引江濟淮試驗段工程棄渣場綜合治理方案分析

王寶存， 鄒玉波， 崔 敏

(安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088)

引江濟淮工程從長江下游引水向淮河中游地區補水，是解決安徽、河南兩省水資源缺乏困境的重要工程舉措，也是我國綜合性的戰略水資源配置工程和具有標志性意義的重大調水工程[1-4]。引江濟淮工程在建設實施過程中產生大量棄渣，棄渣考慮分段集中堆至各棄渣場。大量的棄渣侵占土地面積極大，容易產生破壞原有土地類型及灌排屬性、污染周邊環境、棄渣場滑坡坍塌等風險，且在風力、降雨的侵蝕下，極易產生棄渣場水土流失淤積附近河道等問題[5-10]。為此，需對棄渣場進行綜合治理，降低其對自身及周邊生態環境的破壞，減小棄渣場所帶來的不良影響。

1 工程概況

引江濟淮試驗工程棄渣設計棄渣量473.90萬m3，臨時征地116.94萬m2(其中耕地面積78.55萬m2)，實際棄渣360萬m3，占地約55萬m2。后期J006-1標招標時要求向試驗段棄渣場繼續棄渣，棄渣總量調整為760萬m3。目前J006-1標已向試驗段棄渣場棄渣約290萬m3，尚有擬棄于試驗段棄渣場的110萬m3需堆高或調整棄渣場解決。J006-1標已棄渣的D區、E區和試驗段已棄渣的⑤區具備復墾條件，受J006-1標棄渣道路布置影響，試驗段已棄渣的1～4區尚不具備復墾條件。試驗工程和J006-1標棄渣位置見圖1。

圖1 試驗工程和J006-1標棄渣位置

2 棄渣場治理存在問題

(1) 由于試驗段棄渣場棄渣量相比原設計方案增加約285萬m3，棄渣頂高程抬高5m左右，棄渣場可復墾成耕地的面積約50萬m2，遠小于棄渣場棄渣前占用的耕地面積(78.55萬m2，其中基本農田70.58萬m2)。

(2) 試驗工程標段在棄渣場南棄渣區(圖1中的③區、④區和⑤區)頂部棄置了崩解巖，不符合原復墾方案要求(棄渣場頂面1m范圍內應為粘壤土、不得有石渣)，需采取覆土或換填等措施。

(3) 棄渣場因苦驢河、村村通道路分隔以及堆高影響，現狀形成5塊，土地復墾利用率減小，灌排、交通等輔助設施工程量增加，且不利于后期機械化耕作和土地流轉。

(4) 目前棄渣場苦驢河以北3區(圖1中的①區、②區和DE區)渣頂高程36～42m，東南區渣頂高程37.5～45m，西南區渣頂高程43～47m，頂面高低不平，頂面平整工程量大。

(5) 棄渣場坡面占地約40%，邊坡水土保持工作量大，沿苦驢河兩側的邊坡高度近20m，安全隱患大。

(6) J006-1標棄渣運輸道路布置、棄渣沉降未穩定等因素制約，目前棄渣場僅部分分區區(圖1中的DE區、⑤區)具備復墾條件。

(7) 渣場占用水塘約5萬m2，后期灌溉用水自苦驢河抽取，需在苦驢河上建設攔河蓄水建筑物。

(8) 現有棄渣場若不繼續堆高，棄渣容量滿足不了J006-1標約定的400萬m3要求，約90萬m3需變更棄渣場導致運輸費用增加。

3 綜合治理方案

原復墾方案設計中，復墾后的渣場頂部0.3m為耕植土層，下部為1.5m粘土作為保水層。棄渣場因苦驢河、村村通道路分隔成A區、B區、C區、D區等四區，渣場分區見圖2。

