劉 健，張 騰，應(yīng) 豐

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司，杭州，311122)

1 引言

西南土石山區(qū)的線性工程項目，受地形地質(zhì)條件的限制，具有棄渣量大、棄渣場地匱乏、水土流失嚴(yán)重等特點?？ɡ罘繙纤娬窘煌▽Ｓ霉?以下簡稱“卡楊公路”)工程位于雅礱江中游河段四川省涼山州木里藏族自治縣境內(nèi)，地理位置偏遠(yuǎn)，地廣人稀，交通不便[1]。工程建設(shè)規(guī)模大，土石方開挖量大，在建設(shè)過程中要產(chǎn)生大量廢渣[2]，對棄渣處理和棄渣場防護(hù)變得尤為重要。

2 工程概況

卡楊公路全長92.6km，位于四川省涼山州木里縣和甘孜州九龍縣境內(nèi)。起點位于錦屏一級水電站左岸纜機(jī)平臺交通洞進(jìn)口附近，距錦屏一級水電站壩址約400m，終點位于楊房溝水電站金波石料場下游350m左右，距楊房溝水電站壩址約1.2km。全線共設(shè)隧道33座、總長約48.1km，橋梁共14座、總長1.83km。

工程采用公路三級標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計行車速度為30km/h，一般路段為單線雙向雙車道，特長隧道及其接線路段為雙線單向單車道。

工程于2010年4月開工建設(shè)，2014年6月全線貫通，建設(shè)總工期51個月。

工程土石方開挖量545.05萬m3，填方量105.12萬m3，工程無借方，棄渣量439.93萬m3，棄渣折合松方604.90萬m3。

3 自然概況

工程地處青藏高原向四川盆地過渡的斜坡地帶，屬青藏高原東南部(即川西高原)侵蝕山原區(qū)，屬橫斷山系的東部中段，地勢自西北向東南呈階梯狀遞降，地貌上多屬侵蝕山地，海拔高程1920m～2500m。工程區(qū)受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動影響強(qiáng)烈，地質(zhì)條件復(fù)雜[3]。氣候?qū)俅ㄎ鞲咴瓪夂騾^(qū)，多年平均降水量796.7mm，多年平均氣溫17.2℃，多年平均蒸發(fā)量1807.9mm。植被類型屬亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，工程區(qū)主要分布有紅壤、黃壤、棕壤和暗棕壤等土壤，地震基本烈度為Ⅶ度。工程區(qū)土地利用類型以林地、牧草地和未利用地為主，水土流失強(qiáng)度以輕度和中度為主。

4 棄渣場設(shè)置情況

工程棄渣總量439.93萬m3(松方604.90萬m3)。棄渣運(yùn)至16處棄渣場堆置，其中自身設(shè)置12處，分別為五二灣棄渣場、麻地灣1#棄渣場、麻地灣2#棄渣場、矮子溝棄渣場、羌活溝棄渣場、羊窩子溝棄渣場、青崗坪溝棄渣場、面上灣溝棄渣場、駱駝溝棄渣場、一江棄渣場、立爾棄渣場、喇嘛寺溝棄渣場。利用其他工程的棄渣場或場地的4處，分別為錦屏一級水電站的三灘溝棄渣場、利用楊房溝水電站的中鋪子棄渣場和上鋪子溝棄渣場和利用卡拉水電站施工場地的羊奶溝棄渣場。棄渣場概況見表1。

工程于2014年6月全線貫通，完工較早，由于地形地質(zhì)條件較為惡劣，施工時很難按照設(shè)計的棄渣場防護(hù)措施及時實施，2017年11月-2018年5月對已堆完的棄渣場進(jìn)行整治綠化。整治綠化的范圍為卡楊公路自身設(shè)置的11處棄渣場，分別為五二灣棄渣場、麻地灣1#棄渣場、麻地灣2#棄渣場、矮子溝棄渣場、羌活溝棄渣場、羊窩子溝棄渣場、青崗坪溝棄渣場、駱駝溝棄渣場、一江棄渣場、立爾棄渣場、喇嘛寺溝棄渣場(由于面上灣溝棄渣場當(dāng)時已淹沒在水下，不納入整治范圍)。

5 棄渣場防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和原則

棄渣場防護(hù)以《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》GB 50433-2008、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201-2014)和《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》(GB 51018-2014)等為主要設(shè)計依據(jù)。

渣場整治考慮的11處棄渣場中，有6處為溝道型棄渣場，其余為坡地型棄渣場。結(jié)合各棄渣場堆渣量、堆渣最大高度以及渣場失事對主體工程或環(huán)境造成的危害程度等因素綜合確定棄渣場級別、防護(hù)建筑物級別、防洪標(biāo)準(zhǔn)等。各棄渣場等級、防護(hù)建筑物級別和防洪標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表2 棄渣場等級、防護(hù)建筑物級別和防洪標(biāo)準(zhǔn)

