復(fù)雜山區(qū)高速公路棄土場設(shè)計(jì)與施工存在的問題及對策措施

李兵 劉峰 馬洪生

【摘要】棄土場是復(fù)雜山區(qū)高速公路建設(shè)中重要的線外附屬工程，因棄土場問題而致使主體丁程停工和增加投資及環(huán)境破壞的問題日益突出，應(yīng)引起高度重視。文章通過對棄土場存在問題的原因進(jìn)行剖析，提出了對策措施，可為復(fù)雜山區(qū)高速公路棄土場設(shè)計(jì)提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】高速公路; 棄土場; 設(shè)計(jì); 對策措施

【中國分類號】U417.9【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

復(fù)雜山區(qū)高速公路橋隧工程規(guī)模大，可設(shè)為路基的基本上是挖方路基，不可避免地會產(chǎn)生大量棄方。在建設(shè)過程中，棄土場場址變更引發(fā)的工期延誤、耕地占用、環(huán)境破壞、水土流失、地質(zhì)災(zāi)害等問題較為突出，這里面不僅有施工管理、征地拆遷等方面的客觀原因，還有設(shè)計(jì)方面的主觀原因。

2015年12月20日，位于深圳市光明新區(qū)的紅坳渣土受納場發(fā)生滑坡事故，造成73人死亡、4人下落不明、17人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失8.81億元。災(zāi)害滑坡覆蓋面積約38×104 m2，滑程長達(dá)1 100 m，最大堆積寬度為630 m，體積約為273×104 m3。值得對該棄土場發(fā)生滑坡的原因，棄土場的選址及防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行深刻反思。

作為附屬工程的棄土場設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)主體工程設(shè)計(jì)水平。在當(dāng)今高速公路設(shè)計(jì)更加注重生態(tài)環(huán)境理念的前提下，加強(qiáng)棄土場的綜合設(shè)計(jì)與施工已成為項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)的重要組成部分，具有十分重要的意義。

1 棄土場存在的問題及原因分析

1.1 棄土場存在的問題

1.1.1 設(shè)計(jì)變更大

很多項(xiàng)目，原設(shè)計(jì)的棄土場大部分未啟用，以四川藏區(qū)汶馬高速公路為例，原設(shè)計(jì)18個(gè)標(biāo)段，共31個(gè)棄土場，僅6個(gè)棄土場未作變更設(shè)計(jì)，新增棄土場選址23處。截至發(fā)稿，其中5個(gè)標(biāo)段，變更增加造價(jià)約6 500萬元，變更金額較大。

1.1.2 易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

部分棄土場工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，由于基礎(chǔ)資料缺失，防護(hù)排水設(shè)計(jì)不到位，施工過程中沒有嚴(yán)格按照專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)施作，常常易誘發(fā)泥石流、溜坍、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，易造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。類似案例不勝枚舉。

1.1.3 還田復(fù)耕率低

很多棄土場在棄方完成后不能很好的恢復(fù)，如棄土場坡表耕植土綠化不達(dá)標(biāo)，無滿足實(shí)際需要的排灌系統(tǒng)，或者還耕的面積多為坡地可利用率低。沒有做到還地與民，維持可持續(xù)發(fā)展。目前已有多個(gè)高速公路工程項(xiàng)目存在當(dāng)?shù)卣熬用穹从尺€田復(fù)耕率低問題。

1.2 原因分析

1.2.1 棄土場設(shè)計(jì)出手質(zhì)量不高

1.2.1.1 設(shè)計(jì)工作不深不細(xì)

（1）棄土場工程地質(zhì)調(diào)繪或地勘工作不到位。有些復(fù)雜山區(qū)項(xiàng)目棄土場選址非常困難，加之工期緊張，往往到了提交設(shè)計(jì)文件的時(shí)候，個(gè)別棄土場選址才確定，沒有給地質(zhì)人員足夠的時(shí)間進(jìn)行地質(zhì)調(diào)繪或進(jìn)行地勘，地質(zhì)人員也沒參與到棄土場設(shè)計(jì)的復(fù)核、審核中。棄土場設(shè)計(jì)地質(zhì)信息缺失、不足，導(dǎo)致了部分棄土場由于地質(zhì)原因進(jìn)行了變更設(shè)計(jì)。很多大型棄土場沒有進(jìn)行專項(xiàng)工程地質(zhì)勘察，僅依靠工程地質(zhì)調(diào)繪，深度不足。

（2）征拆等控制因素調(diào)查不落實(shí)、不到位。棄土場設(shè)計(jì)不僅受地形地質(zhì)條件制約。還要考慮征地拆遷，基本農(nóng)田，環(huán)保，生態(tài)紅線，文物保護(hù)，地方規(guī)劃等等制約因素。

