王大鹏,东怀正,贺春燕,王玉民,李志源,陈泽昊
(1. 中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所,北京 100081;2. 西藏铁路建设有限公司 安全质量部,西藏 林芝 860000;3. 四川大宇建筑劳务有限公司 林芝分公司,西藏林芝 860000;4. 中铁十九局集团公司 第六工程有限公司,江苏 无锡 214028)
铁路建设项目是国家重大基础设施建设项目,对于完善交通网络、促进经济社会发展等具有重大意义。西藏山南地区处于典型的藏南河谷谷地,具有明显的高原温带干旱性气候特征。新建川藏铁路拉萨至林芝段(以下简称“拉林铁路”)隧道比重大,施工将产生大量弃土、弃渣,如弃渣场生态防护管理措施不当,会造成生态破坏、水土流失等环境问题,而山南地区干旱少雨、蒸发量大、隧道出渣岩质松散等环境特点使弃渣场生态防护更加困难。本文以拉林铁路山南地区某弃渣场为例,结合山南地区环境特点,研究分析弃渣场生态防护措施及防护效果,为有效降低弃渣场建设对区域生态环境的影响、切实保护生态环境提供参考。
由于当地的地理纬度及独特的藏南河谷谷地地貌,山南地区形成了独特的高原温带干旱性的气候特征,其主要特点包括气温整体偏低、日温差变化大、年变化小,年降雨量偏少、降雨集中在6~9月,地区太阳辐射强度大、蒸发性强,干湿季节分明、空气相对湿度小,多大风。由于多样的地形地貌,山南地区的立体气候显著,气压低,氧含量少[1]。
山南地区位于青藏高原冈底斯山-念青唐古拉山脉以南的雅鲁藏布江中下游,属于典型的藏南河谷谷地,地势自西向东逐渐降低,平均海拔3 700 m左右。受气候、海拔、地形等综合影响分布的土壤类型主要有森林土壤、灌丛草原土壤、高山草甸土壤、高山草原土壤、高山寒漠土壤,以及水成、半水成土壤等[2],具有明显的高原特点,即土壤层较薄、土壤质地轻、砾石含量高、粗屑性强、矿物的化学分解程度低、有机质积累明显。
在弃渣过程中坚持“依法合规、因地制宜、生态防护、一场一图”的基本原则,加强施工前期→施工期→验收移交等全过程管理,落实各项生态防护措施,最大限度降低生态环境破坏和水土流失,保护区域生态环境[3-4]。弃渣场全过程管理措施流程如图1所示。
主要包括选址阶段和设计阶段。弃渣场选址应在水土保持方案编制阶段完成,符合《生产建设项目水土保持技术标准》(GB 50433—2018)相关要求,需充分考虑环境敏感性、防洪安全、弃渣占地扰动面积、弃渣运距、可能发生的水土流失及其危害、弃渣安全、弃渣防护工程量及投资、弃渣场后期利用及景观可恢复性等影响因素。结合地方建设规划开展方案比选,选定弃渣场应征得地方国土、水利、环保等相关部门的同意[5]。弃渣场选址完成后应进行水土保持措施设计,若弃渣场位置存在变化或弃渣总量超出原水土保持方案弃渣总量20%,需编制水土保持方案(弃渣场补充)。弃渣场设计应当符合《水土保持设计工程规范》(GB 51018—2014) 的相关规定,遵循“一场一图”的原则,开展斜坡防护工程、拦渣工程、防洪排道工程、植被恢复和绿化等方面的设计。
设计施工图完成后,施工单位应办理临时用地手续,并编制弃渣场专项施工方案。在施工期,应根据设计施工图落实各项生态防护措施。施工期生态防护措施应以工程措施为主,植物措施和临时措施为辅;工程措施、植物措施和临时措施有机结合;临时性措施与永久性措施相结合[6]。在施工期,生态防护措施具体内容如表1所示。
