滇中引水工程四华道班弃渣场规划研究

李坚 郭亚欣 杨刚

摘要：为减少水土流失，做好环境保护与水土保持工作，把生态文明建设和弃渣场规划施工（同时设计、同时施工、同时验收）紧密结合。以滇中引水工程四华道班弃渣场为例，分析了弃渣场拦挡设施、排水及植被恢复规划，介绍了弃渣场实施过程中弃渣施工方案以及环保和水土保持方案，阐明了弃渣场弃渣规划和防护措施配置不当对生态环境的影响和危害。结果表明：工程的实施可有效防治水土流失，减轻生态环境的恶化，确保弃渣场安全运行。研究结果为类似工程弃渣场的规划实施提供参考。

关键词：弃渣场； 拦挡； 盲沟； 马道； 滇中引水工程

中图法分类号：TV732.5

文献标志码：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.S2.013

文章编号：1006-0081（2023）S2-0046-04

0 引 言

近年来，随着中国经济社会的快速发展，大量的水利工程陆续建设［1-4］。受地形地貌、地质和施工等条件的限制，工程在施工过程中不可避免地产生弃渣，并形成弃渣场［5-8］。若弃渣规划和防护措施配置不当，会造成湖库淤积、水土流失、生态环境恶化。有学者对渣场选址、稳定性等方面进行了研究，杨建伟［9］就水库工程弃渣场的选址进行了分析，常志兵［10］、刘志明［11］、陈瑜［12］、彭飞［13］、黄犀［14］等对弃渣场稳定性及其影响因素展开研究。魏孔山［15］、林田苗［16］、张良德［17］、杨建伟［18］、程辉［19］、段东亮［20］ 、栾永泉［21］等对水土保持策略进行了探讨，闫宾［22］、龙益辉［23］等对弃渣场全过程管控展开了研究。

本文以滇中引水工程四华道班弃渣场为例，结合新时代生态文明建设，通过分析弃渣场拦挡设施、排水及植被恢复规划，结合弃渣场实施过程中弃渣施工方案以及水土保持方案，阐明弃渣场弃渣规划和防护措施配置不当对生态环境的影响和危害。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

四华道班渣场位于云南省丽江市石鼓镇，石鼓镇多年平均降水量753.7 mm，主要集中在5～10月，占年降水量的91.3%，多年平均蒸发量1 166 mm（E-601），多年平均日蒸发量小于4 mm的天数为267 d，有蒸发随高程增加而减小的特点。据丽江气象站1971～2000年实测资料統计：多年平均气温12.7 ℃，多年平均月最高气温为6月的18.4 ℃，多年平均月最低气温为1月6.0 ℃，极端最高气温32.3 ℃，极端最低气温-10.3 ℃。多年平均风速为1.6 m/s，最大风速为20.3 m/s。滇中引水输水工程线长面广、地理位置特殊，地形影响复杂。工程先后穿越了北温带、中温带、南温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带等6个气候类型。由于地处低纬度、高海拔，夏秋季受太平洋北部湾和印度洋孟加拉湾两股暖湿气流的影响，湿度大，降水多而集中。冬春季受来自印度、巴基斯坦北部的干暖气流控制，天气晴朗，干燥少雨，蒸发量快；气温表现为年温差小、日温差大，水平分布复杂，垂直变化显著等特点。

四华道班弃渣场所处的冲沟汇流面积0.247 km2，设计流量取50 a一遇的洪峰流量28.4 m3/s，校核流量取100 a一遇的洪峰流量33.3 m3/s。区内地下水主要为孔隙水、孔隙裂隙水、基岩裂隙水等类型。地下水主要受大气降水的补给，地下水总体不丰，主要以孔隙、裂隙水的形式赋存。场地区大多基岩裸露岩性为穷错组第1段（D2q1-1～D2q1-4）灰岩类夹片岩及冉家湾组第4段（D1r4）片岩类夹灰岩，冲沟部位大多被第四系冲洪积层与少量残坡基层覆盖，工程区地质构造背景复杂，区域构造稳定性差，地震基本烈度属Ⅷ度区，地震危险程度高，高地震烈度抗震稳定问题较突出。

1.2 渣场概况

云南省滇中引水工程规划弃渣场［24］共223个：其中，水源段3处、大理Ⅰ段27处、大理Ⅱ段34处、楚雄段62处、昆明段35处、玉溪段19处、红河段43处；二级弃渣场9处，分别是四华道班、松坪子、望城坡南、箐口南、野鸭塘、九道河、篙枝坝、小鱼坝、大平地；三级弃渣场54个，四级弃渣场145个，五级弃渣场15个。工程总弃渣量11 190.29万m3。