（3）棄土場基礎(chǔ)支撐資料不全。行洪論證專項(xiàng)、泥石流專項(xiàng)、地質(zhì)災(zāi)害評估、地質(zhì)勘察報(bào)告、穩(wěn)定性評價(jià)及地方政府意見等各類專項(xiàng)資料缺失，設(shè)計(jì)變更基礎(chǔ)支撐資料不全。以某高速公路為例，原施工圖階段共設(shè)置了14個(gè)棄土場，其中涉河棄土場11個(gè)，均未作專門的行洪論證專項(xiàng)，也未作穩(wěn)定安全性評價(jià)，僅一處棄土場作了工點(diǎn)地質(zhì)勘察。 地形圖不全，部分棄土場僅有1∶1萬地形圖。 未進(jìn)行實(shí)地測量，棄土容量計(jì)算誤差大。

（4）棄土場設(shè)計(jì)粗糙、沒考慮松方系數(shù)、運(yùn)距計(jì)算錯(cuò)漏多。棄土場設(shè)計(jì)粗糙，多數(shù)只有一條剖面，不滿足設(shè)計(jì)要求;沒考慮松方系數(shù)，導(dǎo)致實(shí)際棄土堆置過程中，部分棄土場容量不足;部分棄土場土石方調(diào)運(yùn)運(yùn)距計(jì)算不準(zhǔn)，因運(yùn)距造成較大的變更設(shè)計(jì)。

（5）排灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)粗糙，不夠重視。棄土場排灌系統(tǒng)與工程穩(wěn)定、還田、水土流失防治相互制約，相互影響，對棄土場的總體設(shè)計(jì)有直接影響。部分棄土場依靠自然條件難以恢復(fù)維持生態(tài)能力，棄土場是按臨時(shí)征地征用，一般承諾要復(fù)耕，但設(shè)計(jì)上沒有根據(jù)具體的場地情況進(jìn)行系統(tǒng)的排灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通常只簡單設(shè)置了周邊截、排水溝。不能滿足復(fù)耕的要求。

1.2.1.2 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，重視程度不夠

對于工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜的棄土場，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，重視程度不夠。部分棄土場設(shè)計(jì)僅考慮最終的防護(hù)方案，沒有與工程實(shí)際相結(jié)合，導(dǎo)致工程量不足，棄土過程中易發(fā)生次生災(zāi)害。

未考慮雨季施工過程中的度汛、渣水分流問題，施工過程中臨時(shí)度汛，應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確要求，并給出工程量。部分涉及水工、地災(zāi)治理設(shè)計(jì)的棄土場，缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，易誘發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害，并毀壞棄土場。類似案例較多，造成的經(jīng)濟(jì)損失相對較大，且后期治理難度大，效果差。

1.2.2 不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)跨合同調(diào)運(yùn)，造成新增棄土場

施工圖階段分了施工標(biāo)段，在某一標(biāo)段中要達(dá)到土石方平衡是很難的一件事情，施工中兩個(gè)標(biāo)段施工進(jìn)度和施工順序都不一致，這樣的情況下很難進(jìn)行統(tǒng)一的土石方協(xié)調(diào)和調(diào)配。很多項(xiàng)目跨合同段調(diào)運(yùn)的情況，最終大部分都作了變更設(shè)計(jì)，重新考慮土石方調(diào)配及取、棄土場的設(shè)置。

1.2.3 部分棄土場運(yùn)距較遠(yuǎn)，施工單位不愿啟用

棄土場運(yùn)距較遠(yuǎn)，施工工效較低，施工單位征拆協(xié)調(diào)工作也不是很積極主動，實(shí)施比較困難。

1.2.4 征拆協(xié)調(diào)難度大

一是居民拆遷補(bǔ)償要價(jià)高，棄土場用地設(shè)計(jì)上考慮臨時(shí)征用，棄土場還耕及樹木、青苗補(bǔ)償均由施工單位負(fù)責(zé)，往往老百姓要求按永久用地補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，因此協(xié)調(diào)難度較大。二是施工單位認(rèn)為部分棄土場運(yùn)距遠(yuǎn)，工效低，就借征拆協(xié)調(diào)困難為理由，提出變更設(shè)計(jì)。以藏區(qū)某高速為例，原設(shè)計(jì)共31處棄土場，其中有16處均因征拆困難而進(jìn)行了變更，據(jù)了解基本每個(gè)標(biāo)段都因棄土場問題停過工，個(gè)別標(biāo)段停工3個(gè)月以上。

1.2.5 施工單位不按設(shè)計(jì)要求施工，違規(guī)棄渣

一是施工單位不按設(shè)計(jì)位置堆置，圖方便按自己的意愿堆棄，造成既成事實(shí)，再提出變更設(shè)計(jì)。二是不按設(shè)計(jì)施工，堆渣前未清表、棄渣不壓實(shí)，不按設(shè)計(jì)坡比堆置等。認(rèn)為棄土場是附屬工程，不重視擋防工程的施工質(zhì)量。

