高速公路工程取土棄渣場水土保持分析評價

馬曉賓，梁星光，黃詩雄

（洛陽水利建設投資集團有限公司，河南 洛陽 471000）

1 概況

某高速公路工程沿線橫跨西淅、淅川兩地，氣候類型屬北亞熱帶季風型大陸性氣候，多年平均氣溫15.70 ℃，歷史極端最高氣溫42.60 ℃，最低氣溫-13.20 ℃。全年不小于10 ℃有效積溫5 600 ℃，最大凍土深度12 cm，全年無霜期為236 d。多年平均降水量為804.30 mm，年平均日照時數2 019 h。多年平均蒸發量為1 508.90 mm，年平均風速2.60 m/s。路線所經區域土壤類型主要為褐土、潮土，植被類型亞熱帶落葉闊葉林帶。工程全線位于丹江口庫區及上游國家級水土流失重點預防區范圍內。項目區屬水力侵蝕類型區，土壤侵蝕類型屬西南紫色土區，在河南水土保持規劃一級分區中屬西南紫色土區，二級分區中屬秦巴山山地區，三級分區中屬丹江口水庫周邊山地丘陵水質維護保土區，容許土壤流失量為500 t/（km2·a）。線路涉及土壤侵蝕強度以輕度侵蝕為主，綜合確定沿線土壤侵蝕模數為1 000 t/（km2·a）。

2 取土場水土保持分析評價

根據工程現場實際情況，沿線實際布設1 處取土場，取深11～19 m，為崗地取土，占地類型為林地，為批復水保方案設計范圍外新增取土場，批復水保方案未布設取土場。取土場選址的水土保持分析評價表見表1。

表1 取土場選址的水土保持分析評價表

綜上所述，取土場選址除不滿足3.2.4第1、3條規定外，實際布設取土場選址未設置在崩塌、滑坡危險區及泥石流易發區內，不涉及河道取土（石、砂）。方案依據水土保持相關規范要求，補充設計取土場，對取土邊坡栽植攀緣植物，取土平臺進行綠化。取土場選址符合水土保持限制性規定要求。

3 棄渣場水土保持分析評價

3.1 棄渣場選址分析

在實際施工中受線路變化、征地、渣場優化等因素影響，實際設置25處棄渣場與批復水保方案設計的19處棄渣場相比，棄渣場數量增加6處，全部為批復水保方案設計范圍外新增棄渣場，棄渣總量471.71萬m3，占地49.64 hm2。

3.2 棄渣場穩定性評估結論

根據水利部水土保持司關于印發《水利部水土保持設施驗收技術評估工作要點的通知》的相關規定，原則上堆渣量超過50 萬m3或者最大堆渣高度超過20 m 的棄渣場應開展穩定性評估，編制穩定性評估報告，其他棄渣場應根據棄渣場選址、堆渣量、堆渣高度和渣場周邊重要防護設施情況，開展必要的穩定性評估。根據《水利部辦公廳關于印發生產建設項目水土保持設施自主驗收規程（試行）的通知》的相關要求，重要防護對象（指4 級及以上棄渣場等容易發生水土流失危害及隱患的工程部位）需編制穩定性評估報告，明確安全穩定結論且結論為穩定。某高速公路實際布設25 處棄渣場，沿線棄渣場等級為4～5 級，其中4 級棄渣場11 處，5 級棄渣場14處。

3.2.1 4級（含）以上棄渣場穩定性評估

3.2.1.1 穩定性評價方法。

根據棄渣場穩定性評估報告，報告中根據各棄渣場地質情況及《水利水電工程水土保持技術規范》、《滑坡防治設計規范》等相關規范，棄渣場抗滑穩定計算方法采用瑞典圓弧法對標段范圍內渣場邊坡進行穩定性分析計算。渣場正常工況下抗滑穩定安全系數允許最小值為1.15～1.20，非正常工況下抗滑穩定安全系數允許最小值為1.05。

