交通建设★工作研究 葬渣 渝理鳓 周兵李浩然马保成李培蕾 DOI:l0.3963/j.issn.1006-8864.20l …1 近年来,我国公路处在大规模建设时期,高速公路网 也在不断向山区延伸。在山区高速公路的建设过程中,工 几种。 (1)隧道比例过高。汉中西段高速公路路线在山体与 程技术标准与实际地形地貌之间的矛盾愈显突出。以十 沟谷间交互行进,切坡削坡、开挖隧道工程较多。此外该 天(十堰~天水)高速汉中西管理段(以下简称汉中西段) 区域隧道土、石的质量较差,由此产生大量弃渣。 为例,各标段路线沿秦岭布设,隧道所占比例大大提高,因 而施工中不可避免地出现了大量的弃渣。 (2)分标段建设产生的弃方。汉中西段分标段进行招 投标,由多个施工建设单位承建,而施工单位之间往往缺 弃渣是一种特殊的人工地质体,一般由土、石等工程 乏联系,标段之间的土方没有进行平衡调配,挖方多的路 废弃物构成。弃渣场作为高速公路建设的附属设施,在设 段就会产生弃渣。 计和施工中一般都未得到足够的重视。目前,我国公路建 (3)设计单位没有规划好弃渣场。调查发现,有些设 设中还缺乏对弃渣场的有效管理,国家有关部门出台了《有 计单位在工程沿线附近示意性地标注弃渣场,而工程建设 色金属矿山排土场设计规范》,而交通建设和管理部门尚 时无法真正实施,将弃渣问题留给施工单位去操作。而施 未颁布针对高速公路弃渣场的规范、规定,有关弃渣场的 工单位迫于工期要求只能先临时堆放,也没做好相应的防 设计、实施主要体现在专门编报的水土保持方案中。 鉴于弃渣场具有多空隙、欠固结的结构特点和易荒漠 护措施,给工程周边环境及农田保护造成很大隐患。 (4)地理位置影响。受隧道口地理位置的限制,一些 化的生态特点,其低下的生态环境与周边自然环境形成较 设计单位考虑到运费较高、运距较远等因素,往往将弃渣 大反差,严重破坏了自然环境,扰乱了生态平衡,影响了周 场布设在主体工程附近,而对其他环境因素不予认真考虑, 边地区人民群众的生产和生活。所以,开展对弃渣场潜在 没有合理处理弃渣,因而对环境造成严重破坏。 危害及其整治措施的研究很有必要。 一2.弃渣场潜在危害 20l0年8月中、下旬,汉中地区频降暴雨,造成汉中西 、弃渣场的概况及类型 汉中西段施工现场主要为低山、支流沟谷地貌,地形 段高速路边坡多处滑坡、滑塌,同时也暴露了对弃渣未做 起伏较大,沟谷为第四系冲洪积粉质黏土、角砾、碎石及少 防护或防护措施不合理的隐患:多处弃渣场发生滑移,个 量卵石,山坡为第四系残坡积粉质黏土、角砾、碎石。其地 别地区掩埋农田,严重破坏了自然环境,影响了人民群众 下水主要为孔隙水及裂隙水,分布于第四系松散层及片岩 的正常生产和生活。 风化层中。该地区的变质岩主要是干枚岩、片岩。 (1)造成泥石流。武侯村大桥弃渣及挖方边坡弃渣共 目前,学者专家按照不同的研究方向对弃渣场有不同 约20万立方米,弃于武侯村大桥上游。弃渣坡项可见15 的分类。结合汉中西段弃渣场情况,笔者按照弃渣场地的 米左右的裂缝,形成50厘米的错台。坡脚处有水沟,沟道 地形条件将弃渣场分为沿河弃渣、沟道弃渣、坡面弃渣和 之中无拦挡防护措施,最大堆高约50米。弃渣为强风化 平地弃渣。 二、弃渣的来源及危害 1.弃渣来源 干枚岩,左线弃土以粘土为主。沟道上游宽缓,汇水面积 较大约2平方公里,植被覆盖率高。该工点的地形、沟道坡 度、岩土类型、松散物数量等均符合泥石流的形成条件,一 弃渣场的形成~般是由于挖方大于填方,经平衡调配 旦遇到暴雨,弃渣将直接成为泥石流的物质来源,形成泥 后的多余土、石方,或者是由于挖方产生的一些工程性质 石流的可能性极大。 不良的不能用于路堤填筑的土(如膨胀土、高液限土、红粘 (2)造成滑坡。24标段处弃渣场约14万立方米,主 土等)。经调查研究,汉中西段弃渣产生的原因主要有以 要为挖方土,砂性土含量较大,坡度较陡。弃土最大高度 2011年第2期总第270期麦正会-菅理J 45 工作研究★交通建设 约50米,未分级,无挡墙支护。据调查,此处原地面较陡, 曾发生过滑坡,弃土后比原来坡体稳定性更差,容易造成 三、治理措施 汉中西段弃渣场出现上述问题的主要原因是缺少合 新的滑动。由于弃土范围较大,与坡脚较远,因而在其下 理规划。设计单位在施工前就应该进行细致的实地勘察, 方设置挡墙很难起到作用。 