1.2.6 施工組織不合理

施工單位進(jìn)場后，應(yīng)先進(jìn)行合理的施工組織，編制詳細(xì)的施工組織方案，經(jīng)審批后，再進(jìn)行施工。應(yīng)先進(jìn)行棄土場的建設(shè)，再進(jìn)行隧道及路基開挖施工。部分項(xiàng)目，未提前啟用棄土場的排水防護(hù)工程和征地拆遷工作，故隧道開始出渣時(shí)棄土場尚不可用，造成棄渣的二次轉(zhuǎn)運(yùn)或棄土場變更設(shè)計(jì)。

1.2.7 復(fù)耕恢復(fù)工作上，施工管理不到位

大部分施工單位未按設(shè)計(jì)要求，施工初期預(yù)留臨時(shí)場地堆放路基清表土和棄土場原場地的耕植土，用于后期棄土場頂面的覆土。為了施工的方便，基本上把這些土丟棄在棄土場。導(dǎo)致后期復(fù)耕效果差。

1.2.8 棄渣場選址不盡合理

以藏區(qū)某高速公路為例，部分棄土場占用基本農(nóng)田，涉及自然保護(hù)區(qū)。部分棄土場設(shè)置在建成水庫管理范圍內(nèi)。導(dǎo)致變更、協(xié)調(diào)工作量大大增加。

2 對策措施

2.1 重視棄土場設(shè)計(jì)，認(rèn)真把握好設(shè)計(jì)出手質(zhì)量關(guān)

2.1.1 正確認(rèn)識棄土場的重要性

棄土場是山區(qū)高速公路建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)的具有破壞性的線外附屬工程。其對環(huán)境造成的破壞在多年的公路建設(shè)中得到了驗(yàn)證。因棄土場問題而致使主體丁程停工和增加投資的案例較多，應(yīng)引起高度重視。

2.1.2 加強(qiáng)前期設(shè)計(jì)工作深度

根據(jù)需要，提交各類專項(xiàng)報(bào)告如地勘報(bào)告、行洪論證、地災(zāi)評估、泥石流、穩(wěn)定性評價(jià)等。

收集地方生態(tài)紅線，環(huán)保，水保，地災(zāi)，基本農(nóng)田，文物保護(hù)，礦產(chǎn)，地方規(guī)劃等制約因素資料，要認(rèn)識到前期的工作一定要認(rèn)真細(xì)致，在收集基礎(chǔ)資料（包括地形圖、實(shí)地測量）、消化、理解基礎(chǔ)資料上多花些錢和時(shí)間，反而會節(jié)約大量的成本和工期。

加強(qiáng)棄土場的工程地質(zhì)調(diào)繪及勘探，建議地質(zhì)人員參與到整個(gè)棄土場的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

2.1.3 加強(qiáng)設(shè)計(jì)內(nèi)部管理

加強(qiáng)棄土場的復(fù)核、審核力度;復(fù)雜棄土場形成院級會審制度;個(gè)別極其復(fù)雜的棄土場委托有資質(zhì)、有能力的單位進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

2.1.4 加強(qiáng)棄土場的綜合設(shè)計(jì)

棄土場的綜合設(shè)計(jì)是大勢所趨，棄土場的綜合設(shè)計(jì)應(yīng)該成為工程總體設(shè)計(jì)的重要組成部分。棄土場的綜合設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括擋防設(shè)計(jì)、排灌設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)（應(yīng)以還田設(shè)計(jì)為主）、美化設(shè)計(jì)、棄渣綜合利用設(shè)計(jì)、通行條件等。

2.1.4.1 加強(qiáng)棄土場擋防設(shè)計(jì)

加強(qiáng)地形圖測繪，控制性剖面設(shè)計(jì)，擋防結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算、分析。棄渣場設(shè)計(jì)的地形圖測繪比例尺應(yīng)不小于1∶1000～1∶5000?？刂菩詳嗝骈g距30～50 m。支擋及防護(hù)工程等單項(xiàng)工程，地形圖測繪比例尺宜為1∶500～1∶2000。

2.1.4.2 加強(qiáng)生態(tài)設(shè)計(jì)

生態(tài)設(shè)計(jì)理念應(yīng)貫穿于棄土場設(shè)計(jì)的始終。結(jié)合地方規(guī)劃，以還地于民為、以人為本的設(shè)計(jì)理念，發(fā)揮棄土場經(jīng)濟(jì)，使建成后的棄土場能為人所用。

2.1.4.3 加強(qiáng)通行條件設(shè)計(jì)

