白東升，陳路然，范金星

（山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院，山西 太原 030006）

1 項(xiàng)目區(qū)概況

沁水縣浩坤煤層氣有限公司煤層氣液化項(xiàng)目位于沁水縣端氏鎮(zhèn)境內(nèi)，距沁水縣城45km。項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為日產(chǎn)液化天然氣50萬(wàn)Nm3，項(xiàng)目建設(shè)工期為22個(gè)月。原料氣由中石油中央處理站接入，經(jīng)處理后裝車(chē)運(yùn)輸送至終端用戶(hù)。工程占地面積19.85hm2，土石方挖填總量14.33萬(wàn)m3，其中棄方5.15萬(wàn)m3，棄于棄渣場(chǎng)。本項(xiàng)目包括廠區(qū)工程、場(chǎng)外道路、輸氣管線(xiàn)、輸電線(xiàn)路、棄渣場(chǎng)。通過(guò)查看項(xiàng)目所在地地形圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘，確定本項(xiàng)目棄渣場(chǎng)選在廠區(qū)西部600m處一沖溝里。下文對(duì)棄渣場(chǎng)及其水土保持措施（擋墻、截水溝、排水溝、護(hù)坦、覆土、綠化）進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2 棄渣場(chǎng)庫(kù)容計(jì)算

根據(jù)1∶5000地形圖，首先量出不同高程對(duì)應(yīng)的占地面積，然后計(jì)算出各層間庫(kù)容及累積庫(kù)容，并繪制高程—面積—庫(kù)容關(guān)系，見(jiàn)圖1。

圖1 高程—面積—庫(kù)容關(guān)系圖

根據(jù)圖1可以看出，棄渣場(chǎng)堆高至670m高程時(shí)，可堆放棄渣6.05萬(wàn)m3。該項(xiàng)目在建設(shè)期產(chǎn)生的棄土、棄石量5.15萬(wàn)m3，最終堆高668.7m，能滿(mǎn)足方案服務(wù)期排放棄渣要求。

3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)棄渣場(chǎng)高程—面積—庫(kù)容曲線(xiàn)，確定該棄渣場(chǎng)庫(kù)容為5.15萬(wàn)m3，堆高為20.7m，工程等級(jí)為Ⅴ等，防洪采用20年一遇設(shè)計(jì)，50年一遇校核標(biāo)準(zhǔn)。

4 工程措施

4.1 措施布設(shè)

棄渣場(chǎng)工程措施包括攔擋工程、排水工程、邊坡防護(hù)工程、土地平整。

攔擋工程：在棄渣場(chǎng)溝口高程為648m位置布設(shè)重力式漿砌石擋墻，長(zhǎng)10m，地面以上高2m，地下埋深0.8m。

排水工程：在棄渣場(chǎng)周邊修建截水溝，馬道內(nèi)側(cè)布設(shè)橫向排水溝。截水溝與馬道橫向排水溝連通，來(lái)水通過(guò)擋墻下游兩側(cè)的消力池消能后，將水排至下游自然溝道。

邊坡防護(hù)工程：棄渣按坡度1∶3進(jìn)行堆放，棄渣每堆高5m設(shè)3m寬?cǎi)R道。

覆土工程：棄渣坡面、頂部覆土厚度為0.3m，坡面、馬道平臺(tái)、頂面覆土后采取植被恢復(fù)措施。

4.2 覆土來(lái)源

坡面和頂面覆土均來(lái)自棄渣場(chǎng)內(nèi)。采用庫(kù)容置換方式，庫(kù)前堆放棄渣，可在庫(kù)尾取土覆土，依次進(jìn)行，覆土后采取植被恢復(fù)措施。

4.3 水文計(jì)算

根據(jù)水文經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算洪峰流量，擋墻以上匯流面積0.42km2，其中左側(cè)截水溝相應(yīng)的匯流面積為0.25km2；右側(cè)截水溝相應(yīng)的匯流面積為0.17km2。經(jīng)計(jì)算，50年一遇1h暴雨量為74.97mm，20年一遇1h暴雨量為62.42mm。

工程防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇設(shè)計(jì)，50年一遇校核。根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》，棄渣場(chǎng)洪水流量計(jì)算公式為：

式中：Q——最大洪峰流量，m3/s；

i——設(shè)計(jì)頻率的平均1h降雨強(qiáng)度，mm/h；

k——徑流系數(shù)，取0.4；

F——匯水面積，km2。

經(jīng)計(jì)算，擋墻上游左側(cè)Q2%=2.08m3/s，Q5%=1.74m3/s；擋墻上游右側(cè)Q2%=1.42m3/s，Q5%=1.18m3/s。

4.4 建筑物設(shè)計(jì)

