浅析基于环保理念的隧道洞渣综合利用

尹海钦

(西南交通大学附属中学，四川 成都 610031)

引言

随着环保意识的增强，建设项目的生态环境保护意识也不断增加。交通项目建设过程中，也在资源、经济、环境、社会各方面的矛盾中找到平衡点，做到了可持续发展。但对于隧道施工，由于施工工艺、建设管理条件等各方面的限制，在隧道弃渣利用上不够完善，利用较单一，未将隧道弃渣作为优质筑路材料全面、综合的利用，利用率一般也较低，仅为20%左右。随着人们对环境要求的不断提高，以及当前对隧道弃渣环保认识的日渐深入，“绿色通道”的深入人心，山区隧道弃渣的综合利用及优化资源配置使用是公路建设，尤其是山区公路建设中亟待解决的问题[1]。

1 工程概况

屏山新市至金阳段高速公路是《国家公路网规划(2013年-2030年)》规划的G4216线成都至丽江联络线的重要组成部分，也是《四川省高速公路网规划(2014-2030年)》 “16、8、8”高速公路网中成都至沐川至攀枝花至云南高速公路的重要组成路段。该高速公路将与乐山至宜宾高速公路、内江至昆明高速公路、西昌至攀枝花高速公路共同形成贯穿南北的骨干公路，实现东西向便捷、有效的连接，有助于打通川西南地区、西藏通往重庆市和贵州省的运输通道；同时将顺接拟建的G4216线仁寿经沐川至新市高速公路，并于规划的G7611西昌至昭通高速公路相接，逐步完善川南地区干线通道网络，加强川滇、川贵、川藏的沟通，为四川省构建西部综合交通枢纽奠定有力的支撑。

2013年9月国家启动了沿长江经济带的总体规划，长江通道成为国家战略开发重心。因此，为了顺应长江经济带上升为国家战略，紧跟国家西部大开发的步伐，支撑四川成为西部经济发展高地和西部综合交通枢纽建设需要，该高速公路的建设对于完善四川省沿江综合交通运输体系，推动社会进步，服务可持续发展，完善川南经济区、攀西经济区和公路、水运、铁路、航空等综合运输体系，促进区域经济发展和扶贫开发，改善旅游投资环境等都具有重要的战略意义。

该高速公路主线全长168.775公里，设桥梁36765m/113座，占路线总长21.78%，其中特大桥7237m/8座，大、中桥29268m/95座，小桥260m/10座。隧道107890m/57座，占路线的63.91%，其中特长隧道57364m/12座，长隧道39853m/23座，中隧道7589m/11座，短隧道3084m/11座；桥隧比85.7%。全线采用设计速度80km/h，路基宽度25.5m。

该高速公路途经多条山脉交错区域，地理条件复杂，特别是攀西地区地处云贵高原横断山脉南段高山峡谷，属深切割的侵蚀重山地貌。山地约占总面积的70%以上，相对高度一般在1000—2500米。研究项目所处地区位于中国东部稳定区和西部活动区的结合部，地质构造复杂，断裂发育，地震活动频繁。项目区域工程地质条件复杂。致使交通基础设施建设项目的工程艰巨，难度较大，投资成本高、建设时间长。

针对本项目为山区高速公路且长隧道、特长隧道较多的这一特点，为开展沿江高速4000万方隧道洞渣的综合利用和绿色环保的研究提供了良好的研究环境。使得本课题开展，可以理论联系工程。不但为隧道洞渣综合利用提供了研究背景和试验场地，更为关键的是本课题预期取得的研究成果可以在工程实践中得到很好的工程应用。为以后长大隧道弃渣综合处置利用提供了理论背景和技术支持。

2 研究内容

2.1 隧道洞渣综合利用

隧道弃渣是隧道开挖过程中的主要产物，对于不同的隧道围岩施工，隧道弃渣的种类也繁多，充分考虑隧道围岩等级、开挖方法和洞渣物理力学性质，确定弃渣的力学参数，根据不同材料的力学要求，选用合适的隧道弃渣种类[2]。隧道弃渣的综合利用如图1所示。