圖2 棄渣場分區示意圖

3.1 方案1: 按堆渣現狀分塊進行整治

在棄渣場現狀堆渣基礎上進行整治，每個區域通過平整，將頂部1.8m深度范圍內的崩解巖挖除或在其上回填厚度1.5m的粘土，平整后頂部覆蓋厚度0.3m的耕作土。

(1)棄渣場頂部平整與崩解巖處理。A區、B區、C區、D區平整工程量分別為17萬m3、15.7萬m3、1.4萬m3和6.2萬m3。A區頂部15萬m2為崩解巖，需將崩解巖挖除至高程43.0m，換填粘性土和耕作土，挖除、換填量約14.4萬m3，治理后棄渣場頂高程仍為44.8m。B區頂部均為崩解巖，需在平整后的渣面上回填1.5m以上的粘性土和0.3m左右的耕作土，粘土回填量約20萬m3(利用J006-1標挖方)，耕作土回填4萬m3，治理后棄渣場頂高程42m。C區滿足復墾要求。D區頂部3.27萬m2為崩解巖，將該部分崩解巖挖除至高程39.0m，換填粘性土，挖除、換填量約1.5萬m3，處理后棄渣場頂高程仍為40.5m。

(2)坡面防護。渣場邊坡整治面積為40.07萬m2，邊坡坡面覆蓋0.5m厚的耕作土或腐殖土，坡面種植草皮，并種植欒樹、大葉女貞等小喬、灌木，坡腳和馬道處布置縱向排水溝，坡面橫向排水溝每100m左右布置一道。

(3)提水泵站。A區、B區、C區、D區復墾后分別建設提水泵站一座，提水設計流量分別為0.155m3/s、0.064 m3/s、0.009 m3/s和 0.033 m3/s，設計揚程分別為22m、19m、10m和17m。

3.2 方案2：抬高村村通道路分南北兩區進行整治

方案2在方案1的基礎上利用J006-1標的棄渣將原穿越渣場的村村通道路抬高，同時將南側水塘作為棄渣區，增加棄渣容量50萬m3，增加棄渣頂面積4.8萬m2，水塘上游來水通過新建雷北村排澇涵排水至苦驢河。渣場整治后劃分成AB區、C區、D區，其中苦驢河南岸為AB區(形成整體)，北岸為C區、D區。

(1)棄渣場頂部平整與崩解巖處理。AB區、C區、D區平整工程量分別為45.5萬m3、1.4萬m3和6.2萬m3。A區頂部15萬m2為崩解巖，將高程41.7m以上的崩解巖挖除，換填粘性土和耕作土，挖除、換填量約18萬m3，處理后棄渣場頂高程為43.5m。B區頂部均為崩解巖，現狀高程37.5～45m，高程41.7m以上的崩解巖(面積約5萬m2)需挖除墊高低洼地，崩解巖挖除量約22.5萬m3，后期利用A區的粘性土填高至高程43.5m，滿足復墾需要。C區、D區處理方式同方案1。

(2)坡面整治。渣場邊坡整治面積為36.92萬m2，整治方式同方案1。

(3)村村通道路。村村通道路因棄渣場占壓原路面，需在棄渣頂面恢復，該道路橫斷面組成：土路肩2×0.5m，車行道6.0m(錯車道段)。村村通道路路面結構形式為：20cm厚水泥混凝土面層+20cm厚級配碎石基層，路面以下80cm范圍內填土需分層壓實，壓實度0.96(重型擊實試驗)。道路兩端與現狀路面連接，道路長度540m，最大縱坡不大于6%。

(4)雷北村排澇涵。因棄渣場AB區占壓原排澇溝和南側水塘，需修筑一排澇涵將雷北村沖溝來水排至苦驢河。雷北村排澇涵位于雷北村西側，匯水面積約3.5km2，設計流量8.0m3/s(20年一遇)。

(5)提水泵站。AB區、C區和D區復墾后分別建設提水泵站一座，提水設計流量分別為0.242m3/s、0.009 m3/s和 0.033 m3/s，設計揚程分別為20m、10m和17m。