4.4.1 擋墻

在棄渣場(chǎng)下游的沖溝出口處采用漿砌石擋墻進(jìn)行攔擋，墻高2m，長(zhǎng)10m，墻頂高程650m，墻頂寬1m，基礎(chǔ)底寬3.15m，上游坡比1∶0.5，下游墻面垂直于地面，墻趾及墻踵寬均為0.5m，用M7.5水泥砂漿砌石砌筑，M10水泥砂漿勾縫。

為了排除棄渣場(chǎng)內(nèi)的部分滲水，在擋渣墻上每隔2m設(shè)10cm×10cm的排水孔，呈梅花型布置，并在排水孔進(jìn)口處設(shè)反濾體粗砂與碎石，厚度均為20cm。

4.4.2 截水溝

在棄渣場(chǎng)上游兩側(cè)布置截水溝，防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇設(shè)計(jì)，50年一遇校核。采用漿砌石矩形斷面型式，壁厚0.4m。

按照明渠均勻流公式，經(jīng)計(jì)算，棄渣場(chǎng)頂面上游左側(cè)截水溝采用底寬1m、深1.2m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足校核洪水，考慮0.2m的超高，截水溝深1.4m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬1m，深1.4m，漿砌石壁厚0.4m，長(zhǎng)302.8m；棄渣坡面左側(cè)截水溝采用底寬0.6m，深0.5m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足校核洪水，考慮0.2m的超高，截水溝深0.7m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬0.6m，深0.7m，漿砌石壁厚0.4m，長(zhǎng)75.2m。

棄渣場(chǎng)頂面上游右側(cè)截水溝采用底寬0.9m、深1m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足校核洪水，考慮0.2m的超高，截水溝深1.2m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬0.9m，深1.2m，漿砌石壁厚0.4m，長(zhǎng)204.8m；棄渣坡面右側(cè)截水溝采用底寬0.5m、深0.5m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿(mǎn)足校核洪水，考慮0.2m的超高，截水溝深0.7m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬0.5m，深0.7m，漿砌石壁厚0.4m，長(zhǎng)75.2m。

4.4.3 橫向排水溝

在棄渣場(chǎng)的馬道上布設(shè)橫向排水溝，采用漿砌石矩形斷面型式，深、底寬均為0.4m，側(cè)墻和底板厚均為0.4m，共布設(shè)86m。

4.4.4 護(hù)坦

在棄渣場(chǎng)下游截水溝末端各修筑1座干砌石護(hù)坦，干砌石護(hù)坦長(zhǎng)10m，寬5m，干砌石厚度0.5m，碎石墊層厚度0.2m。

4.4.5 擋水土埂

當(dāng)棄渣堆至壩頂標(biāo)高后，平整頂面，并在距邊坡2m處設(shè)擋水土埂。擋水土埂長(zhǎng)74m，高為0.3m，頂寬0.3m，兩側(cè)邊坡1∶1，擋水土埂在整地過(guò)程中一并實(shí)施，不單列投資。

4.4.6 土地平整

在棄渣場(chǎng)達(dá)標(biāo)最后設(shè)計(jì)標(biāo)高668.7m后，對(duì)棄渣場(chǎng)頂部及坡面進(jìn)行整治和覆土，頂面、坡面覆土厚度為0.3m，覆土后進(jìn)行植被恢復(fù)。

4.4.7 堆放形式

棄渣從擋墻開(kāi)始向上游分層堆放，分層碾壓。首先用推土機(jī)將棄渣推平，然后通過(guò)推土機(jī)往返對(duì)棄渣進(jìn)行分層壓實(shí)并適當(dāng)灑水抑塵。當(dāng)棄渣堆放超過(guò)擋墻墻頂高程后，采用棄渣碾壓筑壩，設(shè)3m寬的馬道，分層加高，斜面坡度采用1∶3，棄渣分層厚度5m，每隔5m高留3m寬的平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)馬道排水溝，與兩側(cè)截水溝相接。

5 植物措施

在棄渣場(chǎng)坡面、馬道、頂面進(jìn)行植物護(hù)坡，選擇種植沙棘和披堿草，沙棘穴播，每公頃1萬(wàn)穴，每穴3株，株行距1m×1m，考慮2%的損耗，沙棘0.6m高，生長(zhǎng)健壯，無(wú)病蟲(chóng)害；披堿草撒播，穴尺寸40cm×40cm，每公頃播種40kg，草種純凈，發(fā)芽率90%以上，無(wú)病蟲(chóng)害。

6 結(jié)語(yǔ)

棄渣場(chǎng)的設(shè)計(jì)是水土保持工作中主體工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)其科學(xué)合理設(shè)計(jì)，能有效保證主體工程及水保工程的開(kāi)展進(jìn)度。棄渣場(chǎng)建成后，可達(dá)到減少?gòu)S區(qū)水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的效果。