李占東，徐成良

(遼寧省東水西調(diào)工程建設(shè)局，遼寧 沈陽110000)

大伙房水庫輸水工程位于遼寧省東部桓仁縣和新賓縣境內(nèi)，主要由進(jìn)口建筑物、輸水隧洞和出口建筑物組成。輸水隧洞全長85.3 km，采用TBM(隧洞掘進(jìn)機(jī))施工為主、鉆爆法為輔的聯(lián)合施工方法，主體工程2003年6月開工，2008年12月竣工。

大伙房水庫輸水工程戰(zhàn)線長，開挖石方量巨大，棄渣總量為828萬 m3，共設(shè)置棄渣場17處，永久占地面積為2 634畝。對隧洞棄渣問題進(jìn)行分析研究，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

1 隧洞棄渣對環(huán)境影響分析

工程建設(shè)對環(huán)境的影響主要是施工期的“三廢一聲”(注:“三廢一聲”指廢水，廢氣，廢渣，噪聲)。經(jīng)分析，本隧洞工程排出廢水量，與廢氣和噪聲對環(huán)境的影響一樣都是有限和暫時(shí)的，只有棄渣的影響是長期的。針對該區(qū)域土壤侵蝕以水蝕為主的特點(diǎn)，棄渣對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在水土流失方面。因?yàn)闂壊晁缮ⅲ绻跍系?、河灘堆放大量的棄土或棄渣，?jīng)暴雨沖刷造成大面積水土流失，將可能淤積河道，甚至引起泥石流災(zāi)害，其對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的影響極其重大和深遠(yuǎn)。同時(shí)，大量棄渣不做好防護(hù)和利用，有可能危及施工安全，影響施工活動正常進(jìn)行。另外，從占地及節(jié)約投資的角度考慮，如果不采取措施對棄渣加以管理和利用，工程棄渣、料場的開采將占用大量的土地，使工程建設(shè)投入大大增加。經(jīng)預(yù)測，如不采取有效的防護(hù)措施及加以利用，本工程可能產(chǎn)生的水土流失總量為18.32萬 t，其中棄渣場流失量為13.89萬 t。因此，隧洞施工所在的山區(qū)棄渣場的防治是工程環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)和關(guān)鍵。

2 棄渣場環(huán)境保護(hù)措施

根據(jù)本工程的施工布置及棄渣量等實(shí)際情況情況，棄碴場環(huán)境保護(hù)及綜合利用主要措施有:規(guī)劃設(shè)計(jì)減少占地、工程措施、植物措施、消化和利用棄渣等。

2.1 規(guī)劃減少占地

2.1.1 渣場優(yōu)化

渣場的優(yōu)化是全方位的，主要體現(xiàn)在征占地面積、所占地類及渣場的位置三方面。

為盡可能減少棄渣場數(shù)量和征占地面積，一是對棄渣堆高進(jìn)行調(diào)高處理，相應(yīng)減小棄渣場面積。原設(shè)計(jì)棄渣場一般堆高在4～5 m，經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整后堆放高度平均為8～13 m，最高堆高15 m，可以大幅度減少占地;二是對棄渣場位置做了調(diào)整;在棄渣場位置選擇上，針對原設(shè)計(jì)只考慮堆渣面積和便于施工，忽視具體地類及當(dāng)?shù)匕傩盏那猩砝?，往往造成既占用大量耕地又不利于環(huán)保。在調(diào)整時(shí)因地制宜，仔細(xì)查勘現(xiàn)場，盡可能兼顧各方利益。以13#洞棄渣場為例，原設(shè)計(jì)占地110多畝。經(jīng)過三次調(diào)整，最后實(shí)際占用34畝。三是在征地類別方面，盡量占用荒地和其它未利用土地，少占耕地和林地，以減小補(bǔ)償費(fèi)用和對環(huán)境的破壞。經(jīng)過對14個(gè)棄渣場及周邊適合做棄渣場的地方進(jìn)行比較，利用廢棄的河道及荒地和其它未利用地替代原設(shè)計(jì)渣場，共減少占地450畝。

2.1.2 優(yōu)化工程設(shè)計(jì)減少棄渣場設(shè)置

大伙房水庫輸水工程原設(shè)計(jì)共布置16條支洞，經(jīng)從施工角度特別是環(huán)境保護(hù)考慮，建議取消了3#和5#兩個(gè)支洞。3#和5#支洞洞口所在位置植被非常好，為避免隧洞開挖對環(huán)境造成較大破壞，減少林地征占面積，最終取消了這兩個(gè)支洞，累計(jì)少占地共計(jì)105畝。由于支洞減少，棄渣集中堆放，節(jié)省棄渣路和分散棄碴占地約30畝。通過優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少整個(gè)洞線永久管理房占地213畝。

