壓質量有重大影響的前提下，需對隧道的爆破開采技術深入研究。

(2)針對棄渣場的生態修復方面，為了構建生態修復的構建體系和技術指標，人們還需繼續學習和研究在各種自然環境條件下的棄渣場生態修復的模式和技術方案。

參考文獻：

[1] 杜云威.青海山區公路隧道棄渣填筑路基質量施工控制技術研究[D].重慶交通大學,2017.

[2] 高宇.隧道棄渣填筑高速公路路基施工與檢測技術研究[D].重慶交通大學,2016.

[3] 任紅崗,譚卓英,孫文杰.復雜地形條件下排土場優化設計及綜合治理措施[J].礦冶,2016,25(01):17-21.

[4] 梅華,王曉光,王豐倉.公路隧道棄渣的危害及其處置對策分析[J].交通節能與環保,2013,9(02):85-88.

[5] 李哲,李苗,梅華.改性隧道棄渣的強度特性試驗研究[J].交通節能與環保,2013,9(02):79-84+88.