王慧斌

（遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，沈陽 110166）

大伙房水庫輸水工程隧洞棄渣處理

王慧斌

（遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，沈陽 110166）

遼寧省大伙房水庫輸水一期工程，是解決水資源不均衡的調(diào)水工程，遼寧省大伙房水庫輸水一期工程主體隧洞開挖棄渣的處理和利用，采取了切實(shí)可行的防護(hù)技術(shù)措施，保證了渣場(chǎng)的穩(wěn)定，同時(shí)將符合規(guī)范要求的石料用于不同的用途，變廢為寶。

輸水工程；隧洞棄渣；渣場(chǎng)防護(hù)；合理利用

1 概 述

遼寧省大伙房水庫輸水一期工程，是解決水資源不均衡的調(diào)水工程，主體為85.32 km的地下洞，因此，洞身開挖產(chǎn)生的大量石渣如何處理，如何經(jīng)濟(jì)地利用和安排，是值得探索的。下面就已 TBM1標(biāo)段棄渣處理為例進(jìn)行研究。

TBM1標(biāo)段位于遼東地區(qū)本溪市桓仁縣至撫順市新賓縣疙疤寨之間，屬于山區(qū)地貌。

本段選擇TBM掘進(jìn)機(jī)這種環(huán)保的施工方法，實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離的掘進(jìn)而無須大量的輔助支洞，大大減少了開挖的石渣量。本工程開挖出的石渣主要堆放于渣場(chǎng)，并采取有效措施進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)有效地利用石 方［1］。

2 堆渣場(chǎng)地的防護(hù)及運(yùn)用

本工程中棄渣場(chǎng)主要安排在就近洞口附近，縮短道路鋪設(shè)等工程量，同時(shí)減少了對(duì)環(huán)境的影響，棄渣場(chǎng)為10＃、11＃、12＃，位置都是業(yè)主方指定位置。

2.1 棄渣場(chǎng)準(zhǔn)備工作

1）首先將棄渣場(chǎng)場(chǎng)地內(nèi)原來大型樹木進(jìn)行移植，移植到上級(jí)部門允許的地方。

2）原地表土的開挖、存放和使用

含有灌木、根須等原地表土有機(jī)土壤，應(yīng)按監(jiān)理指示的要求進(jìn)行開挖，并運(yùn)到指定場(chǎng)地存放。工程結(jié)束后，環(huán)境保護(hù)和土地恢復(fù)原貌時(shí)，將堆放的土料覆蓋在渣場(chǎng)上面，用于種植綠色植被等。棄渣場(chǎng)工程見表1。

表1 棄渣場(chǎng)工程量表

2.2 棄渣堆填

首先將爆破開挖的大塊石鋪設(shè)在場(chǎng)地底部，寬度5 m，高度1.5 m，形成穩(wěn)定支撐空隙結(jié)構(gòu)，作為排水通道。其次用300 g／m2無紡?fù)凉げ及?，再堆填其他棄渣?/p>

由于石渣有較多棱角，因此，鋪設(shè)土工布的時(shí)候注意別刺破，起不到相應(yīng)的作用。棄渣場(chǎng)工作流程圖見圖1。

2.3 棄渣場(chǎng)的布置

1）鉆爆法開挖的石渣，按照?qǐng)D紙要求和業(yè)主指示進(jìn)行堆放。

2）棄渣堆放原則：立體上由低至高，平面上由遠(yuǎn)至 近［2］。

3）安排D85推土機(jī)將石渣，由低往高層層推鋪。

2.4 棄渣場(chǎng)防護(hù)工作

2.4.1 渣場(chǎng)防護(hù)材料要求

2.4.1.1 單向土工格柵

選擇單向拉伸土工格柵（見圖2）作為棄渣場(chǎng)邊坡的加強(qiáng)材料。

土工格柵的參數(shù)選擇：最大屈服強(qiáng)度 ≥50 kN／m，單位面積質(zhì)量≥500 g／m2，延伸率要 ＜10%，2%延伸率的抗拉強(qiáng)度≥12 kN／m，5%延伸率的抗拉強(qiáng)度≥30 kN／m［3-4］。

土工格柵鋪設(shè)原則：垂直于坡面鋪設(shè)為高強(qiáng)度的方向（主方向），鋪放要平整穩(wěn)定，不能發(fā)生移位。

圖1 棄渣場(chǎng)工作流程圖

圖2 單向土工格柵示意圖

2.4.1.2 無紡?fù)凉げ?/p>

無紡?fù)凉げ紗挝幻娣e重量為300 g／m2，厚度≥2.2 mm，橫向和縱向的拉力均≥15 kN／m，延伸率均≥40%，撕裂強(qiáng)度均≥0.42 kN。

