新時代高速鐵路棄渣綜合利用探討

摘 要：當前，我國鐵路發展處于完善網絡和提升效能的關鍵階段，施工產生的棄渣處置已成為工程順利建設和驗收的關鍵難題。系統分析了鐵路工程棄渣的特點，基于法律法規梳理了棄渣綜合利用的要求，以宣城至績溪高速鐵路項目為例，從棄渣綜合利用途徑、管理、成效等方面論證棄渣資源化利用的必要性，并提出了鐵路工程棄渣綜合利用技術體系和對策，以期為新時代高速鐵路水土保持高質量發展提供支撐。

關鍵詞：高速鐵路；棄渣特點；綜合利用

中圖分類號：S157.1 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

0 引 言

鐵路是國家經濟發展的大動脈，也是物質傳遞和信息交流的重要載體。當前，我國鐵路發展處于完善網絡和提升效能的關鍵階段。鐵路建設過程因土石方平衡不可避免地會產生棄土棄渣，棄渣場已經成為一種人為堆填的特殊地貌單元。據預測，我國目前已有的棄土棄渣量接近400億ｔ[1]，且在以每年約20億t的規模遞增。其中，鐵路工程因線路長需要跨越多種地貌，且地表擾動范圍廣，導致挖填土石方量大，棄土棄渣最為突出。據統計，2022年水利部批準生產建設項目62個，共產生余土3.17億m3，而8個高速鐵路項目的余土就達到1.61億m3，占比超過50%。巨量棄渣不僅處置困難，而且會對鐵路沿線生態環境產生外源干擾影響，甚至棄渣場選址不當可能會威脅臨近建筑設施安全。2023年，水利部辦公廳、國鐵集團辦公廳聯合下發《關于加強鐵路建設項目水土保持工作的通知》（辦水保〔2023〕3號），要求“落實綠色鐵路建設要求，將土石方利用率作為評價綠色鐵路建設的重要指標，全面推進棄渣減量化和資源化”。針對鐵路建設中大量的棄土棄渣、頻繁的棄渣場變更等現狀，本文以宣城至績溪高速鐵路項目為例，探討高速鐵路建設過程中棄渣的合理處置和綜合利用，為鐵路工程綠色建造和監督管理提供借鑒。

1 棄渣特點與處置要求

1.1 工程棄渣特點

1.1.1 棄渣來源多，性質差異大

工程棄渣的性質取決于開挖部位的巖性。鐵路工程由于線路長，往往穿越不同的巖性單元，不同施工區來源的棄渣在物理、化學和力學性質方面存在一定的差異，如渣土類型存在土質、巖石、土石混合等，即便是巖石，其巖性也存在未風化、微風化、中風化、強風化、全風化的差異[2]。

1.1.2 結構較松散，潛在危害高

工程棄渣是通過開挖、爆破等方式人為破壞原有地質體結構而形成的相對分散固體，堆填過程不斷有新的棄渣覆蓋，且未經過長時間的沉降固結，堆置要求較高[3]。加之棄渣來源不同且性質差異，進一步增加了人工堆積體力學參數的不確定性，對周邊環境和建筑物的潛在危害風險較高。

1.1.3 量大且貧瘠，生態恢復難

鐵路項目具有擾動面積廣、開挖量大等特點，實際工程建設中因巖性、運距、工期等條件，能真正實現土石方平衡沒有外棄的工程極少，棄渣不僅普遍而且量大。另外，棄渣一般屬于表土之下肥力較低的生土或貧瘠的巖石，本身缺乏植物生長所需的可吸收氮、磷、鉀等營養元素[4]，甚至礦區的渣土還富集重金屬、放射性元素等有害物質[5]，增加了堆渣體復墾或生態恢復的難度，一直是鐵路工程驗收面臨的重點問題。

1.2 棄渣綜合利用要求

工程棄渣因其開挖外棄的普遍性、質地組成的特殊性、集中堆置的隱患性等，處置方式歷來是水行政主管部門監管的重點[6]。《水土保持法》第二十八條規定“依法應當編制水土保持方案的生產建設項目，其生產建設活動中排棄的砂、石、土、矸石、尾礦、廢渣等應當綜合利用”。在合理利用資源和降低環境影響的背景下，鼓勵綜合利用，通過內部調配自我消納，或者外部流通變廢為寶。《生產建設項目水土保持技術標準》（GB 50433—2018）也規定“棄土（石、渣）應綜合利用，不能利用的應集中堆放在專門的存放地”；“工程標段劃分應考慮合理調配土石方，減少取土（石）方、棄土（石、渣）方和臨時占地數量”。2018年3月，住房和城鄉建設部印發《關于開展建筑垃圾治理試點工作的通知》（建城函〔2018〕65號），要求35個試點城市（區）工程項目建設過程中，充分考慮挖填平衡，推進源頭減量。目前，社會各界已普遍認識到“平衡設計減少來源、拓寬渠道增加利用”是有效處置棄渣的途徑[7]，在發達地區甚至已經提出了“土方銀行”的概念[8]，即針對一定范圍內工程建設的取土、棄土需求，通過建立統一管理平臺，統籌實現渣土的受納、調配和利用，旨在解決因信息不暢、地緣邊界、經濟利益等產生的渣土供需矛盾問題。

