鐵路建設(shè)工程棄渣資源化利用研究

關(guān)鍵詞：棄渣；資源化利用；水土保持；杭紹臺鐵路；鐵路建設(shè)工程中圖分類號：S157 文獻標(biāo)識碼：B DOI：10.3969/j . issn.1000-0941.2025.06.004引用格式：，賈洋海，陳國良，等.鐵路建設(shè)工程棄渣資源化利用研究：[J].中國水土保持，2025（6） ：10-12.

鐵路是國家戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性、關(guān)鍵性重大基礎(chǔ)設(shè)施，是國民經(jīng)濟大動脈、重大民生工程和綜合交通運輸體系骨干，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中的地位和作用至關(guān)重要[1]。作為我國交通運輸業(yè)中的排頭兵，鐵路在推動經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，也因其規(guī)模大、線路長、擾動強度高等特點，在建設(shè)過程中會對沿線生態(tài)環(huán)境造成一定影響[2]。尤其是像浙江、福建、重慶等山地丘陵面積占比較高的地區(qū)，受地形制約，其橋隧比遠高于平原地區(qū)，而隧道開挖會產(chǎn)生大量棄渣，并在沿線形成一定數(shù)量的棄渣場[3]。棄渣場屬于水土保持監(jiān)管重點區(qū)域[4]，需要鐵路參建單位投人大量資金建設(shè)水土保持防護措施。以2022年6月通車的重慶某鐵路工程為例，線路總長約 184km ，隧道長度占比高達92.31% ，設(shè)置棄渣場42處，堆置棄渣約1 700 萬 m³ ，僅棄渣場水土保持防護投資便高達2億元。因此，棄渣數(shù)量多、防護投資高一直是困擾山丘區(qū)鐵路建設(shè)綠色發(fā)展的重要問題

本研究以位于浙東山地丘陵區(qū)的杭紹臺鐵路為例，對該工程建設(shè)過程中的棄渣資源化利用途徑進行分析，以期對其他鐵路建設(shè)綠色發(fā)展提供一定的參考。

1 工程概況

1. 1 自然地理概況

工程沿線經(jīng)過的地貌單元主要有濱海平原區(qū)（紹興北一上虞南段）和山地丘陵區(qū)（上虞南一臺州段），屬于太湖流域管理機構(gòu)管轄的錢塘江流域和椒江流域，為典型亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫17.2＼～18.3C ，年均降水量 1368.7～1804.1mm ，年均水面蒸發(fā)量 1 506.4～1 732.9mm 。屬亞熱帶常綠闊葉林植被帶，植被發(fā)育良好，工程沿線林草植被覆蓋率 45%sim 55% 。屬南方紅壤區(qū)，土壤類型主要為紅壤、黃壤和水稻土，土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，容許土壤流失量為 ，現(xiàn)狀土壤侵蝕強度以微度為主。

1. 2 工程建設(shè)概況

工程位于浙江省紹興市和臺州市境內(nèi)（見圖1），全長 266.900km ，新建正線長度 226.369km ，是我國首個民營資本控股的 PPP+EPC 雙示范高鐵建設(shè)項目。工程建設(shè)內(nèi)容包括： ① 新建路基總長 24.598km ：② 新建橋梁共計87座，總長 101.982km ③ 新建隧道共計56座，總長 99.789km ，其中位于新昌縣境內(nèi)的東茗隧道全長 18.226km ，為我國華東地區(qū)最長的高鐵隧道； ④ 設(shè)紹興北、上虞南、嵊州北、嵊州新昌、天臺山、臨海、臺州、溫嶺8座車站。

工程于2018年1月開工建設(shè)，2021年12月完工并試運行，總投資421.33億元，其中土建投資187.52億元、水土保持投資5.28億元。工程建成后實現(xiàn)了浙江省杭州市與臺州市高鐵“1小時交通圈”，對于加快杭州、紹興及臺州等城市融入長江經(jīng)濟帶和“一帶一路”倡議具有重要意義。

