高速公路项目弃渣场选址问题研究

史鹏举

（四川宗迈工程设计有限公司， 四川 成都 610023）

高速公路是国家重要的基础设施建设项目；然而其建设对沿线生态系统产生了巨大的破坏，主要表现在改变了地形地貌，切割了生态系统格局，影响了区域能量物质流动过程[1]；另外，大量的挖填、取土、弃渣，对沿线地表的巨大扰动，引发了严重的水土流失，破坏了水土资源。从大量水保监测成果来看，高速公路水土流失的重点部位在弃渣场[2]；于是弃渣场选址便成为水土保持方案审查、水土保持设计、水土保持施工、水土保持验收等各个环节的重点关注内容。同时由于弃渣场的选址在法律政策和技术上有较大的难度，也是高速公路水土保持各环节工作的核心内容。

高速公路项目弃渣场的选址在不同的水土保持实施阶段面临不同形式的问题。在方案编制阶段，主要考虑法律政策上可行、容量满足堆量要求、没有重大的安全性因素[3]；在设计和施工阶段，则主要考虑征地是否可行，挡墙、排水沟等设计要素问题[4]。本文只讨论水土保持方案编制阶段的弃渣场选址问题。

1 法律政策方面的问题

弃渣场选址首先要满足《中华人民共和国水土保持法》《生产建设项目水土保持技术标准》《水土保持工程设计规范》等法律法规和技术规范的禁止性和限制性要求[5]。

《水土保持法》对弃渣场选址的相关规定有第二十八条和第五十五条；这两条规定并没有对弃渣场选址进行明确规定，只是规定了水土保持方案应当确定弃渣场，建设项目应当按照批复的水土保持方案进行弃渣。

《生产建设项目水土保持技术标准》对弃渣场选址的主要规定有 3.2.5和 3.2.6小节。这两节规定则从安全、行洪、有利于水土保持等方面，对弃渣场选址进行提供了禁止性和建议性规定。

《水土保持工程设计规范》对弃渣场选址的主要规定为12.2.2小节。此小节则从安全、行洪、地质、有利于水土保持等方面，对弃渣场选址进行提供了禁止性和限制性规定。

2 弃渣场选址主要技术环节

2.1 弃渣场选址及设计确定的步骤

在水土保持方案编制阶段，高速公路弃渣场的选址及设计主要需要以下7个步骤：土石方平衡初算、初选弃渣场、外业踏勘、精算土石方、权衡敲定、弃渣场布设优化、弃渣场细化设计。通常把前面5步称为弃渣场选址；后面2步称为弃渣场设计。

①土石方平衡初算：土石方平衡初算的主要工作有划分土石方平衡节点、估算段落土石方量等；需要将划定好段落内的一般路基、特殊路基、交叉工程、桥梁、隧道、交通设施等各分项的挖方、填方、借方、弃方等内容核算完毕，做好段内平衡利用；注意此时核算的弃方应当由自然方换算为松方。这一步的目的在于为弃渣场堆放量提供容量参考依据。

②初选弃渣场：在土石方平衡初算的基础上，根据段落内弃方的松方量，在1:10000的地形图上，根据相邻区域地形初步布设满足法律法规及安全性条件的面积、堆高适宜的多个渣场备选方案，为外业踏勘做准备。

③外业踏勘核查：在外业踏勘中，根据现场地形情况与地形图标注的信息进行对照核实，分析所选渣场位置是否合适，地形信息是否一致，并拍摄照片、视频。

④精算土石方平衡：在外业踏勘完成后，在土石方初算的基础上，落实段落间的调运，表土的使用以及其他综合利用，即削减弃方。

⑤弃渣场选址权衡：根据外业踏勘结果，在精算土石方平衡的基础上，根据运距、容量、占地类型与面积、汇水条件以及周边环境情况落实渣场位置。否决各种备选方案，使得弃渣场的位置选择方案最优。

⑥弃渣场布设优化：在选定弃渣场的位置进行布设，调整坝址线、坡面线，使得布设方案在满足安全防护距离要求前提下，弃渣场高度最低、占地面积最小、汇水面积较小，成为最优方案。

⑦弃渣场细化设计：在弃渣场占地类型、面积、容量、地面坡度、汇水面积等情况确定后，布设施工便道和水土保持措施，包括截排水、护坡、挡墙、复耕或植被恢复区域。

2.2 弃渣场选址的影响因素

在水土保持方案编制过程中，除了法律和规范层面的禁止性和限制性条件，弃渣场选址在技术上的的影响因素还有以下几个方面。

①路线方案：路线方案是影响弃渣场选址的基础性因素。进一步说，工可走线基本确定了走廊带方案，该方案根本上决定了本项目的基础条件，包括地形、地质、路线标高、施工难易程度、周边交通条件、河流阻隔情况、桥隧比等。这种潜在的信息对于早期介入工可时，应当额外注意桥隧比高的方案的弃渣场选址问题，树立相应的意识。

②土石方平衡以及分段：分段是影响段落弃渣量的首要因素。分段界限宜选择天然的分隔点，如河流阻隔、隧道中点等，分段间隔以4～6km为宜，也可适当缩短或增长。在工可走线确定后，路线的走廊带和标高等因素综合决定了高填深挖情况、桥隧比等影响土石方挖填方量和弃方量；再经过土石方平衡和段落划分后，每一段的弃方量均是确定的。分段除了影响弃方量以外，还影响了弃渣场位置的选择区域，因为在通常情况（即方便弃渣运输的前提）下，水土保持方案一般不会跨区域选择弃渣场。

③地形条件：走廊带地形条件大体上决定了这个项目整体性的渣场条件。弃渣场宜选择山间凹地、荒沟，而由于集中堆放原则和区间弃渣量限制，使符合条件的天然地形容纳场所的选择可能较少；也有可能因为段落弃渣量较小，而合适的天然地形容纳场所又较多，则此时应当根据各个条件判断选出最优的位置。