2 工程概況

新建宣城至績溪高速鐵路主要承擔蘇中南、魯東、皖東等地區至沿線地區，及至皖南、贛、閩、粵西地區之間的部分客、貨交流，是蘇皖贛鐵路通道的重要組成部分。工程位于安徽省宣城市境內，北起宣城市宣州區，南至績溪縣，途經寧國市，線路正線長111.701 km（以左線統計）。工程橋隧占比高，新建橋梁96座，總長度為43.547 km，占正線長度的38.98%；全線隧道共74座，總長度為61.36 km，占正線長度的54.93%。工程土石方挖填總量為3 001.38萬m3，其中挖方2 176.77萬m3，填方711.91萬m3，借方84.22萬m3，運至本項目棄渣場集中堆放434.63萬m3，其余1 114.45萬m3進行綜合利用。

3 棄渣綜合利用情況

按照內部消納、外部利用的原則，本項目棄渣利用方式包括加工成機制砂供項目自用、地方政府拍賣綜合利用于市政建設兩種，綜合利用棄渣量共1 114.45萬m3，綜合利用率為80%。

3.1" 加工成機制砂供項目自用

項目分別在寧國市開發區獨山路、寧國市胡樂鎮竹川、績溪縣金沙鎮菊花墩設置1座大型環保化、自動化、智能化的隧道機制砂加工場（見圖1），處理后的洞渣加工成機制砂和碎石，分別用于橋梁、隧道、路基混凝土拌和料的原材料、隧道襯砌骨料、站場填料、路基填料。據統計，本項目加工成機制砂、自用隧道骨料共計268.92萬m3。

3.2 地方政府拍賣綜合利用于市政建設

為實現固廢“資源化、減量化、再利用”的目標，通過與沿線地方政府協調，將轄區內渣土進行公開拍賣，用于地方市政工程建設。2021—2023年，地方政府通過拍賣綜合利用項目棄渣共計845.53萬m3（見表1）。

4 棄渣綜合利用成效

4.1 降低工程擾動，低影響開發

通過棄渣綜合利用，棄土（渣）場由方案批復的86處減少為33處，減少了60.2%；棄渣量由方案批復的1 642.25萬m3減少為434.63萬m3，減少73.53%；棄土（渣）場占地面積由方案批復的180.22 hm2減少為59.02 hm2，減少了67.25%。這種優化利用方式不僅有效降低了工程擾動面積、強度，減少棄渣方量，而且避免了后續棄渣場復墾和生態恢復帶來的難題。

4.2 縮短施工便道，節省工程投資

施工便道是鐵路工程選址、設計、施工的重要內容，但施工便道的修建會改變區域匯水條件、碾壓自然土體，造成土壤養分下降、蓄水能力減弱、土壤顆粒板結等，其水土流失防治和生態恢復是工程驗收中面臨的難題。本項目本著“合理優化、永臨結合”的理念，通過減少棄渣，將施工便道長度由方案批復的183.14 km減少為121.87 km，縮短33.4%，不僅節省了施工便道修建和棄渣運輸的工程投資，而且降低了工程建設過程中的安全風險，為工程順利驗收提供了強有力的支撐。

4.3 保護生態環境，提高生態效益

通過棄渣綜合利用，大幅減少了棄渣對工程沿線植被的破壞，維持了生態系統的原真性和完整性，實現了水土保持固碳和生態效益，同時因棄渣量減少和施工便道縮短直接降低了加工、運輸、施工等環節中的碳排放，提升了工程建造的綠色品質，保護了項目區生態環境。

5 棄渣綜合利用對策

實踐表明，棄渣綜合利用不僅解決了棄渣占用土地和防護的問題，同時也能解決工程建設中建筑用料問題，實現了雙贏，是各參建單位和政府共同認可的處理方式。但在實際工程建設過程中，由于用料中轉場地布設困難、施工時序難以銜接等限制性因素[9]，棄渣綜合利用率不高。因此，建議在鐵路工程建設過程中采取“源頭減量、過程利用、末端防護”的管理對策（見圖2），解決棄渣消納、利用、運輸、防護等過程中的關鍵難題，以強化棄渣綜合利用實效。

5.1 提前謀劃，統籌考慮

（1）方案編制階段，結合前期地質勘察資料，在土石方平衡計算中最大限度考慮“以挖作填”，盡量減少取土購土，對能滿足主體的漿砌石、混凝土施工要求的棄渣，作為骨料綜合利用。

