山区弃渣场水土保持措施探讨

　　【摘要】：在山区铁路工程建设中，隧道、路基、站场等工程的开挖施工，不可避免地将产生大量的工程弃渣，如不妥善安置工程弃渣或措施不得当的情况下，将造成严重的水土流失。本文分析了山区铁路建设水土流失特点、弃渣选址及弃渣场水土保持措施，并对山区铁路工程建设的水土保持工作提出了建议。
　　【关键词】：水土保持，弃渣场，山区
　　前言
　　我国是世界上水土流失较为严重的国家之一，特殊的国情和复杂的自然条件,决定了水土保持在国民经济和社会发展中的重要的地位和作用。水土资源是人类赖以生存的基本条件，水土资源大量流失我们的经济和社会将难以持续发展，子孙后代的生存也将受到严重的威胁。由于在铁路建设过程中会穿过各种各样的地貌和地形单元，这势必会给所经之地的环境带来一定的影响。而铁路建设产生弃土弃石的倾倒及取土、填挖等对原有水土保持设施的破坏，造成新的水土流失必须进行严格治理，如果防护不得力,就会导致大量的水土流失，因此弃渣场的防治措施就必须得到足够的重视。
　　1．山区铁路建设水土流失特点
　　铁路工程是一种线状建设工程，施工中要修筑路基、站场、桥梁和隧道，将导致山体被开挖，耕地被占用，原地貌及植被也遭到破坏，使沿线区域的生态和地质结构发生一定的变化。与其他等级或不同地形的铁路相比，山区铁路建设有如下自身特点：
　　(1)经过的地形地貌复杂多样，路、桥、隧、站工点多样，水土流失类型往往既有水力侵蚀，又有重力侵蚀、风力侵蚀；(2)土石山区一般生态环境都比较脆弱，而铁路建设扰动沿线地形地貌，损坏原有的水土保持设施，如不进行防护，将对周边造成重大影响；(3)大桥、特大桥多，隧道以中、长隧道为主，且桥梁隧道路段比例大，高填深挖路段长等特点；(4)大量的土体剥离、堆积、扰动，造成山区铁路建设土石方工程量大，土石方调配困难，存在大量取土、弃渣现象，弃渣处置难等特点，取土、弃渣如不进行防护，容易引起滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害；(5)山区铁路工程建设往往带来大量新建施工便道、施工营地等临时工程，而往往临时工程施工期间水土流失治理不到位，导致后期治理难度大，对区域水土保持生态景观环境造成影响；(6)施工扰动范围广，水土流失强度大，水土流失危害严重，水土流失治理难度大等特点。
　　2．弃渣场水土流失特点
　　在山区的铁路工程建设中，隧道、路基、站场等工程的开挖施工，不可避免地将产生大量的工程弃渣。如不妥善安置工程弃渣或措施不得当的情况下，散落到沟间或沟道上游，在盛行的大风和突发性暴雨等外营力作用下，水土流失成倍增加，将会阻塞河道，增加淤积泥沙，降低河道的行洪排洪能力，甚至对工农业生产设施和群众生命财产的安全造成危害，因此弃渣场就成为水土流失防治的重点，其特点是：裸露地表面积大、地形复杂、土质差(弃土含大量复杂成份如石、混凝土、杂物及一些化学物质)，土质疏松，有些地方形成的边坡又高又陡，这造成弃渣场生态恢复难度大、代价高。针对这种情况，弃渣场的水土流失应该工程措施和生物措施结合起来进行防治，工程措施主要以设置挡渣墙、截排水沟等主，生物措施主要以灌草结合恢复植被为主。
　　3．弃渣场水土保持工程
　　3.1弃渣场选址
　　（1）弃渣场选址应避开泥石流易发区、崩塌和滑坡危险区及环境敏感区，不影响公共设施、工厂企业、居民点等的安全；
　　（2）弃渣场设置不宜占用耕地、良田，宜选择荒坡、荒地等植被稀疏的场所，以减少对植被的毁坏；