2.2 工程措施

本工程共設(shè)15個(gè)棄渣場地，其中1#棄渣場為洼地型，2#、4#棄渣場為平地型，其余皆為山地型。根據(jù)水土流失預(yù)測，棄渣堆放后，在沒有防治措施的情況下，渣體穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生移動。因此，在考慮渣場自然穩(wěn)定的同時(shí)采取不同的邊坡固定工程或攔擋工程，并在靠近山體一側(cè)修筑排水溝，及時(shí)排導(dǎo)坡面徑流。

對于平地型渣場主要采取格狀框條護(hù)坡，并在框條內(nèi)撒播草籽。在棄渣堆放前，首先用推土機(jī)清理表層土，采用填土草袋做臨時(shí)防護(hù)，棄渣堆放完畢后，再將表土回填。經(jīng)整理后，種植刺槐和沙棘，并撒播早熟禾草籽。

對于山地型渣場主要采用漿砌塊石擋土墻，并布設(shè)排水系統(tǒng)。擋土墻的斷面高度及尺寸根據(jù)各渣場的堆高及地質(zhì)條件等特性而確定。排水溝的尺寸依據(jù)P=2%、P=3.3%、P=5%各階段設(shè)計(jì)洪水計(jì)算而得。各渣場根據(jù)不同的地理位置，考慮到其重要程度，而采用不同的設(shè)計(jì)頻率。

山地型渣場的頂部采用復(fù)墾和植被恢復(fù)措施。采用的覆土方法與平地型渣場一致，種植的植物主要有刺槐和沙棘、早熟禾、白穎苔等。

2.3 植物措施

在棄渣堆放前，首先用75 kw推土機(jī)清理表層土，清理深度為0.5 m，這部分表土作為渣場頂部的覆土層，在棄渣堆放完畢后，運(yùn)至渣場頂部。并根據(jù)工程條件修建擋渣墻或格狀框條式護(hù)坡，并在框條內(nèi)撒播草籽。

由于工程位置處在遼寧省東部山區(qū)，具有冷涼溫潤的氣候特點(diǎn)，因此表層土壤以棕壤土為主，腐殖質(zhì)較豐富，降雨充沛，pH值在6～8之間，棄渣場頂部覆土厚度0.5 m。

結(jié)合以往的資料和經(jīng)驗(yàn)經(jīng)比選分析，刺槐耐干旱、耐瘠薄，尤其是在侵蝕溝生長良好，且速生。早熟禾耐寒性強(qiáng)，耐蔭性也優(yōu)于其它品種，而且耐干旱，耐踐踏，在貧瘠、干旱的土壤上生長良好，適宜固土。還可以種植經(jīng)濟(jì)作物沙棘。因此，在渣場頂部采取種植刺槐和早熟禾相結(jié)合的方式進(jìn)行防護(hù)。種植刺槐的株、行距為2 m×2 m，早熟禾播種量為6～8 g/m2。

2.4 消化和利用棄渣

2.4.1 選擇合適洞挖渣料做工程混凝土骨料

隧洞施工一是開挖二是襯砌，如果將開挖中的棄渣用于襯砌，既能減少渣料運(yùn)輸和占地，又能節(jié)省襯砌材料費(fèi)?；谶@一思路，經(jīng)對隧洞開挖的渣料試驗(yàn)分析，6#、7#、8#和9#支洞所屬主洞有40萬m3的大理巖和2#洞2萬m3的花崗巖非常適于作為人工骨料。因此，在7#支洞附近和2#支洞口附近分別建立了骨料加工廠，充分利用這些洞挖的渣料。經(jīng)測算，兩個(gè)骨料加工場可消化棄渣42萬 m3。這些人工骨料主要供給 1#、4#、6#、7#、8#、9#支洞的全部和 2#支洞部分的骨料。生產(chǎn)的骨料可拌和混凝土35萬 m3，可滿足20 km主洞的襯砌要求，剩余骨料還可以對外出售。6#～9#洞對棄渣利用共計(jì)42萬 m3，僅此一項(xiàng)少占地126畝(按堆高5 m計(jì))。

2.4.2 棄渣用于鋪設(shè)路基

針對棄渣是鋪設(shè)路基的原材料，施工中積極與地方政府聯(lián)系，將6#洞的大部分和9#洞的小部分不能做人工骨料的棄渣用來無償為當(dāng)?shù)卮宕逋üこ毯褪〖壍缆方ㄔO(shè)做路基。此做法簡單易行，兩全其美，其他部分支洞段也相繼展開，目前累計(jì)共參與修建道路10 km。

