張 怡，劉 成，閆建梅，郭天雷，司益清

（1.長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院 重慶分院，重慶 400026；2.重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 重慶 401120）

近年來，我國高速公路正處在發(fā)展擴(kuò)張期，其伴隨的水土流失問題也較為嚴(yán)重，特別是高速公路棄渣場對(duì)水土保持和生態(tài)環(huán)境造成的一些負(fù)面影響。隨著工程建設(shè)增加，大量棄渣產(chǎn)生，對(duì)棄渣場選擇及設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)格的要求[1]。棄渣須在指定的位置集中堆放，棄渣場應(yīng)修建完善的擋渣、截排水設(shè)施，防止水土流失，減小對(duì)生態(tài)環(huán)境及社會(huì)環(huán)境造成危害[2]。修建高速公路，由于地形起伏較大，路線較長，橋隧比例較高，往往導(dǎo)致棄渣量大[3]。在實(shí)際堆置大量棄渣時(shí)，棄渣場位置常常發(fā)生變更，究其原因多為前期選址不合理，所以合理規(guī)劃設(shè)計(jì)棄渣場的位置，不僅可以降低后期棄渣場變更成本，而且可以減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，節(jié)約水土流失治理費(fèi)用，節(jié)省投資。這就要求在確定棄渣場位置的時(shí)候，不能只考慮單一因素，而要從多角度、多方面去論證棄渣場位置的合理性和準(zhǔn)確性；不能僅在地形圖上確定堆放棄渣場地，而應(yīng)該實(shí)際勘查，了解周邊實(shí)際情況后確定。

深圳市光明新區(qū)紅坳渣土受納場“12·20”特別重大生產(chǎn)安全責(zé)任事故給了我們深刻教訓(xùn)。2015年12月20日，紅坳渣土受納場頂部作業(yè)平臺(tái)出現(xiàn)裂縫，寬約40 cm，長幾十米。裂縫越來越大，渣土開始滑動(dòng)，滑出后，呈扇形繼續(xù)向前滑移700多米?；麦w推倒并掩埋了紅坳村柳溪、德吉程工業(yè)園內(nèi)33棟建筑物，造成百余人傷亡。12月24日，習(xí)近平總書記在中央政治局常委會(huì)會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：血的教訓(xùn)警示我們，公共安全絕非小事，必須堅(jiān)定不移保障安全發(fā)展，狠抓安全生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)。歷史經(jīng)驗(yàn)表明，棄渣場選址不合理，截排水措施設(shè)置不恰當(dāng)，在一定條件下會(huì)對(duì)人民生活安全和生態(tài)環(huán)境造成巨大的威脅。棄渣場發(fā)生變更后，往往未能得到建設(shè)單位、監(jiān)理單位和施工單位的及時(shí)重視，導(dǎo)致出現(xiàn)先棄后攔的情況。棄渣場水土保持專項(xiàng)變更設(shè)計(jì)滯后，影響水土保持措施防治效果，進(jìn)而加大棄渣場對(duì)生態(tài)環(huán)境的潛在危險(xiǎn)[4]。棄渣場由于所處地理位置的特殊性、復(fù)雜性，受侵蝕類型多，其不同部位分別存在面蝕、濺蝕、溝蝕、滑坡等侵蝕[5]，產(chǎn)生水土流失量大，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的危害，因此，做好棄渣場的水土流失預(yù)防工作極為重要。

1 研究區(qū)概況

蘭海國家高速公路遵義至貴陽段公路擴(kuò)容工程起于遵義市繞城高速的青山樞紐處，止于貴陽繞城高速的下壩樞紐處，將貴陽、遵義以及貴陽市重要的衛(wèi)星城——開陽串接起來，形成新的高速公路通道。遵貴擴(kuò)容工程青山至李資段采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)車速100 km/h，整體式路基寬33.5 m，分離式路基寬16.75 m，主線長約118.211 km，主線設(shè)橋梁98座，隧道7座，橋隧比30.69%。天橋20座，涵洞、通道共279道，服務(wù)區(qū)2處（烏江服務(wù)區(qū)、開陽服務(wù)區(qū)），停車區(qū)2處（永溫停車區(qū)、柿花寨停車區(qū)），分別在喇叭、龍坪、尚嵇、楠木渡、永溫、開陽、禾豐、羊昌、水田設(shè)收費(fèi)站共9處，全段設(shè)互通式立交11處（含青山樞紐和羊昌樞紐）。本研究以蘭海國家高速公路遵義至貴陽段公路擴(kuò)容工程為例，對(duì)高速公路棄渣場的特點(diǎn)、選址依據(jù)和變更原因進(jìn)行了深入討論，以期為棄渣場選址和變更提供理論和實(shí)際依據(jù)。遵貴高速公路水土流失特點(diǎn)見表1。