　　（3）弃土（渣）场选址应避免占用平坦的河滩地，如若需要，最好将弃渣用于河堤的加固。该类弃土（渣）行为应与当地水行政主管部门提前沟通，听取主管部门意见，按其规划要求对进行操作，所采用的防护措施应报水行政主管部门同意；
　　（4）弃土（渣）场选址应重视场地的地形地貌条件，山区沟道弃渣场宜选择在沟不太长、流域面积较小、切割较深、肚子较大，出口较窄的地方。
　　（5）从实际出发，便于施工，运距较短，节省投资，保护环境，技术经济合理。
　　3.2水土保持措施
　　3.2.1挡渣墙。在弃渣过程中，应坚持“先挡后弃”的原则，先修筑挡渣墙，以拦截弃渣流失，减少对下游造成的危害。挡渣墙的位置一般选择在渣场谷口比较窄的地方，以减少挡渣墙的工程量。挡渣墙地基应该选择新鲜不易风化的岩石或密实的土层。根据地形、堆渣面积、填土高度等，计算出弃渣场可容纳的弃渣量。
　　山区弃渣场挡渣墙型式宜采用重力式挡渣墙，利用重力式挡土墙及计算程序计算其稳定性，挡墙长度依据地形图实际量算所得。挡渣墙材料应根据当地石材种类，一般为浆砌石挡渣墙或混凝土挡渣墙，由于山区弃渣场弃渣高度较高，挡渣墙设计可以选用台阶式挡渣墙。挡渣墙设计考虑沿挡墙纵向每隔10～15m设一道伸缩沉降缝，缝宽为2cm，缝中嵌柏油沥青杉板，墙体纵向每隔2～3m设置排水孔，墙高1～1.5m时，在下部设置排水孔；墙高2～3m，在垂直方向设置二排排水孔，最低一排孔设在地面高程以上0.3m处；挡渣墙的排水孔用密目网反滤。
　　挡渣墙稳定性计算应满足《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）的要求，弃渣场选用时应注意基底最大压力设计值小于地基承载力，反之，需采取地基加强措施或采用钢筋混凝土底板。
　　3.2.2截排水沟。在弃渣堆积平台修建截排水沟，并在出口处设置急流槽或跌水，用于排除弃渣场堆积平台及其周边自然坡面上的洪水。排水沟流量计算根据《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433-2008)。排水沟横断面断面一般选取梯形断面，根据排水沟控制面积进行分级，选取典型排水沟计算排水沟流量，并进行排水沟设计。根据算出来的洪峰流量，用试算法可算出排水沟的沟底宽和水深，确定排水沟断面。截排水沟材料应根据当地石材种类选择浆砌石排水沟或混凝土排水沟，也可以根据当地经验选用生物截排水沟。
　　3.2.3急流槽消能设施设计。山区弃渣场排洪沟出口处地面起伏较大，为与原排水系统连接并防止水流冲刷下游，需设置急流槽消能设施。排水消力设计一般选用陡槽工程和消能池。消能设施由上游渐变段、陡槽段、消能池和下游整流段组成，上接排洪沟，下接原有排水系统。陡槽采用矩形断面，并在槽底设置交错式矩形加糙，以增加水深、降低流速和改善下游的消能状况。尺寸按明渠均匀流公式计算确定，比降采用1:3.0，边墙的高度按设计水深加安全超高确定，安全加高取0.5m。消能池一般采用浆砌石砌筑，槽底板砌筑厚度0.5m，侧墙厚度0.5m。
　　3.2.4土地整治恢复及植物措施设计。弃渣场填筑前先将表层种植土剥离并临时堆放，回填所需部分表层土来在主体工程，临时堆土堆放在弃渣场临时征地范围内，土堆外侧边坡采取草袋挡护坡脚的临时防护措施，堆置高度不高于4m，同时采用密目网进行覆盖。
　　4建议