6 棄渣場整治措施設(shè)計

6.1 工程措施

(1)攔擋措施

在棄渣場坡腳處、沿溝道側(cè)設(shè)置C20混凝土擋渣墻，部分渣場坡腳處已設(shè)置漿砌石擋墻，但規(guī)格較低，為了防止削坡過程中，對其造成破壞或壓埋，在已建漿砌石擋墻前方增設(shè)一道C20混凝土擋墻，級別較低、邊坡較緩的棄渣場可采用漿砌石擋墻，擋墻形式和高度根據(jù)各棄渣場堆渣量、堆渣高度和地形條件等因素綜合確定。

新建擋渣墻采用重力式結(jié)構(gòu)，梯形斷面，頂寬1.0m，背坡1∶0.1，面坡1∶0.5，擋渣墻基礎(chǔ)埋深不小于1m，擋渣墻基礎(chǔ)需確保坐落在基巖上或者處理后基礎(chǔ)承載力不小于150kPa。

(2)防洪排導(dǎo)工程

棄渣場匯水分渣場溝道來水、上坡面徑流、堆渣邊坡徑流以及渣體滲水等四部分。根據(jù)各棄渣場匯水面積和上游溝道來水情況，棄渣場排水措施設(shè)計分以下幾種類型：

羊窩子溝棄渣場、駱駝溝棄渣場等2處棄渣場已設(shè)置排水隧洞或涵管。喇嘛寺溝棄渣場匯水面積較小，且渣場上方即為卡楊公路，來水被卡楊公路自身排水溝截走，因此，設(shè)計對上述3處棄渣場不采用截水溝攔截和排泄渣場匯水。

麻地灣2#棄渣場、羌活溝棄渣場、矮子溝棄渣場、一江棄渣場、立爾棄渣場周邊設(shè)置截水溝，采用M7.5漿砌石砌筑，襯砌厚度30cm，梯形斷面，尺寸0.6m×0.6m(底寬×深)，坡比1∶0.5。

五二灣棄渣場、麻地灣1#棄渣場、麻地灣2#棄渣場、羌活溝棄渣場、青崗坪棄渣場、立爾棄渣場等棄渣場上游溝道洪峰流量較大，溝道來水通過卡楊公路設(shè)置的過路涵洞，在渣場一側(cè)或坡面設(shè)置排洪溝順接涵洞排泄，末端與下游溝道相接。排洪溝采用矩形斷面，重力式邊墻，C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，排洪溝尺寸根據(jù)設(shè)計洪峰流量計算確定，尺寸2.0m×2.0m～2.5m×2.5m(寬×深)。排洪溝比降根據(jù)地形條件確定，但不應(yīng)小于1.5%。

麻地灣1#棄渣場、麻地灣2#棄渣場、矮子溝棄渣場、羌活溝棄渣場、羊窩子溝棄渣場、一江棄渣場、立爾棄渣場削坡開始后，于馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置馬道排水溝，矩形斷面，底寬和深統(tǒng)一采用0.4m，M7.5漿砌石砌筑，襯砌厚度30cm，其余棄渣場未設(shè)置馬道，不涉及馬道排水溝。

(3)堆渣體護(hù)坡及平臺整治工程

①削坡措施

削坡前根據(jù)場地地形、地質(zhì)條件與周邊環(huán)境修筑攔擋設(shè)施。對邊坡較陡的棄渣場進(jìn)行削坡，坡比控制在1∶1.5～1∶2.0，堆渣體每隔20m設(shè)置一條馬道，馬道寬2m。

②堆渣平臺整治工程

棄渣場削坡完畢后，對渣頂平臺進(jìn)行場地平整、覆土，栽植喬木、撒播灌草籽綠化。

③框格護(hù)坡工程

矮子溝棄渣場、羌活溝棄渣場、羊窩子溝棄渣場、青崗坪棄渣場、一江棄渣場等5個棄渣場削坡完畢后，對邊坡進(jìn)行混凝土框格梁植草護(hù)坡。框格尺寸采用3m×3m，混凝土框格梁寬40cm，厚50cm，框格布置好后，先鋪設(shè)5cm砂礫石反濾層，再覆15cm厚的耕植土。

喇嘛寺溝棄渣場堆渣較薄、邊坡較陡，不具備框格梁護(hù)坡的條件，對其采取掛網(wǎng)噴播植草護(hù)坡的措施。

6.2 植物措施

工程削坡結(jié)束后，對渣頂平臺進(jìn)行場地平整、覆土并實施植物措施。在實施混凝土框格的棄渣場坡面框格內(nèi)進(jìn)行覆土、撒播灌草籽綠化，在不具備實施框格條件的棄渣場坡面采取撒播灌草籽綠化，喇嘛寺溝棄渣場實施掛網(wǎng)噴播植草護(hù)坡。