3.3 方案3：苦驢河大改道形成一個堆渣區進行整治

方案3將苦驢河改道，將渣場內的苦驢河改道至渣場北側(征地紅線范圍內)，在改道河道通水后進行棄渣場頂面平整，并利用J006-1標待挖土方和渣場平整土方將原苦驢河填平，抬高村村通道路，從而將這個渣場連城一片，同時滿足J006-1標向試驗工程棄渣場棄渣400萬m3的施工合同約定。

(1)苦驢河改道。改道后苦驢河設計洪水標準為10年一遇，河道設計水位為28.74m～27.50m，河道設計底寬12m，河道兩側邊坡1∶2，河底以上3m處設寬1.0m的平臺，平臺以下坡面采用格賓網護坡，平臺以上采用草皮護坡。

(2)棄渣場頂部平整與崩解巖處理。苦驢河改道后，棄渣場邊線距河道頂邊線距離10m，再將棄渣場整平(含老苦驢河)，并保證J006-1標向該棄渣場棄渣400萬m3進行整平設計，平整工程量為125萬m3。A區約15萬m2頂部均為崩解巖，將高程40m以上的崩解巖挖除，利用J006-1標棄土填平，挖除量約15萬m3。B區頂部均為崩解巖，現狀高程37.5m～45m，高程40m以上的崩解巖(面積約6.5萬m2)需挖除墊高低洼地，崩解巖挖除量約6.5萬m3，利用J006-1標棄土填平。C區、D區處理方式同方案一。

(3)渣場邊坡整治。渣場邊坡整治面積為19.7萬m2，整治方案同方案1。

(4)村村通道路。村村通道路因棄渣場占壓原路面，需在棄渣頂面恢復，道路兩端與現狀路面連接，道路長度540m，道路結構同方案2。村村通道路跨改建的苦驢河橋梁設計荷載等級為公路-II級，采用空心板結構，橋面高程32.00m，單跨跨度10m，計5跨，總跨度50m。公路橋結構同方案2。

(5)雷北村排澇涵。雷北村排澇涵位于雷北村西側，緊臨村村通道路，將來水排至苦驢河，匯水面積約3.5km2，設計流量8.0m3/s(20年一遇)。

(6)提水泵站。棄渣場復墾后灌溉面積82.8×104m2，共布置泵站2座，提水設計流量分別為0.206m3/s和 0.213m3/s，設計揚程均為17.5m。

4 方案比較

為比較3種治理方案，分別從耕地面積恢復、整治效果、實施難度、復墾進度和可比投資等方面進行綜合比較分析。其中對復墾后耕地面積小于原耕地面積(78.55×104m2)的方案，需通過購買耕地指標以滿足耕地數量不減少的要求，購買指標費用約300元/m2。三種方案綜合比較如表1所示。

表1 3種方案綜合比較結果

目前棄渣場治理存在主要問題是如何保證耕地數量不減少，方案1和方案2主要通過外購耕地指標來解決(方案一外購指標24.86×104m2，方案2外購指標21.89×104m2)，方案3可通過征地范圍內新建工程來解決。從存在問題解決角度看，方案3相比其他兩個方案更好。

經綜合比較，方案3相較方案1和方案2而言，除復墾進度較慢以外，其耕地面積滿足復墾要求，整治效果良好，且實施難度較小，此外可比投資最小。由此可知，方案3是3種方案當中最好的治理方案，擬采用方案3對引江濟淮試驗段工程棄渣場進行綜合治理。

5 結束語

通過改道棄渣場內的河道、優化設計邊坡等其他工程措施，做到引江濟淮試驗工程棄渣場治理后土地質量不降低，耕地面積不減少。相比其他方案具有更好的治理效果、可操作性和性價比，為引江濟淮工程后續的棄渣場治理工程提供良好的借鑒經驗。