　　4.1强化水土保持意识。水土保持既是我国生态建设的重大问题，又是可持续发展的基本保障，是社会主义和谐社会建设必不可少的组成部分。做好开发建设项目水土保持工作，减少因人为因素造成的水土流失，是目前水土保持工作的重要工作之一。随着国家对水土保持工作的进一步重视，对水土保持提出了更高的要求。因此，铁路建设、设计、施工单位都必须进一步提高水土保持意识，将工程质量、进度和水土保持工作放到同等重要位置，建立、健全水土保持组织机构和相关管理制度，规范施工期的水土保持工作，这样不仅可以减少铁路施工造成的水土流失，还将减少施工干扰，保证施工的顺利进行，具有明显的社会效益和经济效益。
　　4.2合理调配土石方和布设弃渣场。铁路工程的弃渣主要来自隧道、站场、路基，由于开挖的土石方不能满足铁路本身施工时序和土质条件的要求，因此设计中将大部分的弃渣都需要选择弃渣场进行安置。结合其他铁路工程的成功经验，施工中产生的弃渣有部分是可以直接或者间接利用于地方工程建设，因此将铁路工程建设与地方工程建设衔接起来就显得尤为重要，这样既减少了弃渣水土流失，又为地方经济建设服务，生态效益和社会效益显著。同样对于弃渣场的选择，在设计和施工中应综合考虑各种因素，尽可能把渣场的征用等问题积极与地方部门协调，取得地方部门的支持与配合，同时可以多选择弃渣场作为备用弃渣场。在水土保持方案批复后的后续设计工作中，设计单位应该结合施工现场实际，按照水土保持法及设计规范做补充设计，进一步优化和完善水土保持措施。
　　4.3严格落实水土保持“三同时”制度。按照“三同时”制度，水土保持工程必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收。同时设计的理念对于铁路工程弃渣场水土保持措施实施具有决定性作用。在铁路工程弃渣场设计时，在施工阶段之前，主体设计已考虑的弃渣场均会进行拦挡、排水及后期场地恢复措施的设计。同时施工对于铁路工程渣场防护能否实施,实施过程中能否做到先挡后弃具有重要作用。同步验收对于铁路工程弃渣场防护措施的落实、防护责任的归属具有重要作用。
　　4.4加强水土保持监测、监理。实践证明，通过监测，可以适时、准确地掌握工程水土流失状况，了解水土流失危害，测算各项措施治理效益，及时发现重大水土流失危害隐患及水土保持工程实施中存在的问题和不足，以便不断的进行改进和完善，为水土保持专项验收提供依据，同时为同类开发建设项目预测和制定防治措施体系提供技术支持。
　　水土保持是一项综合性很强的工作，涉及工程、水利、农业、环境保护等多门学科技术，工作涉及铁路工程和地方部门。而现有工程监理技术人员，缺乏水土保持专业知识，不熟悉水土保持法律法规，难以胜任工程建设水土保持监理工作，因此，为保证水土保持工程按技术设计顺利实施，有必要聘请水土保持监理工程师做好水土保持监理、技术监督和服务工作。
　　5结束语
　　总体而言，山区弃渣场水土保持工作必须在规划及设计中做到合理调配，综合利用，措施设计做到因地制宜，合理布设，合理选取措施类型及材质，同时在施工过程中应该加强水土保持监理、监测，将施工质量、进度和水土保持工作放到同等重要位置，只有这样才能不仅防治水土流失，而且改善渣场周边的景观，同时也能有效地减少了工程造价和促进地方经济增长，体现社会效益、经济效益和环境效益的协调发展。
　　参考文献：
　　[1]饶晓勇山区高等级公路建设与水土保持公路环境保护，2004（3）。
　　[2]白晓军，吕冬梅，孙健关于铁路建设项目水土保持方案的编制和建议铁道劳动安全与环保，2001，（03）。
　　[3]吴翔云浅谈“三同时”制度与铁路工程水土保持亚热带水土保持，2010（3）。
　　[4]易开华，韩鹏，徐昱宝成复线弃碴与水土保持工程问题探讨中国铁道学会环保学术交流会论文集，2001。