2.4.1.3 塑料盲溝

外圓直徑為200 mm，扁平率在壓縮量5%時(shí)≥45 kPa，15% 時(shí) ≥120 kPa；單 位 面 積質(zhì) 量 ≥3500 g／m；孔隙率≥80%。

2.4.2 施工要求

具體的施工要求共有以下11點(diǎn)：

1）邊坡內(nèi)加強(qiáng)材料選單向拉伸土工格柵。

2）土工格柵在鋪設(shè)前檢查所用材料及加工制作是否符合設(shè)計(jì)要求，有無損壞等，并清除鋪設(shè)面上有可能損壞土工合成材料的雜物［5-7］。

3）坡底基礎(chǔ)范圍內(nèi)的地面按設(shè)計(jì)要求開挖平整，開挖后全面檢查，所有軟弱土需壓實(shí)或挖換合適土料。

4）土工格柵鋪設(shè)原則：垂直于坡面鋪設(shè)為高強(qiáng)度的方向（主方向），鋪放要平整穩(wěn)定，不能發(fā)生移位。

5）順坡長(zhǎng)方向的搭接寬應(yīng)≥15cm，連接處應(yīng)扎接好。

6）加強(qiáng)材料上填筑石料在壓實(shí)前其厚度 ＜0.5 m，施工機(jī)械設(shè)備與加強(qiáng)材料間的填土厚度最少為15cm。

7）渣場(chǎng)各部位選擇合適的機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)填筑，壓實(shí)度≥85%，同時(shí)保證渣場(chǎng)按照設(shè)計(jì)要求的點(diǎn)、邊、線施工。

8）包裹式防沖刷坡面按施工圖紙要求進(jìn)行，包回的筋材壓在下一層的下面，其長(zhǎng)度≥1.0 m。

9）陡坡的臨空面如有漏土現(xiàn)象，則在土工格柵內(nèi)襯細(xì)孔網(wǎng)材或土工織物。

10）漿砌石擋墻內(nèi)的排水管選用 PVC排水管，并應(yīng)做好管端部的反濾。

11）無紡?fù)凉げ己退芰厦系陌惭b、鋪設(shè)可按廠家建議的方法執(zhí)行，并滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。

2.5 砌體防護(hù)工程

本標(biāo)段的砌體工程主要為渣場(chǎng)的防護(hù)，主要包括擋渣墻及排水溝的砌筑均采用漿砌塊石，坡腳采用拋石體護(hù)坡。

2.5.1 漿砌石擋墻施工

漿砌石擋墻施工應(yīng)注意以下4點(diǎn)：

1）嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工，料石砌筑的擋渣墻采用同皮內(nèi)丁順相間的砌筑形式，當(dāng)中間部分用毛石填筑時(shí)，丁砌料石伸入毛石部分的長(zhǎng)度≥200 mm。

2）漿砌石擋渣墻按照?qǐng)D紙施工，并安布排水管和伸縮縫等。

3）砌完后12 h應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，及時(shí)灑水保持濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間：水泥砂漿砌體一般為14 d，混凝土砌體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)≥21 d。

4）漿砌石水泥砂勾縫施工，砂漿使用水泥的強(qiáng)度等級(jí)為 32.5的普通硅酸鹽水泥，灰砂比控制在1∶1～1∶2。清縫在料石砌筑24 h后進(jìn)行，縫寬不小于砌縫寬度，縫深不小于縫寬的2倍，勾縫前必須將槽縫沖洗干凈，不得殘留灰渣和積水，并保持縫面濕潤(rùn)。

勾縫砂漿必須單獨(dú)拌制，嚴(yán)禁與砌體砂漿混用。當(dāng)勾縫完成和砂漿初凝后，砌體表面應(yīng)刷洗干凈，至少用浸濕物覆蓋保持21 d，在養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)經(jīng)常灑水，使砌體保持濕潤(rùn)，避免碰撞和振動(dòng)［8］。

2.5.2 拋石體施工

殷石體施工注意以下3點(diǎn)：

1）拋石施工，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，從下層往上層拋擲，每層安置緊密，表面無浮石。拋投時(shí)大小搭配均勻，面層要用大塊石。