表1 遵貴高速公路水土流失特點(diǎn)Table 1 The soil and water loss features of Zunyi-Guiyang expressway

2 棄渣場變更原因

山區(qū)高速公路修建過程中，由于地形復(fù)雜、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高等原因，常導(dǎo)致棄渣量巨大，對(duì)環(huán)保、工期、施工安全等有較大影響。有的設(shè)計(jì)由于對(duì)選址與設(shè)計(jì)原則把握不當(dāng)，往往在施工階段不得不進(jìn)行變更，造成人力、物力的浪費(fèi)，甚至埋下安全隱患[6]。高速公路棄渣場的選擇和土石方數(shù)量的大小、施工地點(diǎn)和施工方法有關(guān)[7]。施工單位應(yīng)做好設(shè)計(jì)復(fù)核相關(guān)工作[8]，如應(yīng)在實(shí)際棄渣前，對(duì)棄渣場的位置和設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核，如有問題應(yīng)及時(shí)向建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位提出并進(jìn)行變更。往往在實(shí)際復(fù)核時(shí)，由于后期不可預(yù)知的原因而導(dǎo)致棄渣場立地條件與工程可行性階段不一致，從而導(dǎo)致棄渣場位置不得不發(fā)生變更。以蘭海國家高速公路遵義至貴陽段公路擴(kuò)容工程為例，方案批復(fù)的棄渣場35個(gè)，棄渣量6.560 8×106m3；變更后的棄渣場71個(gè)，棄渣量1.362 8×107m3，棄渣位置全部變化且部分新增。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，棄渣場主要選擇溝道、緩坡地為棄渣點(diǎn)，通過對(duì)現(xiàn)場及相關(guān)資料的調(diào)查了解到棄渣場變更原因主要如下：（1）影響主體工程施工進(jìn)度；（2）棄渣場選取地點(diǎn)存在安全隱患；（3）棄渣場便道不方便通行或不滿足運(yùn)輸條件；（4）棄渣場征地困難。棄渣場的變更和新增詳見表2和表3。

表2 棄渣場位置變更原因Table 2 The reason of waste disposal area location change

表3 新增棄渣場原因Table 3 The reason of add new waste disposal

3 提高棄渣場選址正確率

水土保持是棄渣場選址和變更的重要考慮因素。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433—2008）和《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51018—2014），棄渣場選址應(yīng)根據(jù)棄渣場容量、占地類型與面積、棄渣運(yùn)距及道路建設(shè)、棄渣組成及排放方式、防護(hù)整治工程量及棄渣場后期利用等情況，經(jīng)綜合分析后確定。合理規(guī)劃設(shè)計(jì)棄渣場的位置需要首先了解棄渣組成及其特點(diǎn)。有關(guān)專家學(xué)者對(duì)此做了研究。結(jié)果表明，組成棄渣場的棄渣粒徑對(duì)其穩(wěn)定性有一定的影響。大粒徑為主時(shí)，棄渣穩(wěn)定性較差；小粒徑為主時(shí)，在遇暴雨時(shí)，棄渣易導(dǎo)致泥石流[8]。從土壤侵蝕特征角度來說，棄渣年限影響棄渣的侵蝕特征[9]。王僑等[10]認(rèn)為棄渣由于原狀土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，密度和內(nèi)摩擦角及土體凝聚力減小，導(dǎo)致土壤可蝕性增大，水土流失加重。有研究表明[11]，高速公路棄渣松散系數(shù)一般為1.2～1.4，一旦遇暴雨，渣場破面發(fā)生嚴(yán)重沖刷，極易發(fā)生嚴(yán)重的土壤侵蝕，在降雨和重力作用下，極易發(fā)生泥石流和滑坡現(xiàn)象。

為減小棄渣場發(fā)生變更的可能性，減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害程度，從工程可研究階段針對(duì)棄渣場的選址就要嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格按照理論和實(shí)際勘查相結(jié)合的原則進(jìn)行選址。具體過程如下：收集高速公路兩側(cè)一定范圍內(nèi)的地形圖及遙感影像，圖幅范圍在公路兩側(cè)10 km之內(nèi)，拼接一定范圍的地形圖與遙感影像，以地標(biāo)物為參照吻合，生成主體線路，然后通過人機(jī)交互解譯，初步確定棄渣場的位置和規(guī)模，繼而確定棄渣場的行政區(qū)屬，最后根據(jù)圖上確定的棄渣場位置，進(jìn)行現(xiàn)場勘查驗(yàn)證，進(jìn)行地形和土地利用的核實(shí)，對(duì)于現(xiàn)場調(diào)查不適宜棄渣的棄渣場予以否定[12]。在確定棄渣場位置后，渣場的水土保持防治措施體系也要嚴(yán)格按照不同類型棄渣場防治等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)與當(dāng)?shù)卣涣?，確定棄渣場附近規(guī)劃，征求多方意見，進(jìn)行水土保持措施體系設(shè)計(jì)。

