临河型弃渣场设计

程 磊

临河型弃渣场设计

程 磊

针对某输水隧洞工程在开发建设过程中产生的弃渣情况,提出了从渣场选择到渣场设计过程中所遇问题中的解决方法,详细阐述了临河型弃渣场的设计要点、注意事项等,为解决该工程的弃渣难题提供了有效的方法。

水土保持,弃渣场,挡渣堤,截水沟

1 概述

某输水隧洞工程所在流域地处山势巍峨、地形变化极大的秦岭深处。开挖隧道产生大量弃渣,根据所处环境要求集中处置。由于地处秦岭自然保护区,对弃渣场的选择、修建及渣场再利用要求较高。

2 弃渣场的类型

冲沟型弃渣场。利用天然沟道两侧山体所围空间堆存弃渣。冲沟型渣场的优点：1)挡护方便,充分利用周围山体,只需挡住地势较低的一面;2)较大的容量,较大的地面落差或者较宽阔的地势均能容纳较多的弃渣;3)渣场建成后能得到平整的土地,利于耕种。缺点是此类渣场一般处于交通不便的山地之中,距井口距离较远,需要新修进场道路,不利于运输。坡地型弃渣场。利用路边或山体边缘等较缓的坡地布置渣场。优点是就近利用地形,弃渣不需要远距离运输,只需要根据渣量确定挡墙的位置后修建挡墙,通过挡墙从挡墙背部起堆,并逐渐抬升后形成渣场;缺点是受地形坡度的影响,无法形成大的库容。临河型弃渣场。弃渣场的挡墙,一方面挡护弃渣,防止其流失造成灾害;另一方面作为防洪堤,满足防洪需要,保护河道附近居民、财产安全。缺点是为满足河道行洪安全,对拦渣堤的修建及养护要求较高。

3 弃渣场地的选择

3.1 选址原则

选址原则主要体现在：1)弃渣场设置在施工区附近比较低洼的地带,如山谷和冲沟,尽量做到渣不出沟;同时尽量减少运距,就近堆放、集中处置;2)弃渣不挤占河道,不影响行洪,不留下隐患;3)保护耕地,尽量占用荒沟、荒滩,在可能的情况下,应利用弃土造田,增加耕地;4)从实际出发,节省投资,保护环境,技术经济均合理可行。

3.2 弃渣场地的选择

根据选址原则,对该斜井井口附近 10 km范围内进行探勘,由于该井口位置位于秦岭自然保护区内,为保护植被和当地原生态环境,因此井口周围的山谷和冲沟不允许弃渣;将渣运出自然保护区,运距太大,经济效益很差。弃渣场的选址余地相对较小,经过严格的比选,将弃渣场地定于距井口约 500m的地方。此处临河,地势较低但地势不平以致不能充分利用,河道的防洪堤年久失修,已不能满足防洪需要。选择此处作为弃渣场一方面离井口近,运距小,经济效益好,另一方面因为此处地势较低且比较开阔,能满足弃渣量的要求,并且选此处作为弃渣场地还有两大利民的优点：1)新建的拦渣堤满足 30年一遇洪水水位要求,完善防洪设施,保护当地居民的田地、房屋及生命安全;2)渣场堆渣完毕后将形成大片平整的田地,非常适合当地居民耕种。

4 弃渣场地的设计

4.1 挡渣堤

挡渣堤是将弃渣围在堤内的挡渣建筑物,具有拦渣和抵挡洪水的作用。本工程采用重力式浸水挡土墙。通过计算弃渣场堤岸冲刷深度和相关规范,确定挡墙基础埋深为 1.5m～2.5m;挡墙高度依据 30年一遇洪水水位及相关规范确定。

其中,A为安全加高,不允许越浪,取 0.6m;Z水为设计洪水位;Z顶为挡墙顶高程;R为设计爬浪高,R=0.58m;e为设计风雍增水高度,e=0.01m。

4.2 护坡工程

弃渣场堆渣坡面设计坡度为稳定边坡 1∶1.5,为防止边坡整体滑移破坏,在起坡坡脚处采用C15混凝土做脚墙。由于弃渣场堆积高度受远端的村庄和变电站等所限,堆渣高度在 4m以内,为了防止弃渣场边坡受到地面径流的冲刷造成新的水土流失,考虑到环境景观的要求,对堆渣坡面覆土整治,撒播草籽绿化,覆土厚度30 cm。

拦渣堤和护坡工程相对位置关系见图 1,图 2。

4.3 排水工程

为防止弃渣场造成地面漫流,在弃渣场拦渣堤端起坡的坡脚处和渣顶临近村庄、变电站端设截水沟,以防止水流入渣场和新建乡村公路;修建弃渣场环形排水沟以连接两端的截水沟,形成完整的排水工程。排水沟断面为矩形,底宽0.4m,高 0.4m,壁厚0.25m。内壁采用 C15混凝土预制板,根据计算,满足 10年一遇防洪标准。

4.4 渣顶防护

当弃渣场的堆渣达到最终设计高程后,对渣场顶面进行覆土整治撒播草籽,待弃渣场自然沉降、固结稳定后交给当地政府复耕。草种选择常绿、耐旱、根系横向发育强的极易生长的百喜草和狗牙根草。

5 结语

通过合理的、完整的挡护、排水等措施,完全能够在保证弃渣安全的前提下,满足河道的行洪要求。一方面解决在建隧道工程的弃渣问题,另一方面完善已年久失修的防洪措施,最后使当地居民能在弃渣场完成之后恢复耕作,可谓一举三得。整个弃渣工作遵循了可持续发展的原则,在弃渣规划和防护设计中做到了弃渣因地制宜、集中堆放、综合利用,防护措施合理可行,不但防治了水土流失、保护地区环境,同时也有效地减少了工程造价,促进了地方经济增长,体现了社会效益、经济效益和环境效益的协调发展。

[1] 贺伟琦,李 栋.长沙至浏阳高速公路弃渣场水土保持方案设计[J].人民珠江,2007(sup)：46-49.

[2] 王禹生,万彩兵.开发建设项目弃渣场设计探讨[J].人民长江,2008,35(10)：11-13.

[3] 李德宁,郭明凡.桥巩水电站工程弃渣场选址及水土保持设计[J].红水河,2008,26(4)：5-8.

On design for dum ping sites near rivers

CHENG Lei

Aimingat the dumpingof some water supply tunnel project in the developmentand constructing process,the paperpoints out the solution methods for the problems in the process of the site selection to the site design,and illustrates the design points and precautions for the dumping site near river,so as to provide the effecitvemethods for the dumping p rob lems in the projects.

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TV554

A

1009-6825(2011)09-0219-02

2010-12-07

程 磊(1982-),男,硕士,助理工程师,中铁第一勘察设计院,陕西西安 710054