2 棄渣來源

工程全線橋隧比高達 89% ，挖方總量高達2 309.09萬 m³ ，填方總量1147.80萬 m³ ，借方量168.04萬 m³ ，線路較長且大部分區(qū)段位于山區(qū)，區(qū)間內(nèi)土石方難以實現(xiàn)自平衡，因此余方一般就近選擇合適區(qū)域堆置，形成棄渣。工程產(chǎn)生余方總量1329.33萬 m³ ，主要來源于隧道洞挖產(chǎn)生的石渣及土方、路塹邊坡開挖產(chǎn)生的土方、橋梁樁基施工產(chǎn)生的土方及鉆渣泥漿、場站及臨建場地場平產(chǎn)生的土石方等，總體分為土方、石渣、鉆渣泥漿等幾類，其中石渣占比高達 78% 。

3棄渣生態(tài)環(huán)境影響分析

3.1損毀植被，壓占土地

堆渣場地啟用前進行的場平、清表會破壞原狀地形和地表植被，導(dǎo)致地表裸露，土地抗侵蝕能力下降（見圖2）。另外，長時間壓占會造成土地退化，致使渣料清除后植被難以恢復(fù)，同樣會誘發(fā)水土流失[5]

3.2結(jié)構(gòu)松散，抗蝕性差

堆渣體一般具有體積大、結(jié)構(gòu)松散、抗蝕性差等多種特點[（見圖3）。山地丘陵區(qū)堆渣場地多數(shù)布設(shè)于支毛溝、山谷凹地等區(qū)域，漏斗狀地形導(dǎo)致徑流匯聚速度快，擋墻及排水溝等防護措施缺失時易誘發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害；渣體中的松散顆粒隨地表徑流匯入下游河流、坑塘、水庫，會造成水體污染、淤積河道，影響行洪排澇

3.3 轉(zhuǎn)運過程引發(fā)水土流失

部分渣料轉(zhuǎn)運時無法利用現(xiàn)狀道路，需重新鋪設(shè)施工便道，致使沿途植被遭到破壞（見圖4）；未硬化路面受到機械頻繁碾壓也會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松散，降雨時易發(fā)生水土流失。

4資源化利用途徑

4.1 自身加工利用

鐵路建設(shè)需要用到大量的砂石料，往往具有采購成本較高、運距遠等特點。工程在建設(shè)過程中，通過機器分選，將部分優(yōu)質(zhì)棄渣制作成砂石骨料，用于制備混凝土，同時還將其用于隧道內(nèi)壁襯砌、路基填筑、施工便道修筑、臨建設(shè)施地基填筑、截排水溝及棄渣場擋墻修筑等（見圖5）。經(jīng)統(tǒng)計，工程自身利用棄渣量413.00萬 m³ ，占工程產(chǎn)生余方總量的 31% ，既節(jié)約了工程建設(shè)成本，又有效減少了棄渣量及其防護工程量。

4.2 政府集中拍賣

根據(jù)《中華人民共和國土地管理法》《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》等規(guī)定，鐵路隧道建設(shè)時產(chǎn)生的棄渣屬于國有資源，棄渣的管理利用多由沿線區(qū)（縣）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府部門主導(dǎo)。除去工程自身利用外，多余棄渣由施工單位移交給當(dāng)?shù)卣块T一般采用公開拍賣形式處理，并交由第三方進行外運及加工，共計公開拍賣棄渣量620.00萬 m³ ，占工程產(chǎn)生余方總量的 47% 。

4.3美麗鄉(xiāng)村建設(shè)

鐵路工程線路長、涉及范圍廣，會對沿線村鎮(zhèn)房屋、耕地、道路等造成直接或間接破壞，其中以道路和耕地最為嚴(yán)重。重型機械通行會破壞原狀路面；施工便道、施工場地修筑會影響周邊耕地，造成田埂垮塌，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。除去自身利用及公開拍賣外，工程部分棄渣用于沿線村鎮(zhèn)損毀道路重建及拓寬，農(nóng)田復(fù)墾及砌筑田埂、擋護、水溝，低洼區(qū)域改造和區(qū)域景觀改造等（見圖6、圖7），有力推進了沿線美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。經(jīng)統(tǒng)計，工程綜合利用棄渣量245.06萬 m³ ，占工程產(chǎn)生余方總量的 18% 。

