高速公路弃渣场水土保持措施研究

夏加军　陈开群　李亮勤　王前进　黄宁信

摘要：弃渣场是高速公路项目的水土流失防治重要区域，其水土保持效果制约着高速公路整体的水土保持验收。文章以上思至防城港高速公路首件施工的某弃渣场为例，提出了行之有效的高速公路弃渣场水土保持措施，其中包括施工前、表土清理、截水沟及盲沟、弃渣场挡墙施工、渣土回填及绿化恢复的相关措施，始终贯彻绿色发展理念和“预防为主，先导试点”的原则，成功完成水土保持工程首件施工，取得良好水土保持效果，为本工程其他点位起到样板模范作用。

关键词：高速公路；弃渣场；水土保持；措施体系

0引言

高速公路的修建会造成地表大面积扰动，出现水土流失现象，主要包括路基、桥梁、弃渣场、表土堆放等裸露地表受降雨径流冲刷引起的面蚀、沟壑侵蚀、坍塌、滑坡等。水土流失的区域包括路基工程区、桥梁工程区以及临时设施的弃渣场区、表土堆放区等。经过多方水土保持监测结果表明，在临时设施中，弃渣场的表面扰动最大，水土流失风险也最大，大量裸露的地面加上松散堆积物在雨水的冲刷下易发生水土流失［1-3］。

弃渣场中的弃渣由一些弃土和石块组成。弃渣土离开原有土壤之后土质结构变得松散，无法保持原状，当在土表堆积后极易发生土壤侵蚀［4］。当弃渣场水土保持措施处置不当、承载力过低时，可能会造成弃渣场的局部坍塌凹陷、隆起、滑坡等，使弃渣场稳定性降低，水土严重流失，发生安全事故［5］。

弃渣场的水土保持措施主要分为工程措施、植物措施和临时措施，三者应相互搭配结合。工程措施主要有拦挡措施、排水措施、堆渣体的护坡及整个平台整治等，施工时通过工程干预保持弃渣场的稳定性，抗滑抗倾覆、泄洪排水［6］。植物措施往往需要充分考虑植物的选择和类型搭配，应能适应当地气候，一般选用本土植物，防止生物入侵；“乔+灌+草”是常选择的种植模式；植物根系发达有助于固土，若无植物措施，器械压实后的土壤在雨水冲刷下也易造成水土流失。临时措施包括修建临时排水沟、边坡渣堆覆盖彩条布或薄膜等，施工期是水土流失的重要时期，做好临时围挡、雨水导流等措施才可在确保工程顺利施工的同时，有效实现水土保持［7］。

本文根据上思至防城港高速公路具体情况，总结弃渣场水土保持措施设置概况，并对其中设置要点进行研究探讨。

1 工程概况

上思至防城港高速公路（以下简称“上防路”）起点为上思县，向南而行垂直穿过十万大山山脉，途经多个县份乡镇最终抵达防城港市，是十万大山山脉两边的交通要塞，是广西高速公路网规划的重要一环。该路线全长63.18 km，采用四车道高速公路技术标准，设計速度为100 km/h，路基宽度为26 m。本文以该公路其中一个首件样板工程弃渣场为例，对弃渣场的水土保持措施进行研究探讨。该弃渣场的弃渣类型为土石混合渣体（普通土、软石），占地类型为林地，占地面积为2.27公顷，堆渣高程范围为254～303 m，堆渣量达34.48×104 m3（自然方）。

2 弃渣场水土保持措施研究

弃渣场的施工过程包括施工准备、表土清理、截水沟及盲沟、弃渣场挡墙施工、渣土回填及绿化恢复等。

2.1 施工准备

施工准备需要完成施工前的测量放样、修建临时截水、排水系统、移除苗木等步骤：

（1）测量放样。对弃渣场施工边线、挡、排水构造物施工测量放样，规划出弃渣场的方位、高程、断面测量，便于按图施工。

（2）修建临时截水、排水系统。沿着弃渣场外部边缘修建截水沟和排水沟，防止坡面汇水进入弃渣场。在纵坡＞12%时设跌水坎，防止雨水冲刷渣土，导致水土流失。

（3）苗木移除。因弃渣场设置于林地，需对大树及可再利用的植被进行砍除或移除，从旧路边缘往弃渣场深处进行清理，在红线边缘堆积并集中运走。

2.2 表土清理

堆渣前进行表土剥离，苗木移除后采取机械清理、人工清理的形式对地表的腐殖土进行挖除，清理较大的残根、石块、草木等。剥离表土后将其集中存于表土堆放场，供后期用于土地整治覆土。弃渣场剥离表土厚度为0.15 mm，剥离表土量为3 400 m3。

2.3 截水沟及盲沟措施

弃渣场截水沟为行洪主沟，其顶部向上延伸散口进行引流，在纵坡＞12%时应设跌水坎，跌水坎每隔3 m设置1道（图1）；截水沟每隔12 m及在地质条件变化处设置沉降缝，缝内设沥青麻絮。马道平台内侧设置0.3 m×0.3 m梯形排水沟，马道排水沟与两侧截水沟连接，采用夯实土质排水沟及5 cm厚C15混凝土抹面。消力护坦1座，采用C20混凝土浇筑。同时加强截、排水工程的管护，确保弃渣场排水通畅，防止产生泥石流等灾害。渣体内的水排入排水盲沟，从弃渣场底部导出。如图2所示。