(1)立地條件分析及綠化方案

棄渣場分布在高程1900m～2600m之間，屬雅礱江干熱河谷區(qū)。本工程棄渣以石方為主，棄渣場削坡升級后，綠化立地條件較差，需對綠化區(qū)進(jìn)行平整、覆土等立地改造。

(2)樹(草)種選擇

結(jié)合渣場綠化區(qū)立體條件、當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和主要適宜性樹種等，灌木選擇車桑子，草本選擇紫花苜蓿和葦狀羊茅，喬木選擇云南松和滇青岡。形成喬、灌、草立體綠化的復(fù)層林結(jié)構(gòu)。

7 渣場堆置形式穩(wěn)定性分析

棄渣場自2010年啟用，至2014年完全形成。2017年11月開始，對11處棄渣場(面上灣溝棄渣場位于水下淹沒區(qū)，不在整治之列)開展了專項整治設(shè)計。設(shè)計時棄渣已堆放完畢，未再棄渣。在現(xiàn)有堆渣基礎(chǔ)上，設(shè)計了擋渣墻、防洪排水、削坡分級、景觀綠化等防護(hù)措施，對棄渣場的正常運(yùn)行和非常運(yùn)行工況條件下的安全系數(shù)進(jìn)行了測算，堆渣體和擋墻均是穩(wěn)定的，滿足規(guī)范要求。2017年11月-2018年5月對棄渣場進(jìn)行了整治綠化，實際施工過程中，堆渣方案和防護(hù)措施基本按照設(shè)計要求實施。

11處棄渣場自2018年5月投入運(yùn)行以來，渣體未發(fā)生滑塌等變形情況，目前總體穩(wěn)定。

8 措施設(shè)計創(chuàng)新點

(1)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件，對邊坡植物措施設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化，降低了投資

對棄渣場邊坡進(jìn)行削坡，具備條件的削到坡比緩于1∶1.8，而后實施覆土、撒播灌草籽綠化的措施，避免對較陡的邊坡實施框格梁等工程護(hù)坡措施，相應(yīng)降低投資。工程位于干熱河谷氣候區(qū)，在綠化植物物種選擇上，除了購買當(dāng)?shù)剡m生植物，同時采集周邊植物種子，作為綠化的灌草籽，能更好的適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，也減少了草籽的購買量。

(2)因地制宜地考慮植物措施的養(yǎng)護(hù)管理

根據(jù)特殊的氣候條件，考慮了植物的灌溉養(yǎng)護(hù)措施。撒播灌草初期，在大風(fēng)、干旱時期采用薄膜進(jìn)行覆蓋，起到保水保溫的作用；綠化初期考慮在棄渣場周邊設(shè)置圍欄，防止當(dāng)?shù)剜l(xiāng)民飼養(yǎng)的馬、羊等對植被幼苗造成破壞。

(3)水土保持措施全面立體

西南地區(qū)公路項目棄渣場整治案例較少，緊密結(jié)合現(xiàn)場實際情況，充分考慮工程特點，做好實際地形測量工作、補(bǔ)充渣場地質(zhì)勘查工作，再對棄渣場整治綠化進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，開創(chuàng)性地采取了補(bǔ)建攔擋措施、削坡、修建截排水溝、覆土綠化養(yǎng)護(hù)等措施體系。水土保持措施布設(shè)全面立體，滿足水土保持的要求。

(4)對工程措施設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，注重資源最大化利用

在開展整治設(shè)計過程中，充分結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在不降低防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對部分設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化。由于棄渣場大多為石渣，部分棄渣場的擋墻利用可用的石料設(shè)計成漿砌石擋墻，以減少混凝土用量。對部分已實施但破損的擋墻、截排水溝進(jìn)行加固修繕，不進(jìn)行拆除、不另行修建，降低了投資，注重資源的最大化利用。

9 結(jié)語

工程棄渣場設(shè)計時應(yīng)考慮現(xiàn)場實際情況，尤其是西南土石山區(qū)的線性工程項目，更需要結(jié)合實際的地形地貌、施工時序、施工條件等進(jìn)行棄渣場布置和措施設(shè)計。工程施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照棄渣處理和棄渣場防護(hù)措施設(shè)計進(jìn)行施工，若有出現(xiàn)未按設(shè)計進(jìn)行堆渣的，需及時做好棄渣場變更備案和棄渣場補(bǔ)充設(shè)計等手續(xù)，并及時按設(shè)計進(jìn)行棄渣處理，盡量避免后期產(chǎn)生棄渣場整治的額外費(fèi)用。工程施工結(jié)束后，應(yīng)按照設(shè)計要求對棄渣場進(jìn)行跡地恢復(fù)，若現(xiàn)場仍然存在未按設(shè)計要求堆放的棄渣，需對棄渣進(jìn)行整治。