2.4.3 修堤筑壩

工程所在區(qū)域是山區(qū)，河流遍布，大部分河流依地勢流淌，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，一遇山洪暴發(fā)，往往對當(dāng)?shù)厝罕娫斐蔀?zāi)害和損失。借工程建設(shè)的契機(jī)，將棄渣用于修建河道堤防，既提高了河流的防洪標(biāo)準(zhǔn)，又節(jié)省大量棄渣占地。1#、4#洞及出口的全部棄渣，2#、9#、10#、11#、12#、13#、14#、15#、16#洞的一部分棄渣用于筑河堤。在筑堤時(shí)不是簡單地將棄渣堆放在沿河兩岸，而是按堤防工程進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。

3 治理目標(biāo)及效果

通過采取各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)措施，大伙房水庫輸水工程建設(shè)所造成的水土流失區(qū)域均能得到有效地治理和改善。工程棄渣攔擋率100%，工程水土流失防治范圍內(nèi)總治理度達(dá)到95%以上;植物覆蓋度在工程完工2～3年內(nèi)可達(dá)到80%以上。環(huán)境保護(hù)措施實(shí)施后，渣場穩(wěn)定，確保主體工程的正常運(yùn)行。同時(shí)通過復(fù)墾措施，減輕了當(dāng)?shù)赝恋刭Y源短缺的壓力，防止了泥石流等不穩(wěn)定因素對當(dāng)?shù)鼐用竦奈：Γ纳屏藚^(qū)域小氣候，提高了植被覆蓋度，增加了環(huán)境保護(hù)功能，維護(hù)了遼東山區(qū)的自然生態(tài)平衡。

3.1 完成占補(bǔ)平衡并增加綠地面積

棄渣場在工程結(jié)束后，進(jìn)行整體平整，然后將棄渣場原表土覆蓋渣場頂部，并根據(jù)工程條件修建擋渣墻或格狀框條式護(hù)坡，并在框條內(nèi)撒播草籽和以上所提植物。這樣一來，既實(shí)現(xiàn)了占補(bǔ)平衡，又恢復(fù)了棄渣場的植被，增加了棄渣場綠化面積863畝，有效地保護(hù)了棄渣場周邊的環(huán)境。

3.2 施工期的環(huán)境監(jiān)測

經(jīng)過一年多的監(jiān)測，除了個(gè)別水樣超過標(biāo)準(zhǔn)微量外，其余項(xiàng)目都符合設(shè)計(jì)指標(biāo)，符合國家或地方政府所頒布的有關(guān)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或排放標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，該工程沒有對環(huán)境和水質(zhì)造成不良影響和污染。

對個(gè)別超標(biāo)準(zhǔn)的水樣，通過原因分析和施工整改，經(jīng)處理后水樣的各項(xiàng)指標(biāo)都已滿足規(guī)范要求，達(dá)到了零排放。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過對工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化節(jié)省永久占地1 131畝，臨時(shí)占地3 490畝，兩項(xiàng)合計(jì)節(jié)省投資6 000多萬元。經(jīng)測算，整個(gè)工程完工后共利用棄渣260萬余方，共修路近10 km，修河堤13.5 km?？蔀楫?dāng)?shù)亟煌ê退块T節(jié)省修路、修河堤資金3 900萬元。既為國家節(jié)省了資金，又保護(hù)了農(nóng)田和生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境之間的和諧。同時(shí)為當(dāng)?shù)厝罕娫旄?，既利國又利民。因此該措施具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

4 結(jié)語

隧洞棄渣場生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施及綜合利用方案的研究，不僅能夠推動工程建設(shè)順利實(shí)施，而且對保護(hù)工程區(qū)環(huán)境，最終達(dá)到工程與環(huán)保相結(jié)合，工程建設(shè)與生態(tài)建設(shè)相結(jié)合，工程建設(shè)占用土地資源與充分合理利用土地資源相結(jié)合。確保了工程順利進(jìn)行。這一作法為今后進(jìn)行水利建設(shè)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，希望同類工程可以借鑒。

［1］中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法.1989.12.26.

［2］中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法.1995.10.30.

［3］建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例.國務(wù)院第253號令.1998，12.

［4］建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定.國發(fā)(87)國環(huán)字第002號文.

［5］開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范.(GB50433－2008).

［6］開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn).(GB50434－2008).

［7］關(guān)于發(fā)布《水利工程各階段水土保持技術(shù)文件編制指導(dǎo)意見》的通知.(水總局科［2005］3號).