相關(guān)水行政主管部門高度重視棄渣場選址、防治措施體系等一系列問題，分析棄渣場選址合理性時(shí)，應(yīng)參考“兩圖一表”[13]，兩圖即衛(wèi)星遙感圖、不低于1∶10 000的地形圖，一表即棄渣場選址要素表。要素主要包括渣場編號(hào)、位置（地理位置、行政位置）、類型（溝道型、臨河型、坡地型、平地型）、占地面積、匯水面積、堆置方案、下游公共設(shè)施情況，居民點(diǎn)情況、危害等級(jí)（嚴(yán)重、較嚴(yán)重、不嚴(yán)重、較輕、無危害）等。

4 棄渣場水土保持措施

要做好棄渣場區(qū)的水土保持，除了對(duì)渣場的選址進(jìn)行合理性分析，還要確定渣場級(jí)別及其防護(hù)工程排導(dǎo)等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)棄渣場水土保持措施體系復(fù)核，最后對(duì)棄渣場設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)核（包括堆渣體穩(wěn)定性復(fù)核、擋墻穩(wěn)定性復(fù)核、棄渣場截排水措施合理性復(fù)核計(jì)算），每一環(huán)節(jié)都要嚴(yán)謹(jǐn)復(fù)核確定。本文選取了3個(gè)棄渣場，針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行棄渣場水土保持措施說明，見表4。

表4 棄渣場水土保持措施情況表Table 4 The measures of soil and water conservation for waste disposal area

針對(duì)具體的棄渣場，根據(jù)棄渣場不同的堆渣高度，其棄渣場擋渣墻應(yīng)設(shè)計(jì)不同尺寸，截排水溝依據(jù)不同地貌類型匯水面積不一樣，應(yīng)設(shè)計(jì)不同尺寸以確保其截排水正常。加強(qiáng)對(duì)棄渣場的管護(hù)，特別是在雨季加強(qiáng)巡視，確保棄渣場的安全穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)棄渣場植被恢復(fù)效果較差的地方進(jìn)行補(bǔ)植補(bǔ)種。對(duì)棄渣場采取攔、擋、排及植被恢復(fù)為一體的基本綜合防治措施，但棄渣場的布設(shè)不能一味地簡單追求高標(biāo)準(zhǔn)，簡單照搬主體工程設(shè)計(jì)。棄渣場的措施布設(shè)應(yīng)該在充分參考主體設(shè)計(jì)的同時(shí)，因地制宜，結(jié)合棄渣場水土流失特點(diǎn)，合理布設(shè)措施，做到真正地、最大限度地減小棄渣場的水土流失[14]。對(duì)于松散的棄渣堆土，還應(yīng)該分層碾壓，因?yàn)樵诜謱訅簩?shí)后，可使棄土結(jié)構(gòu)緊密，使其在遇水力侵蝕時(shí)，被降雨濺蝕而分散的顆粒減少，可增強(qiáng)其抗侵蝕能力，減少水土流失。反之，如果將棄渣場自然堆棄，不進(jìn)行碾壓，將形成裸露的松散邊坡，一旦遇降雨，將極易發(fā)生面蝕和溝蝕，產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失，對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅[15]。

5 結(jié)語

遵貴高速公路棄渣場變更原因主要有：（1）影響主體工程施工進(jìn)度；（2）棄渣場選取地點(diǎn)存在安全隱患；（3）棄渣場便道不方便通行或不滿足運(yùn)輸條件；（4）棄渣場征地困難。

在確定棄渣場地址時(shí)，要從源頭重視棄渣場選址正確率；在確定棄渣場類型時(shí)（如溝道型、臨河型、坡地型、平地型），要進(jìn)行現(xiàn)場勘查驗(yàn)證、地形和土地利用的核實(shí)，對(duì)于現(xiàn)場調(diào)查確認(rèn)不適宜棄渣的棄渣場要堅(jiān)決予以否定。

做好棄渣場區(qū)的水土保持措施，務(wù)必重視以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，首先對(duì)渣場的選址進(jìn)行合理性分析，其次要確定渣場級(jí)別及其防護(hù)工程排導(dǎo)等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)，再次對(duì)棄渣場水土保持措施體系復(fù)核，最后對(duì)棄渣場設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)核。