溝道型棄渣場水土保持整治措施設計
——以雅康高速K10+510棄渣場為例

吳 軍 高曉龍 孫 源

（1.中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 611130）

（2.四川雅康高速公路有限責任公司，四川 雅安 625000）

（3.中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 611130）

0 引言

隨著我國交通運輸行業(yè)的飛速發(fā)展，高速公路網(wǎng)的覆蓋面積在不斷擴張，正逐步向西南邊遠山區(qū)延伸，由于區(qū)域地形條件復雜，溝壑縱橫，不可避免地產(chǎn)生大量棄渣，導致棄渣場數(shù)量多，棄渣活動頻繁。在高速公路可行性研究設計階段，主體設計單位關注的重點是主體工程的選址或選線、建設布局、生產(chǎn)工藝等[1]，棄渣場作為高速公路線外附屬工程，其選址尚未被列入主體設計重點研究的內(nèi)容，到初步設計階段尤其是到施工圖設計階段時，因設計加深、征地等原因，常有棄渣場變更現(xiàn)象。在施工管理方面，高速公路建設多采取分標段施工管理，導致土石開挖及棄渣處置易缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃及調(diào)度，更加劇棄渣堆放問題，對于已新增的棄渣點，若處置不當，不僅會產(chǎn)生安全隱患，還將影響周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復[2-4]。因此，對于新增棄渣場的水土保持整治措施設計成為了高速公路建設中需要解決的一個重要問題。

本文以雅康高速公路新增K10+510 棄渣場為例，詳細介紹了溝道型棄渣場的水土保持整治措施設計，通過棄渣場的整治，達到確保棄渣場安全和減少水土流失的目的，同時為其他類似工程提供借鑒。

1 工程概況

雅安至康定高速公路位于四川省雅安市、甘孜州境內(nèi)，線路全長134.79km，是國家高速公路G42 上海至成都高速公路的聯(lián)絡線，是四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中5 條東西橫線之一的康定至瀘州高速公路的核心部分，路線起點位于雅安市草壩鎮(zhèn)，接樂雅高速公路K86+307，沿線經(jīng)過雅安市雨城區(qū)、天全縣、甘孜州瀘定縣、康定縣，終點為康定城東菜園子，為雙向四車道高速公路標準新建，路基寬24.5m，設計速度80km/h，橋隧比高達82%。

2 棄渣場概況及周邊環(huán)境情況

2.1 棄渣場概況

K10+510 棄渣場位于雅安市雨城區(qū)南郊鄉(xiāng)澄青村、順江村附近，雅康高速樁號K10+510 右側方向坡地上。棄渣場堆積完畢，總堆填渣土約6.0 萬方，堆砌的棄渣長約153m，寬約48m，層厚5～20m 不等，成份為開挖的粉質(zhì)粘土夾砂、泥巖塊體，塊體呈不規(guī)則棱角狀，含量35-50%，粒徑一般0.3～1.0m，最大可達1.5m，堆渣高程為587m～614m，最大堆渣高度為27m，場址地形相對開闊。場址附近有公路、村道通往雨城區(qū)，距雨城區(qū)城約8 公里，交通總體較好。

K10+510 棄渣場所處區(qū)域整體上為深切割剝蝕（侵蝕）—構造低山地貌與侵蝕堆積河谷平壩地貌交匯部，地勢總體為南高北低，其間發(fā)育一沖溝，沖溝溝深2-4m。場址表層巖性為第四系殘坡積的粉質(zhì)粘土夾碎石，厚度1.0～2.0m，沖溝內(nèi)及兩側可見坡洪積粉質(zhì)粘土夾塊碎石，厚度3～5m，下伏白堊系中統(tǒng)灌口組泥巖，未見崩塌、滑坡等地質(zhì)災害發(fā)育，無區(qū)域性活動斷裂通過，無泉點出露，區(qū)域地震烈度Ⅷ度。

本棄渣場為新增溝道型棄渣場，其水土保持防護措施不健全，需采取針對性水土保持整治措施，以妥善的處置高速公路修建過程中產(chǎn)生的棄渣。棄渣場的措施完善，有利于雅康高速的竣工，對于推進雅康高速生態(tài)文明建設具有重要意義。

圖1 K10+510棄渣場平面布置圖

2.2 棄渣場周邊環(huán)境概況

K10+510 棄渣場外圍崩塌、泥石流等物理現(xiàn)象發(fā)育，均距離棄渣場地較遠，且不在國家級水土保持監(jiān)測站點、重點試驗區(qū)范圍內(nèi)。棄渣場上緣為雅康高速路基，北側為上游微型電站的導流渠，東西兩側有季節(jié)性沖溝分布，西側沖溝緊沿棄渣場邊緣向北，在棄渣場前緣匯入電站的導流渠，導流渠向南約100m 進入周公河。其選址符合《中華人民共和國水土保持法》、《生產(chǎn)建設項目水土保持技術標準》和“水利部水保〔2007〕184 號文”中關于選址選線的其他要求。