3.2.1.2 棄渣場穩定性評估報告評估結論

根據棄渣場穩定性評估報告，通過對沿線11處4級棄渣場進行資料收集、地形測繪、地質勘查，根據收集相關數據、調查及勘查數據進行棄渣場穩定性評估分析工作，明確棄渣場穩定性結論，完成了棄渣場穩定性評估工作。評估報告主要結論為沿線11 處棄渣場在規范要求的工況下，棄渣場抗滑穩定安全系數滿足規范要求，棄渣場穩定。各棄渣場穩定分析評估結論詳見表2。

表2 棄渣場穩定分析評估結果匯總表

3.2.2 5級棄渣場穩定性評估

3.2.2.1 棄渣場邊坡穩定計算方法

根據《某高速公路施工圖》對棄渣場設計邊坡進行穩定性分析計算。由于工程沿線棄渣以石渣為主，棄渣場邊坡穩定分析按石渣場情況進行。渣場邊坡穩定計算按瑞典圓弧滑動法（總應力法），采用理正巖土計算程序進行計算。計算工況考慮正常運用情況及非常運用情況。沿線棄渣場等級為5級，根據《水土保持工程設計規范》；5級棄渣場抗滑穩定安全系數正常運用為1.15，非常運用為1.05。由于缺少棄渣場相關地質勘測報告，在進行邊坡穩定分析時，參數指標采用《某高速公路施工圖兩階段施工圖設計》工程地質勘察報告中渣場附近相關地勘數據。

3.2.2.2 計算結果及分析

根據渣場邊坡、開挖、填筑高度和上述邊坡穩定計算公式進行邊坡穩定分析。計算結果詳見表3。

表3 棄渣場邊坡穩定計算成果表

由表3可知，沿線5級棄渣場的邊坡正常運用情況下穩定系數為1.21～1.79 大于1.15，符合規范要求值；非常運用情況下穩定系數為1.10～1.52大于1.05，棄渣場抗滑穩定安全系數滿足規范要求，棄渣場穩定。

3.3 棄渣場選址綜合評價

經水土保持分析評價，沿線各棄渣場選址綜合評價如下：NO.1、NO.2、NO.4～NO.7、NO.10～NO.19、NO.21～NO.25 號共21處棄渣場坡腳下游無公共設施、基礎設施、居民點等敏感因素，以上21處棄渣場選址合理，且11處棄渣場穩定性計算結論為穩定。NO.3 處棄渣場坡腳下游約120 m 處有居民點，根據《水利水、電水土保持工程技術規范》10.4.2 棄渣場與居住區、城鎮、工礦企業的安全防護距離大于等于2 H，經分析，NO.3棄渣場下游居民點均在安全防護距離之外，且該處處棄渣場穩定性計算結論為穩定，選址基本合理。

NO.8、NO.9共2處棄渣場坡腳下游約80～150 m處有河道通過，棄渣場選址不在河道管理范圍內，且2處棄渣場穩定性計算結論為穩定，因此NO.8、NO.9選址合理。NO.20棄渣場坡腳下游約100 m處為S335，棄渣場選址在完全范圍內，且該處棄渣場穩定性計算結論為穩定，因此NO.20選址合理。

4 結語

綜上所述，經水土保持分析，取土場選址符合水土保持限制性規定要求。沿線25處棄渣場中下游有居民點及基礎設施的均在安全防護距離之外，加強防護措施后基本不影響下游安全，選址基本合理，方案建議下階段棄渣場整治施工時應嚴格按照施工圖設計要求落實各項防護措施。

參與文獻：

［1］張薇，鮑學英.基于改進灰靶的鐵路棄渣場生態環境影響等級評價研究［J］.工程管理學報，2020（6）.

［2］陳永，黃英豪.山區鐵路棄渣防護技術及資源化利用現狀［J］.再生資源與循環經濟，2020（12）.

［3］鄭六益，程云，莫默.高原鐵路大型棄渣場工程特征與穩定性研究［J］.路基工程，2021（5）.