滇中引水石鼓水源工程四华道班弃渣场是全段9个二级弃渣场之一，是全段最大弃渣场，位于泵站上游直线距离约7.0 km的冲江河左岸冲沟内，施工用地面积15.37万m3，最终堆渣容量约272.5万m3，渣场规划顶面高程2 040 m，堆渣最大高度约130 m。从渣场坡脚至顶面高程2 040 m每隔10 m高差设一级马道，马道宽为2 m，高程1 960 m和高程2 010 m处各设一级宽马道，马道宽20 m。高程1 960 m 至渣场坡脚的分级边坡坡比1∶2.75，高程1 960 m 以上的分级坡坡比1∶2.50。四华道班弃渣场内平面布置如图1所示。

2 结果与分析

2.1 水土保持措施规划

2.1.1 拦挡措施规划

弃渣前，对弃渣场占地区的耕园地及林草地的表层土进行剥离，剥离厚度30 cm。剥离后的表层土运至表层土堆放场集中堆存。堆土前，在表层土堆放场坡脚布置袋装土拦挡。挡墙高1.5 m，顶宽0.5 m，内外边坡坡比均为1∶1。

渣场下游设置挡渣墙，挡渣墙布置于渣场堆渣坡脚处，为浆砌石重力式挡墙，顶宽1.0 m，最大墙高5.0 m（顶部高程1 915 m），轴线长约65 m，采用M7.5浆砌石砌筑。墙身每隔10 m设一道宽2 cm的结构缝，缝间填塞闭孔塑料板。在墙身设置80 mm PVC排水管，按“梅花型”布置，间距 2.0 m，临渣侧排水管进口用土工布包裹，排水管出口伸出墙面20 cm，并保持10%的坡度。采用厚50 cm 块石对挡墙底部换填，要求承载力不小于180 kPa。

2.1.2 排水规划

2.1.2.1 永久排水规划

（1） 盲沟。弃渣前，沿弃渣场区域内冲沟底部布设盲沟。盲沟断面尺寸为2.0 m×2.0 m（底宽×深），两侧边坡1∶1。盲沟内铺设厚1.8 m的大块石，块石上侧依次布置厚20 cm的碎石垫层、土工布和20 cm厚粗砂。盲沟入口延伸至弃渣场边界内侧5 m，禁止与堆渣边界连接，盲沟出口处接下游冲沟。

（2） 排洪沟、排水沟及消力池［25］。弃渣前，在弃渣场右侧布置排洪沟，在弃渣场左侧布置截水沟。排洪沟采用梯形断面，断面尺寸为2.4 m×2.4 m（底宽×深），两侧边坡为1∶0.5，衬砌厚度50 cm，采用C25混凝土现浇，下铺10 cm厚碎石垫层。在排洪沟陡坡段布置台阶式跌坎消能，跌坎高0.5 m，采用C25混凝土现浇，每10 m布置一个防滑齿墙。截水沟采用梯形断面，断面尺寸为1.0 m×1.0 m（底宽×深），两侧边坡为1∶0.5，衬砌厚度30 cm，采用C25混凝土现浇，下铺10 cm厚碎石垫层。在截水沟陡坡段布置台阶式跌坎消能，跌坎高0.5 m，采用C25混凝土现浇，每10 m布置一个防滑齿墙。

排洪沟和截水沟出口处衔接消力池。排洪沟衔接1号消力池，采用条渠型式，尺寸为18 m×8 m×3 m（长×宽×深），采用80 cm厚C25钢筋混凝土浇筑，往下依次铺设10 cm厚C15混凝土垫层、20 cm 厚碎石垫層。截水沟衔接2号消力池，采用条渠型式，尺寸为8 m×4 m×3 m（长×宽×深），采用80 cm厚C25钢筋混凝土浇筑，往下依次铺设10 cm 厚C15混凝土垫层、20 cm厚碎石垫层。