3 棄渣場水土保持整治措施設計

3.1 棄渣場等級及建筑物級別

根據(jù)《水土保持工程設計規(guī)范》（GB 51018-2014）的相關規(guī)定，結合K10+510棄渣場實際堆渣量、堆渣高度及周邊敏感點分布情況，確定棄渣場等級為4 級，擋渣墻工程級別按5 級設計，排洪工程建筑物級別為4 級，設計防洪標準為20年一遇，按30 一遇進行校核。

3.2 棄渣場排水設計

K10+510 棄渣場場址占用原沖溝，對沖溝進行改道，改道沖溝水道在沿棄渣場東側向下后，在棄渣場北段進入排洪渠，因改道沖溝水道現(xiàn)狀未襯砌，加之棄渣堆填形成的坡面坡度較陡，易沖蝕棄土場坡腳，對沖溝下游坡體、沖溝兩側耕地及電站排水渠形成安全隱患。

為排導原溝道及棄渣場上游匯水，在棄渣場西側布設改溝工程，長160m，上游端與高速公路涵洞出口銜接，下游端排入已有電站排洪渠，溝體采用M7.5 漿砌石砌筑，采用梯形斷面，溝底寬3m，深3.5m，兩側壁厚0.5m，坡比為1：1，表面采用2cm 砂漿抹面。改溝工程底坡比降為9%，考慮0.5m 安全超高基礎上，過流能力達208m3/s，滿足30年一遇校核洪水流量155 m3/s 的過流能力。

圖2 改溝斷面圖（單位：m）

為防止棄渣場上緣側坡面徑流對渣體的沖刷，在棄渣場東側布置排水溝，排水溝長150m，采用M7.5 漿砌石砌筑，過流斷面為矩形，溝底寬0.5m，深0.7m，兩側壁厚0.4m，表面采用2cm 砂漿抹面。排水溝底坡比降為10%，考慮0.1m 安全超高基礎上，過流能力達0.85m3/s，滿足永久截排水溝3年一遇10min 降雨量校核洪水流量0.24m3/s 的過流能力。

圖3 排水溝斷面圖（單位：m）

3.3 棄渣場擋渣墻設計

結合地形地質(zhì)條件、堆渣量、渣料成分、建筑材料等因素綜合考慮，沿坡腳布置30m 擋渣墻進行攔擋，結構為現(xiàn)澆鋼筋混凝土重力式擋渣墻，混凝土強度等級C25，截面尺寸為墻高5.8m（含基礎），頂寬1.6m，底寬4.85m，面坡斜率1：0，背坡斜率1：0.25，基礎埋置在地面以下，一般埋深1.5m，背坡側設置墻踵，尺寸為2.0m×0.8m（長×高）。通過對擋渣墻的抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定及地基的承載力校核，滿足相關標準要求。

為防止擋渣墻因地基不均勻沉陷和溫度變化引起墻體裂縫，攔渣堤沿堤線方向每隔10m 設置一道縫寬3cm 的伸縮沉陷縫，縫內(nèi)填塞瀝青麻絮或其他止水材料。

為降低擋渣墻后水位，減小墻身水壓力，增加墻體穩(wěn)定性，擋渣墻墻身3.0處每隔2m 布設一根A100mmPVC 排水管，排水管進口處采用土工布包裹，以保證管內(nèi)干凈暢通滲排水。

圖4 K10+510 棄渣場橫斷面圖

圖5 鋼筋砼擋渣墻斷面圖（單位：cm）

圖6 擋渣墻鋼筋規(guī)格圖（單位：cm）

3.4 削坡及邊坡綠化

通過對現(xiàn)狀堆渣體穩(wěn)定性復核，棄渣場局部邊坡，對過陡坡面進行局部削坡處理，削坡后坡比為1：1.75，削坡整治后，對渣頂面及坡面采取撒播植草，撒播密度為10g/m2，草種選擇狗牙根，優(yōu)先考慮從當?shù)厥袌霾少彿N子，種子應有檢疫合格證，質(zhì)量為二級及以上。

圖7 邊坡局部削坡斷面圖

3.5 其他措施

為提高草種發(fā)芽率，撒播植草后，采用可降解無紡布進行覆蓋保護。在養(yǎng)護期內(nèi)，應及時對稀疏無苗區(qū)進行補播；對死亡、損壞嚴重的草坪，要適時補種同規(guī)格同品種的植物。

加強病蟲害的防治，不同的病蟲害采用不同的藥物除治，要做到“對癥下藥，綜合防治”，以節(jié)約資金和人力，有效控制病蟲害的發(fā)生與蔓延，保證植物健康生長，鞏固和提高綠化效果。

4 結論

棄渣場是造成項目建設過程中水土流失的重要區(qū)域，棄渣處理正成為水保和環(huán)評驗收中的制約性因素之一。為提升高速公路工程施工管理的水土保持能力，全面貫徹綠色發(fā)展理念，對于新增棄渣場，應以生態(tài)學理論為依據(jù)，通過采取工程措施、林草措施相結合的綜合整治措施，形成系統(tǒng)、完整的水土流失防治措施體系，以避免棄渣水土流失事件發(fā)生，以避免棄渣水土流失事件發(fā)生。通過雅康高速K10+510 棄渣場水土保持整治措施案例，為相似工程提供借鑒。