明确标注弃渣场地位置,初步估算弃渣方量,在施工前做 (3)掩埋农田。25标段福家山大桥处沟谷岸坡狭窄, 好挡渣工程,杜绝先弃后挡现象的发生。 平均坡度约30度。福家山大桥前后挖方边坡弃渣约10 万立方米,主要为风化的干枚岩,土约占70%,石约占 1.坡脚及边坡防护措施 针对沿河弃渣、沟道弃渣、坡面弃渣等堆弃现象,要做 30%。因沟谷无适宜的弃渣场地,将渣弃于桥头路基下边 好坡脚防护,设置挡渣工程。支挡工程采用浆砌片石挡土 坡及桥下。弃渣最大高度约50米,无分级和压实。弃渣 墙。挡土墙墙体采用重力式结构,墙身和基础均采用M7.5 坡脚沿河边设挡土墙,高约3米,目前大部分已被土覆盖。 号浆砌片石砌筑。墙高不得低于2米,其设计应满足稳定 弃土堆上部平台边缘有数道裂缝,坡面局部滑塌。下边坡 坡脚河床宽度约20米,河流两侧有水田和民房,农田位于 弃渣场坡脚处。此处又无防护措施,一旦弃渣失稳,农田 极易被掩埋。 (4)堵塞涵洞。26标段处涵洞尺寸宽高各为2米,洞 口在8月中下旬的暴雨中已经被上坡滑塌的泥土堵塞(见 图1)。施工单位清理出的堆积物主要是泥土,夹有少量 的砾石。此处涵洞 四周地层是稳定的 岩层,岩层表面是 ,E, ], 止 强风化的残坡积 土,在水量充足时 易引发小型泥石 流,影响涵洞的排 水功能。而且上游 图1泥流堵塞洞口 沟谷水流方向与涵 洞主轴线方向不一致,易引起对涵洞翼墙的冲毁。 (5)堵塞河道。25标段处两隧道的弃渣约11万立方 米且未分级,被弃于路基左侧,最大堆高约20米,弃渣为 土和粉末状强风化干枚岩。弃渣在原河道中阻塞大面积 河道,留下狭窄的冲水沟,下方修筑5米高的挡墙未起作 用。由于弃渣土堆的不稳定性,加之堆砌于河道中,河道 水流冲刷坡脚,将引起弃渣场不稳定。 (6)压缩河床。29标段处沿河弃渣现象比较严重,所 堆填的岩土体土质不均、松密不一,稳定性差且局部堆填 坡度较大。弃渣堆填占用了大面积的河道,虽然局部修筑 了简易的浆砌片石挡墙,但由于影响了河流流向及占用较 大的过水断面,很 可能会引起沿河路 基水毁及泥石流。 弃渣场压缩河道, 对水流扰动较大, 改变了水流流向, 易造成凹岸冲刷, 图2沿河弃渣压缩河床 凸岸淤积(见图2)。 46 I交通企业奄理201 a年第2期总第2"/0期 性要求,即抗滑安全系数和抗倾覆安全系数应分别不小于 1_3和1.5。对于尚在使用的弃渣场,弃渣应分层堆放并碾 压压实,堆渣边坡为1:1.5。对于沿河设置的挡渣墙,墙 的基础深度要大于河床的冲刷深度,顶高程为最高洪水位 加安全超高0.5米。另外,对于边坡较高的弃渣场,要适当 采用钢管混凝土桩加固。由于其抗剪抗弯强度高,施工速 度快,不受周边条件的限制,因而适宜在高边坡加固工程 中应用。对较容易形成滑坡灾害的坡面弃渣方式,可以结 合采用预应力锚索工程。预应力锚索可以作深层加固,具 有一定的柔性,施工快捷灵活,具有明显的经济效益。 2.排水设施 针对沟道弃渣、坡面弃渣及平地弃渣等堆弃方式,要 完善其排水设施。排水工程是为了保证弃土弃渣安全稳 定而修建的预防弃渣场周边坡面及区域内洪水危害的工 程措施。排水工程一般修建在弃渣场边缘四周,主要由挡 水埂、排水沟、急流槽和墙前边沟组成,其基础应尽量修筑 在自然山坡上,以避免土的不均匀沉降带来的不利影Ⅱ向。 排水工程设计应根据集水面积、渗流系数以及降雨强度等 确定其结构形式、布置方式和过水能力。设计洪水标准一 般按10年一遇24小时最大降雨强度。为防止涵洞上方 弃渣场的土、石随雨水流下堵塞涵洞,必要时应在入涵洞 口处加设沉降池。 3.植被措施 不论采取何种方式堆弃的弃渣场,都要优先采用植被 恢复工程。弃渣场需要铺盖有一定厚度的耕植土,既要满 足植物根系生长的需要,又要满足水分和养分的需要。对 于旱地应具备30厘米深的耕植土厚度,对于水田应达到 40厘米深的耕植土厚度,考虑到反滤结构中的保水层,如 采用粘性土保水层,则耕植土层厚度可适当降低。由于弃 土弃渣是经过人为扰动的不成熟土壤,具有有机质和养分 缺乏、持水性能差和物理性质不良等特点,大多不利于植 物的生长,所以选择植物一般应具备以下几个特性。 (1)具有较强的适应能力。植物对干旱、瘠薄、病虫害 等不良生长环境有较强的忍耐能力。 (2)有固氮能力。植物根系具有固氮根瘤,能缓解养