良好的通行條件作為棄土場的配套措施，是利用棄土場的必要條件，建議部分棄土場考慮永臨結(jié)合便道。

2.1.4.4 棄渣綜合利用設(shè)計(jì)

土石方一部分用于路堤填筑，一部分堆放至棄土場，但還有一部分可以用于其它相關(guān)工程如建筑工程、水利工程等。綜合考慮地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模、具體規(guī)劃，了解各類工程對于土源的需求，有利于充分發(fā)揮棄渣的價(jià)值，使工程總體效益獲得提高。

也可利用滿足設(shè)計(jì)要求的棄渣軋制碎石、機(jī)制砂，用于公路及地方建設(shè)。

2.2 加強(qiáng)人才培養(yǎng)、學(xué)習(xí)、交流、引進(jìn)

加強(qiáng)從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，優(yōu)先引進(jìn)具有地災(zāi)、水工專業(yè)設(shè)計(jì)能力的資深人才。加強(qiáng)各專業(yè)、部門間的溝通、交流、資源共享。學(xué)習(xí)相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范，如《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》。

2.3 加強(qiáng)總體設(shè)計(jì)，合理調(diào)配土石方，盡量減小棄渣運(yùn)距

細(xì)化、優(yōu)化、深化設(shè)計(jì)方案比選。認(rèn)真進(jìn)行高填路堤與橋梁，深挖路塹與隧道，互通立交規(guī)模型式，路基填料，邊坡坡率，排水溝尺寸與型式，取棄土設(shè)計(jì)，沿線設(shè)施布設(shè)等方案比選，盡量不跨合同段調(diào)運(yùn)土石方。在綜合安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多種控制因素情況下，盡量減少棄渣運(yùn)距，個(gè)別標(biāo)段棄土場“可化大為小，化整為零”設(shè)計(jì)，提高施工工效。

2.4 設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)棄土場選址設(shè)計(jì)，提前與業(yè)主、地方做好溝通工作

棄土場選址兼顧安全和地方規(guī)劃的原則。避免因堆置棄土而誘發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

加強(qiáng)與業(yè)主、施工、地方的溝通，了解地方規(guī)劃、用土需求，使棄土場能夠?yàn)槊袼谩ＴO(shè)計(jì)前期要以書面形式，征求地方政府意見，并現(xiàn)場踏勘確認(rèn)。各方明確各自分工，各盡其責(zé)。

2.5 加強(qiáng)施工管理，制定合理施工組織方案

要從整個(gè)項(xiàng)目出發(fā)，統(tǒng)籌考慮施工組織方案的制定，考慮不同標(biāo)段的相互影響、相互制約因素，充分發(fā)揮監(jiān)理、業(yè)主的監(jiān)督管理職能。

設(shè)計(jì)上細(xì)化施工組織計(jì)劃，細(xì)化棄土場的施工方案：

（1）施工注意事項(xiàng)中，增加如表土保護(hù)等內(nèi)容具體說明，提供表土保護(hù)的臨時(shí)用地設(shè)計(jì)圖表。

（2）復(fù)雜棄土場臨時(shí)排水和防護(hù)工程應(yīng)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，部分困難位置進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)。

（3）一般棄土場壓實(shí)度應(yīng)作詳細(xì)要求，明確目標(biāo)（壓實(shí)度不小于80 %），并考慮不同棄土的松方系數(shù)（1.20～1.30）。

3 結(jié)束語

棄土場雖然是高速公路中的附屬工程，然而其對環(huán)境的破壞及工程造價(jià)的影響程度不容忽視，對山區(qū)高速公路棄土場進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，已成為大勢所趨。本文通過對復(fù)雜山區(qū)高速公路棄土場設(shè)計(jì)與施工存在的問題，以及對問題產(chǎn)生原因進(jìn)行了系統(tǒng)剖析，提出了有針對性的對策措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 江二中.山區(qū)高速公路棄土場的綜合設(shè)計(jì)[J].廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報(bào)，2008（4）：73-74.

[2] 孟云偉，楊偉，雍黎明.談公路棄土場的綜合設(shè)計(jì)[J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009（4）.

[3] 李宏泉，彭立，劉偉，等.高速公路建設(shè)棄方量存在的問題及處治措施探討[J].公路工程，2011，36（3）.

[4] 蔣成海，彭立，李宏泉，等.高速公路建設(shè)棄土場存在的問題及處治措施探討[J].公路工程，2011，36（3）：47-50.

[5] 陳中月，王志峰，李勇.高速公路棄土場綜合設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法[J].工程與建設(shè)，2006，20（5）：450-452

[6] 許有飛，張興來.山區(qū)高速公路棄土場設(shè)計(jì)原則與思路探討[J].公路交通技術(shù)，2010（5）：20-23.