弃渣场弃渣完成并落实各项生态防护措施后,根据《水利部关于加强事中事后监管规范生产建设项目水土保持设施自主验收的通知》(水保[2017]365 号)、《生产建设项目水土保持设施自主验收规程(试行)》(办水保[2018]133号)有关规定,对4级及以上的弃土(渣)场应当开展稳定性评估;其他弃土(渣)场应当根据弃土(渣)场选址、堆渣量、最大堆渣高度和周边重要防护设施情况,开展必要的稳定性评估。稳定性评估结论需为稳定且无附加条件。弃渣场稳定性评估完成后,施工单位需办理弃渣场临时用地移交手续;建设单位组织所有参建单位根据水土保持设施落实情况完成水土保持设施验收。
图1 弃渣场全过程管理措施流程
表1 施工期的生态防护措施
山南地区处于西藏高原的藏南谷地,山高谷深,高寒缺氧;构造发育,内动力地质作用强烈;浅表地貌改造频繁,表生地质作用强烈。其独有的气候特征和土壤岩性会产生一系列特色的工程地质问题,包括崩塌、滑坡、错落、泥石流、溜沙坡、风沙等[7]。因此,在山南地区弃渣场实施生态防护措施的过程中,应根据山南地区的环境特点来加强弃渣场的生态防护措施。根据生态环保工作要求,拉林铁路山南地区共设置7 处弃渣场,设计弃渣量共157.4 万m3,占地面积34.4 hm2。这7 处弃渣场按照水土保持方案,从选址评估到施工中措施管理、验收移交等按照“一场一图”的要求,对每一渣场进行了典型专项防护设计。以该铁路某弃渣场为例,对山南地区弃渣场防护及管理措施开展现场调研。弃渣场设计平面图如图2所示。
图2 典型弃渣场设计平面图
该弃渣场位于拉林铁路正线右侧约600 m、山坡底部较平缓处。弃渣场实际弃渣量1.5万m3,占地1.2 hm2,其余弃渣用于路基和车站填筑。2015 年底弃渣场正式启用,2018年底完成全部弃渣,2020年开始生态恢复。在整个施工过程中,施工单位已按照相关要求办理用地手续,并在弃渣运输过程中采取了防护措施(如苫盖、洒水等)。
根据现场调研情况,现场弃渣主要包括粉土、细角砾土、细沙、石英砂岩夹炭质娟云板岩和粉砂岩,属于典型山南地区土壤特征。因弃渣场弃渣量减少,防护措施亦随之调整,其主要防护措施内容包括苫盖、底部填筑、拦渣工程、斜坡防护工程、防洪排导工程、土地整治工程及植被恢复等,弃渣场截水沟如图3所示,坝式挡渣墙如图4所示。与设计内容对照,现场生态防护措施落实情况如表2所示。
图3 典型弃渣场截水沟
图4 典型弃渣场挡墙
表2 弃渣场生态防护措施落实情况表
弃渣场在实施过程中受当地环境特点影响最大的措施包括:选址及利用、苫盖、表土剥离、基底清除、底部填筑、削坡分级和植被恢复等。目前,弃渣场正处于植被恢复期,植被恢复以草灌恢复为主。各项生态防护措施分析如表3所示。
根据拉林铁路山南地区某弃渣场生态防护措施结果,结合西藏山南地区环境特点,提出以下建议。
(1)隧道及施工弃渣应首先考虑自身及其他工程再利用,可与当地政府或企业商议,多渠道、多方式进行再利用,尽量减少弃渣量。
(2)山南地区表土资源贫瘠,宜剥则剥,并加强剥离表土的后期管理,需长时间存放的表土需采取苫盖及临时绿化措施;同时,山南地区昼夜温差大,紫外线指数强,应选择高质量苫盖材料,耐寒、耐高温、耐紫外线材料,减少更换频次;后期表土覆盖需大量腐殖土,若表土未剥离出,可采用购买当地腐殖土方式进行回填。
(3)植被恢复前宜布设草甸,草籽、灌木或乔木种植完成后,适宜采用滴灌方式,结合幼林抚育措施,可提高植被的存活率。
(4)植被恢复完成时,可在植被恢复区域设置必要的围挡,进行封闭式抚育避免遭受人为破坏或散养家畜的啃食破坏。
表3 弃渣场生态防护措施分析