（3） 渣顶及马道排水沟。每级弃渣结束后，在堆渣坡顶布置渣顶排水沟，在每一级马道内侧布置马道排水沟。渣顶排水沟为梯形断面，断面尺寸为0.4 m×0.4 m（宽×深），坡比1∶0.5，沟底纵坡0.5%（顺接1号排洪沟），沟帮及沟底厚度0.34 m，采用M7.5浆砌石砌筑。马道排水沟为矩形断面，断面尺寸0.3 m×0.3 m（宽×深），沟帮及沟底厚度0.3 m，采用M7.5浆砌石砌筑。

每级弃渣结束后，在堆渣坡面采用C20混凝土格构护坡。格构网格尺寸为3.0 m×3.0 m，中心转角90°，混凝土骨架尺寸为0.4 m×0.4 m（宽×深），骨架外缘设0.1 m高排水凸坎，将坡面集水汇入坡脚排水沟内。在坡顶、坡脚分别布置在0.5 m宽混凝土封顶和脚槽，PVC排水管直径为40 mm。

2.1.2.2 临时排水规划

在表层土堆放场顶面、马道及周边布置土质截排水沟。土质截排水沟采用梯形断面，断面尺寸为0.3 m×0.3 m（底宽×沟深），边坡1∶1，纵坡1%（陡坡段与原地面一致）。根据渣场使用分期，在高程2 000 m和2 030 m分别布置两道临时排水规划。

2.1.3 植被恢复规划

（1） 临时撒播草籽。表土剥离后集中堆放，在表土堆放场表面撒播狗牙根草籽防护，撒播量为80 kg/hm2。

（2） 植被恢复规划［26］。在每级边坡堆渣结束后，对弃渣场平台及堆渣坡面进行平整。土地平整结束后，在平整后的平台及混凝土格构内进行表土回覆，覆土厚度30 cm。覆土结束后，在格构护坡内采取灌草结合恢复植被。灌木树种选择车桑子、马桑，株行距1 m×1 m；采用挖穴整地，规格为0.3 m×0.3 m（穴径×穴深）。林下撒播草籽，草种选择狗牙根和黑麦草混播，撒播量为80 kg/hm2。

覆土结束即全部弃渣完成并复耕后，在弃渣场顶部平台采用乔灌草结合的方式恢复植被。乔木树种选择云南松、华山松间栽，栽植比例1∶1，采用挖穴整地，规格0.6 m×0.6 m（穴径×穴深）。灌木树种选择车桑子、马桑，栽植比例为1∶1，采用挖穴整地，规格0.3 m×0.3 m（穴径×穴深）。乔、灌行间混交栽植，行距2.0 m，乔木株距2 m，灌木株距 2 m。林下撒播草籽，选择狗牙根和黑麦草混播，撒播量为80 kg/hm2。

2.2 弃渣施工方案

四华道班弃渣场弃渣从下至上分级堆弃［22-23］，其中，高程1 930 m以下弃渣要求压实，压实度不小于0.9。在高程1 930 m以上弃渣过程中，每堆高1 m 需摊铺、推平1次，以提高渣体的密实性和稳定性。硬岩料尽量堆弃在渣场底部和外侧，施工中做好临时坡面的防护，并确保临时堆渣边坡的稳定性。

弃渣施工步骤如表1所示。渣场高程1 920 m以上场内道路按原设计1∶2.5坡比综合设计，布置道路后，在马道之间预留宽6 m填筑道路，局部坡比1∶1.89～1∶2.01，综合坡比1∶2.5不变。渣场总容量基本不变，故不再对布置场内道路后的渣场容积进行单独计算。

2.3 环保措施

从管理和组织角度，定期开展环境保护培训，提高工作人员的环保意识，严格遵守环境保护法规各项要求。在渣场施工过程中，采用施工噪声小、污染程度低的施工机械［27］。开挖作业中最大限度减少原有生态的破坏。同时，积极采用各种洒水降尘措施，减少扬尘污染。如确需夜间施工，按相关要求进行提前报批。在弃渣过程中严防水土流失［28］。

3 结 语

滇中引水工程四华道班渣场通过对弃渣场施工进行科学规划，及时实施拦挡、外围截排水沟、盲沟等防洪排导措施，同时在施工过程中注重采取临时苫盖、临时排水、临时拦挡及临时绿化回覆等临时措施。通过实施完善的“拦、导、排、截”措施，弃渣堆弃循循渐进，形成了布局合理、功能完备有效的水土流失综合防治体系。相关措施的实施，有效减轻了施工扰动造成的生态环境恶化，保证渣场在施工和运营后能够保持渣体稳定，避免水土流失，有序推进了滇中引水工程水土保持工作和生态文明建设。

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