2.4 弃渣挡护措施

2.4.1 弃渣挡护类型

根据“先挡后弃”的原则，堆渣前应在弃渣场坡脚设置挡渣墙，防止弃渣场土体变形结构失稳。弃渣挡护类型有重力式挡墙、拦渣坝、石笼挡渣墙等。重力式挡渣墙及坝式挡渣墙在工程中广泛应用，依靠自身重力抵抗土的压力；拦渣坝更适用于在沟谷中的弃渣挡护；石笼挡渣墙弃渣防护更适用于地基承载力较低或有环保要求的地段。本工程弃渣场堆渣形式基本上为坡面式，故拦挡形式选用重力式挡渣（土）墙（图3、图4）设置于坡底，先在首件样板工程中应用研究。

2.4.2 弃渣挡护构造

挡墙墙身在地面线处及以上部分每隔2 m上下左右交错设置泄水孔（10 cm×15 cm）。为防止泄水孔堵塞，应在泄水孔进口处设置反滤层。反滤层可采用砂砾石、无砂混凝土板或无纺布反滤层。挡渣墙墙趾外侧基坑应用黏性土夯实或M5浆砌片石回填，并在填土表面做成≥4%的向外排水坡，以免积水软化基础。弃渣底应设置纵向透水盲沟，盲沟在挡墙端接挡渣墙泄水口。

2.5 渣土回填

弃渣场在回填弃渣过程中应与弃渣场的边坡修整及防护同时进行，每填一层都要使场地中间高，两侧低，最高点为截排水沟的起点，且场地整体以1%的坡度往外倾，以利于排水；弃渣场使用结束后在弃渣场的回填平面上进行植被恢复；弃渣场顶面的坡度为0.5%，便于顶面排水。

从低处开始堆渣，堆渣密度应符合设计要求。堆渣分层摊铺，碾压，顶面形成设计要求的排水坡度。对渣场进行复耕或复植。弃渣场堆渣边坡比均为1∶2，一级台阶堆高10 m，平台宽3 m；二级台阶堆高10 m，平台宽3 m；三级台阶堆高10 m，平台宽10 m；四级台阶堆高10 m，平台宽20 m；五级台阶堆高8 m，渣面平台依范围地形布置。如图5所示。

2.6 绿化恢复

土地平整，并覆盖表土，植被恢复覆土厚度>30 cm，选择的乔、灌树苗为0.5～3年生的一、二级壮苗（带土），乔木选用生长健壮、根系发达、无病虫害、无机械损伤的马尾松；灌木选用黄素梅；草籽为百喜草及狗牙根（1∶1），选发芽率发育90%以上的籽粒饱满，无病虫害Ⅰ级纯净良种；植树采用挖坑栽植，乔木整地类型为40 cm×40 cm×40 cm块状整地，灌木整地类型为30 cm×30 cm×30 cm块状整地，种植密度为乔木1 250株/hm 灌木1 250株/hm 草籽60 kg/hm2；绿化区域全面覆盖无纺布。

2.7 工程验收概况

混凝土强度满足《公路工程质量检查评定标准 第一册 土建工程》（JTG F80/1-2017）附录D要求范围内；墙顶外边线经测量与设计图偏差＜50 mm。采用铅锤法检测垂直度及坡度，偏差＜0.3 mm；尺量顶面高程與设计偏差＜20 mm；通过水准仪测量地面高程＜50 mm；采用2 m直尺测量断面尺寸，均符合设计值要求。采用全站仪测量墙顶外边线表面平整度，偏差值＜8 mm；尺量泄水孔间距，偏差值与设计值一致；地基承载力＞200 kPa；沉降缝、泄水孔、反滤层的设置位置、质量和数量符合设计要求。

3 结语

弃渣场的水土保持工作是高速公路水土流失防治的重要环节，是制约高速公路水土流失的关键因素。本文以上防路某弃渣场为例，提出了行之有效的高速公路弃渣场水土保持措施，其中包括施工前、表土清理、截水沟及盲沟、弃渣场挡墙施工、渣土回填及绿化恢复等相关措施。始终贯彻绿色发展理念和“预防为主，先导试点”的原则，成功完成水土保持工程首件施工，为本工程其他点位起到样板模范作用。

参考文献：

［1］李金海，杨莉琳.国道112线丰宁县城至千松梁段扩建对水土流失的影响及对策［J］.水土保持通报，2001（3）：32-34.

［2］王佳宇.高速公路水土保持设施验收中存在的问题及对策［J］.城市道桥与防洪，2017（12）：155-156，160，17.

［3］黄邦义.闽粤高速公路泉州永春至龙岩永定段工程水土保持监测分析［J］.亚热带水土保持，2021，33（3）：46-50.

［4］张 硕.丘陵山区三种典型弃渣场水土保持措施研究［D］.北京：北京林业大学，2017.

［5］张 帆，张立强，黄 斌.南水北调中线一期工程河南段水土保持设计研究［J］.中国水土保持，2023，491（2）：6-8.

［6］王碧军，刘 镭，吴 震.新理念下山区生态型弃渣场设计研究——以新建郑州至万州铁路重庆段工程大周渣场为例［J］.交通节能与环保，2023，19（1）：186-190.

［7］冯海林，谢 涛，马 翔.宁夏土石山区公路工程弃渣场设置与防护［J］.工程技术研究，2022，7（20）：176-178.

作者简介：夏加军（1986—），高级工程师，主要从事项目施工管理工作。