2）根據(jù)拋石段劃分，由里到外，由遠(yuǎn)而近，先深后淺進(jìn)行，每一層要拋擲均勻得當(dāng)，不得零拋散堆。

3）拋石體表面，按設(shè)計(jì)斷面整理成形，使其平整美觀。

2.5.3 砌體工程質(zhì)量檢查

砌體工程質(zhì)量檢查應(yīng)注意以下5點(diǎn)：

1）按規(guī)定進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)和外形尺寸對(duì)拋石的石材進(jìn)行量測(cè)，砌石所用的石料，需滿足施工圖紙或監(jiān)理工程師的要求。

2）砌體工程使用的原材料，如沙子、水泥、粉煤灰等，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不合格的材料嚴(yán)謹(jǐn)用于工程。

3）按工程師指示定期檢查砂漿和小骨料混凝土的配合比，同時(shí)定期取樣做砂漿和混凝土試塊，符合相關(guān)要求。水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度檢查：①同一標(biāo)號(hào)砂漿試件的數(shù)量，28 d齡期的每200 m3砌體取成型試件一組3個(gè)；②小骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度檢查；③同一標(biāo)號(hào)的小骨料混凝土試件的數(shù)量，28 d齡期的每200 m3砌體取成型試件一組3個(gè)。

4）砌體外露面要進(jìn)行檢查，保證其平齊整潔，勾縫飽滿均勻，石塊擺置合理緊湊，砂漿填充飽滿，無通縫貫通縫等情況。

5）排水孔尾部過濾材料完整，不能堵塞，對(duì)其進(jìn)行可靠檢查。

2.6 棄渣場(chǎng)的治理措施

為了防止棄渣堆受大雨沖刷，產(chǎn)生水土流失、邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象，棄渣的堆放采取治理措施：

1）棄渣場(chǎng)的堆放過程中，采取從低程往高程分層進(jìn)行棄渣堆放，渣場(chǎng)邊坡坡比≤1∶2，每層設(shè)置寬5 m馬道。

2）設(shè)置漿砌石擋渣墻，并預(yù)埋 Ф100PVC管，作為排水系統(tǒng)，防止堆渣崩塌和水土流失。

3）渣場(chǎng)在坡腳設(shè)置拋石護(hù)腳，拋石高度為1.0 m，底寬為2.0 m，拋石總長(zhǎng)度為棄渣坡腳長(zhǎng)度。

4）在棄料堆周邊山坡設(shè)置截水溝，坡道上設(shè)置橫向排水溝，將水流集中排往堆石護(hù)坡腳外邊緣修建的排水溝內(nèi)，水流匯集在坡腳排水溝內(nèi)再排至下游。截水溝和排水溝均采用M7.5漿砌石。

5）渣場(chǎng)棄渣結(jié)束后，將堆放一邊的原表層土攤鋪在渣場(chǎng)上層復(fù)耕，種植樹木和灌木，做好環(huán)保工作。

2.7 棄渣的利用

隧洞開挖出來的石方，可以進(jìn)行有效合理的利用，既節(jié)約工程成本，又就地安排消化，形成：

1）用于各施工道路的修建、維護(hù)、保養(yǎng)。

2）經(jīng)工程師批準(zhǔn)，且試驗(yàn)合格的棄渣可用作混凝土骨料或者漿砌石石料。

3）作為河堤防護(hù)堆料。

3 結(jié) 語

大伙房水庫輸水一期工程主體為85.32 km隧洞，它開挖的棄渣量大，石方較多，經(jīng)過大量的實(shí)地考察和安排，堆放渣場(chǎng)穩(wěn)定可靠，防護(hù)技術(shù)措施起到了保護(hù)作用，有效地保證了工程的環(huán)境效益，因此，本工程實(shí)施的棄渣處理合理，效果良好。

［1］張昌銀.水利工程砌石體結(jié)構(gòu)裂縫與施工監(jiān)理［J］.西部探礦工程，2009（06）：181-183.

［2］張漢宏.淺析堤防工程砌石加固施工技術(shù)［J］.科技資訊，2002（23）：65

［3］徐彬，王昂峰.欽寸水庫輸水隧洞施工突發(fā)涌水的預(yù)防和搶險(xiǎn)［J］.浙江水利科技，2013（04）：92-94.

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［6］杜世斌，林業(yè)彥.大伙房水庫輸水隧洞施工中 TBM作業(yè)方案的論證與實(shí)踐［J］.水利水電技術(shù)，2007，38（03）：47-49.

［7］吳德平，范美師，楊育禮.蓮花田水庫輸水隧洞豎井滑模施工技術(shù)［J］.人民長(zhǎng)江，2009，40（03）：44-45.

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X705

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1007-7596（2015）02-0065-03

2014-05-12

王慧斌（1982-），男，山西昔陽人，工程師。