5 綜合成效

5.1 生態(tài)效益

通過強力推進棄渣資源化、減量化利用，工程實際產(chǎn)生棄渣僅51.27萬 m³ ，堆存到6處永久性棄渣場，占地面積為 12.34hm² 。相較批復(fù)的水土保持方案（方案中棄渣場數(shù)量為58處，占地 270.85hm² ，堆存方量2319.47萬 m³ ），實際減少棄渣場52處，擾動范圍減少95% ，堆存方量減少 98% ，大大減少了水土流失的發(fā)生，極大降低了工程建設(shè)對沿線生態(tài)環(huán)境的影響，充分體現(xiàn)了水土保持理念和“綠色”“雙碳”時代要求。

5.2社會及經(jīng)濟效益

通過棄渣資源化、減量化利用，有效減少了工程征占地費用、防護費用及后期土地恢復(fù)費用，共計減少投資近1.5億元；地方政府對棄渣進行拍賣，增加了政府財政收入；部分棄渣用于沿線村莊道路、農(nóng)田及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有力推動了美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。

6存在的問題及建議

6.1 存在的問題

1）工程建設(shè)過程中，棄渣產(chǎn)出與利用時段無法有效銜接，導(dǎo)致仍需布設(shè)場地進行臨時中轉(zhuǎn)，仍會對周邊生態(tài)環(huán)境造成影響。另外，臨時中轉(zhuǎn)場的水土流失防護措施需要額外設(shè)計、施工，導(dǎo)致工程建設(shè)成本增加。

2）臨時中轉(zhuǎn)場點位往往與原水土保持方案中設(shè)置的棄渣場點位存在出入，增加了工程沿線水行政主管部門的監(jiān)管壓力。

3）渣料從棄渣場或臨時中轉(zhuǎn)場外運利用過程中，原設(shè)置的擋墻、排水溝、綠化等防護措施易遭到破壞，存在水土流失風(fēng)險及鐵路參建單位被水行政主管部門追責(zé)的風(fēng)險；場地防護措施需要二次建設(shè)，額外增加了工程建設(shè)成本。

4）政府委托的部分第三方石料加工單位水土保持意識淡薄，為節(jié)省外運成本，在棄渣場內(nèi)就地加工，產(chǎn)生的粉塵、污水等隨意排放，造成水土流失，污染水體。

6.2 后續(xù)工作建議

提前制定棄渣綜合利用方案，結(jié)合工程進度有序外運，避免新布設(shè)中轉(zhuǎn)場地;棄渣外運及加工單位由政府部門統(tǒng)一招標(biāo)、統(tǒng)一委托，提高準(zhǔn)入門檻;明確棄渣外運利用過程中的水土流失防治責(zé)任，誰破壞誰治理；棄渣外運利用過程中加強對運輸路線、加工場地等的水土保持監(jiān)管

參考文獻：

[1］中國國家鐵路集團有限公司.新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要[Z].北京：中國國家鐵路集團有限公司，2020：1.

［2］徐小飛，鄧嵐，張新和，等.鐵路建設(shè)項目水土流失特點及原因分析[J].廣東水利水電，2009（4）：67-68.

[3］陳永，黃英豪.山區(qū)鐵路棄渣防護技術(shù)及資源化利用現(xiàn)狀[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟，2020，13（12）：26-31.

[4］酈建鋒，錢愛國.關(guān)于高速公路、鐵路石渣社會化利用環(huán)節(jié)水土流失防治的思考［J].中國水土保持，2014（11）：32-33.

[5]周衛(wèi)軍.鐵路建設(shè)項目棄渣減量化研究[J].鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生，2020，10（5）：1-3，14

[6］王艷紅.山區(qū)線型建設(shè)工程棄渣治理探討[J].山西水土保持科技，2016（4）：41-42.

（責(zé)任編輯 徐素霞）

收稿日期：2024-12-03

基金項目：科技項目（KY2023-HS-02-04）

第一作者：嚴(yán)橋（1987—），男，江西金溪人，高級工程師，碩士，主要從事生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持與土地整治研究工作。

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