（2）初步設計階段，標段劃分不僅要考慮地形、線路長度、工程規模等因素，還要考慮土石方平衡問題，根據地質鉆探數據，進一步梳理出棄渣等級，將挖填土石方平衡的線路盡量劃分為一個標段，加大棄渣的綜合利用。

5.2 協調聯動，明確責任

（1）建立建設單位、施工單位和當地政府相關部門的三方溝通協調機制，渣土全部棄入棄渣場。在優先保障項目骨料加工的基礎上，積極采取拍賣、融合造地、改造新材料等綜合利用方式，避免亂棄亂倒和違法設置臨時轉運場問題。

（2）地方政府拍賣棄渣時需要協調施工時序，明確洞渣量、運輸時間地點、清理時間，拍賣方在一定時間內清運完畢，在規定時間之后停止運渣，施工方組織整治恢復移交，競拍方要承擔一定的風險，并結合實際情況及市場需求，做好隧道洞渣的綜合利用，避免洞渣長時間占用棄渣場。

（3）明確環水保責任，棄渣場不得作為競拍方新建加工場地或臨時堆料場地，棄渣場及到洞口便道的責任由施工方承擔，其余由競拍方承擔，競拍方的堆場及相關道路由競拍方負責。

5.3 防護得當，明確去向

（1）棄渣無論是在場內堆放，還是在運輸過程中，均應做好堆積體的排水、攔擋、苫蓋等防護工作，避免造成水土流失和渣土拋灑、泄漏。

（2）棄渣的綜合利用不單是實物的交換，也包含了對棄渣使用管理責任的移交，必須建立棄渣進出臺賬，在理清各方責任的基礎上明確棄渣的具體去向，必要時應能提供證明棄渣綜合利用途徑、方量等信息的憑證。

6 結束語

鐵路工程棄渣不僅來源多，性質差異大，而且潛在危害高，后期生態恢復難，其利用與處置一直是社會各界關注的焦點，也是新時期綠色工程建造面臨的重要難題。為此，急需政府主管部門建立統一的工程棄渣管理平臺，將“土方銀行”的理念貫穿建設全過程。鐵路工程參建單位宜通過自我消納、地方拍賣、地形改造等途徑變廢為寶。同時采取“源頭減量、過程利用、末端防護”的管理對策，注重解決棄渣消納、利用、運輸、防護等過程中的問題，為新時代高速鐵路水土保持高質量發展提供支撐。

參考文獻：

[1]水利部.中華人民共和國2019年水土保持公報[R].北京：水利部，2019：1-3.

[2] 李建明，王志剛，張長偉，等. 生產建設項目棄土棄渣特性及資源化利用潛力評價[J]. 水土保持學報，2020，34（2）：1-8.

[3] 夏清，竇志榮，尹小濤. 山區公路典型棄渣邊坡災變機制和綜合安全控制技術[J]. 施工技術（中英文），2023，52（4）：29-33，38.

[4] 于泳，楊偉，李璐，等. 棄渣場植被恢復與重建研究進展綜述[J]. 亞熱帶水土保持，2015，27（3）：2-5，28.

[5] 程睿. 銅礦棄渣場下游農田土壤重金屬污染特征及健康風險評價[J]. 環境工程技術學報，2020，10（2）：280-287.

[6] 寇馨月，姜學兵，亢慶，等. 水土保持“天地一體化” 項目監管技術體系構建與應用[J]. 中國水土保持科學（中英文），2021，19（2）：98-107.

[7] 林田苗，孫中峰. 棄渣場水土保持合理性探討[J]. 中國水土保持，2022（2）：47-52.

[8] 程思超，馮一軍，李孝安，等. 杭州市渣土本地綜合利用策略研究[C]// 人民城市，規劃賦能：2023中國城市規劃年會論文集（03城市工程規劃）. 武漢，2023：169-180.

[9] 顧洪賓，崔磊，薛聯芳，等. 水電工程土石方綜合利用和棄渣場選址及防護建議[J]. 中國水土保持，2023（6）：42-44，56.

Discussion on Comprehensive Utilization of Waste Slag from High-Speed Railway Construction in the New Era

SHI Yuanji

（Anhui-Jiangxi Railway Anhui Co.，Ltd.，Hefei 230011，China）

Abstract：China's railway development currently stands in the crucial stage of improving the network and the efficiency. The disposal of construction waste slag has become a key problem in the smooth construction and acceptance of the project. We systematically analyze the characteristics of railway waste slag，and summarize the requirements of slag comprehensive utilization based on laws and regulations. Taking the Xuancheng-Jixi high-speed railway project as a typical case，we demonstrate the necessity of resource utilization from the aspects of approaches，management and effectiveness of comprehensive utilization of waste slag. Finally，we propose a technical system and measures for comprehensive utilization of railway waste slag to support the high-quality development of soil and water conservation for high-speed railway in the new era.

Key words：high-speed railway；characteristics of waste slag；comprehensive utilization