图1 隧道弃渣的综合利用

2.2 隧道结构利用弃渣

洞渣主要用于初次衬砌、二衬等。隧道衬砌需要的建筑材料需要外运，如果洞渣可以利用，这就解决了隧道建设所需材料外运的大问题。

2.3 路基结构利用弃渣

路基的填料包括碎石、级配碎石等，这种材料一般都要外运。采石场开挖山体，造成环境污染。利用洞渣可以提供很好的路基填筑材料，解决弃渣问题，有利于环保。

2.4 桥梁结构利用弃渣

桥台后面填土一般是开挖山体得到的填料或者是砂石料厂采购的材料，桥梁结构的预制件都是采购当地的材料。如果可以利用洞渣作为混凝土、以及桥台后面填料的材料，这就解决了洞渣的利用问题，有利于当地的环境保护。

2.5 路面结构利用弃渣

路面沥青混凝土以及水泥混凝土都需要较好的碎石材料，通过洞渣轧制机制砂，满足路面材料要求，达到环境保护的目的。

2.6 隧道弃渣场改移河道后利用引水隧道水力发电

由于山区地形复杂，弃渣场无法设置在空阔处，只能设在沟谷中。但随之而带来的是沟谷中的溪流通过弃渣场底部以渗流方式通过，尤其在暴雨季节地表径流量急剧增加，易在上游积水，形成堰塞湖，堰塞湖一旦决口会对下游形成洪峰，处置不当会引发重大灾害[3]。在弃渣场的底部布设引水隧洞，对造成的河流堵塞进行疏导；据此根据水力发电所需水位差要求，合理选择弃渣场位置，保证足够的水位差用以水力发电。

2.7 隧道弃渣运用于环境保护

隧道洞渣将不能利用的弃渣要进行处理，如果不合理处置将会对环境造成危害，如何将弃渣利用起来使其“变废为宝”，实现资源节约、循环利用、生态环保，是隧道弃渣处置的关键问题。弃渣运用于环境保护的主要研究内容如下：

(1)依据“少占农田，不占好田，尽量复垦的”原则，尽量利用荒滩、荒地弃置，不得已占用农田时应考虑复垦[4]。

(2)充分进行对弃渣场地及周边的各种资料调查，考虑堆放隧道弃渣后带来的影响。调查弃渣场地及附近的水利设施和其它建筑物情况并搜集弃渣场地附近河流的水文资料[5]。

(3)合理设置永久性挡护工程，渣顶截排水系统，渣底渗排水系统等附属设施。

3 研究展望

本文结合实际工程碎石的利用现状，对弃渣碎石的应用做了初步的浅析，在此做以下展望：

(1)在路基填筑方面，在明确隧道弃渣填料颗粒组成对路基的碾压质量有重大影响的前提下，需对隧道的爆破开采技术深入研究。

(2)针对弃渣场的生态修复方面，为了构建生态修复的构建体系和技术指标，人们还需继续学习和研究在各种自然环境条件下的弃渣场生态修复的模式和技术方案。

参考文献：

[1] 杜云威.青海山区公路隧道弃渣填筑路基质量施工控制技术研究[D].重庆交通大学,2017.

[2] 高宇.隧道弃渣填筑高速公路路基施工与检测技术研究[D].重庆交通大学,2016.

[3] 任红岗,谭卓英,孙文杰.复杂地形条件下排土场优化设计及综合治理措施[J].矿冶,2016,25(01):17-21.

[4] 梅华,王晓光,王丰仓.公路隧道弃渣的危害及其处置对策分析[J].交通节能与环保,2013,9(02):85-88.

[5] 李哲,李苗,梅华.改性隧道弃渣的强度特性试验研究[J].交通节能与环保,2013,9(02):79-84+88.