④段落间环境敏感目标、居民点分布情况：环境敏感目标的存在，有可能使在地形上最适宜堆渣的地方在法律上不允许，不能设置成为弃渣场，如饮用水源保护区、自然保护区等。这时候则需要重新选择位置，以优先满足环境保护红线的法律要求为准。居名点的分布情况，使得我们在进行弃渣场选址时，需要考虑尽量选址在居民点下方，避开居民点集中分布区域；如果在段落区间范围内不能完全避开居民点，则应当尽量选择居民点拆迁数量少的方案。

2.3 弃渣场初选与位置权衡的基本解题思路与方法

在弃渣场选址工作中，最基础的资料为路线方案的地形平面布置图。该图通常以路基中心线为中心，两侧延伸400m～1000m的范围，是一个带状的地形图。弃渣场选址即需要在以段落分割点为基础形成的区域内，综合权衡，确定最为合适的弃渣场位置方案。

在弃渣场选址的7个步骤中，较为关键的就是初选和权衡两个步骤。

2.3.1 弃渣场初选

弃渣场初选主要通过以下几个方法和步骤进行。

①大部格局分析法

本方法的基本思路是以段落桩号1～1.5km的距离为界，根据平面布置情况将选址段落区域划分为6～8个分区，如图1所示（分区线为蓝色线）。分区划定后，则根据调运原则优先考虑和观察区域B和区域E（即段落中心分区）是否有容量合适的位置。

图1 大部格局分析示例

②主要出渣位置分析法

除了在平面位置上的考量，在弃渣场选址时还应当兼顾考量纵断面的分布情况，来确定区域的主要出渣位置，来保证所选区域在实际施工过程中更加方便弃渣。因此，还需要根据纵断面图，判断高填深挖位置，判断段落内挖方量最大的桩号区间，可在此区间相应区域内优先考虑设置弃渣场。倘若段落内有交叉工程、交通设施、隧道等，还应当根据路基出渣量与其他项目出渣量进行综合对比，确定主要出渣位置桩号区间，再在其相应的区间内对应的区域位置选择容量合适的位置。

③经验法则分析法

在长期进行弃渣场选址工作积累了一定经验后，或者对于部分地形明显合适堆渣的区域，可以直觉的进行判断，此处可以设立弃渣场；于是可以直接设立弃渣场备选方案，提高工作效率。

④环境敏感目标叠加分析法

高速公路项目难免会碰到各种各样的环境敏感目标。在掌握详实的资料进行地形图的叠加后，可以进一步排除法律法规上禁止弃渣的区域和相应的弃渣场备选方案。

2.3.2 弃渣场各方案权衡

在进行了弃渣场初选和外业勘察后，对于各段落间满足条件的弃渣场方案需进一步进行权衡与比较，来寻找出最为适宜的方案。

①备选方案比较分析法

经过弃渣场初选，剩下的弃渣场备选方案满足法律法规要求、满足容量要求。则需要按照如下的优先级进行比较和去除。

第一，是否在居民点下方，是否周边无居民点集中分布或者距离居民点较近，是否堆渣后不涉及拆迁安置。如果在居民点下方，周边对居民点影响较小，堆渣后的拆迁量也较小（1～2户），则保留此方案；反之则去除。

第二，是否弃渣场汇水面积较大；如果过大则去除。

第三，占地类型选择占用耕地较少，总面积也更少的方案。

第四，运距选择运距最近的方案。

根据上述四步的比较，会剔除安全上有问题的方案，保留经济上合理的方案，使得段落间弃渣场选址方案最优。

②细部格局分析法

对于地形格局破碎、沟湾分布较为复杂的段落区间，或者有必要明确该段落区域内所有地形区域是否合适，可采用细部格局分析法。一般须根据地形隔离界限，如河流、河沟、山脊线、道路等，将整个区域分割，然后根据每个小区条件做完整的甄别。

举例说明。如图2所示，根据山脊线、河流等地形分界线将该段落分为25个小区域，再明确段落弃渣量，然后进一步分析可知，1、2、7、8、12、14、21难以布设合适容量的弃渣场，5、6、10、11、12涉及大量拆迁，3、4、13、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25 运距较远，9 分区各方面条件最为适宜。

图2 细部格局分析示例

通过大部格局分析法和主要出渣位置判断法及进一步的比较和否决，或通过细部分析均可确定，本段落最合适的弃渣区域在9区。两种方法殊途同归，但是相比而言，细部分析法的说服力更强。

2.4 基本原则

在弃渣场初选和权衡阶段，弃渣场选址主要的原则为如下几类。

第一，合法性原则。是指弃渣场选址要满足各法律法规和技术规范的要求；这在先决条件上，减少了弃渣场的水土流失风险和安全风险。

第二，安全性原则。安全性原则主要是指对周边环境的安全、行洪、地质等方面的综合考量，和合法性原则有交叉。

第三，经济性原则。经济性原则主要是指弃渣场的布局应当尽量采用水土保持代价和人力物力代价最小的方案，主要包括对弃渣场的容量、占地类型、占地面积、运距、居民点拆迁量等方面的把握。

3 总结

综上所述，弃渣场选址不是一个唯一性答案求解的问题；更像是一个经济学问题，通过现有资料确定备选方案，然后在备选方案中选择更加符合法律政策要求、更加安全、水土保持和生态代价更小的方案，是一个优化的过程。水土保持方案的意义在于通过弃渣场的权衡和设计，能够将高速公路建设活动中的水土流失现象限定在较低的水平，达到法律法规设定的水土保持要求，规范和约束施工活动。