沟道型弃渣场水土保持措施设计

引言

随着我国交通运输行业的飞速发展，高速公路网的覆盖面积在不断扩张，正逐步向西南边远山区延伸，由于区域地形条件复杂，沟壑纵横，不可避免地产生大量弃渣，导致弃渣场数量多，弃渣活动频繁。

在高速公路可行性研究设计阶段，主体设计单位关注的重点是主体工程的选址或选线、建设布局、生产工艺等，弃渣场作为高速公路线外附属工程，其选址尚未被列入主体设计重点研究的内容，到初步设计阶段尤其是到施工图设计阶段时，因设计加深、征地等原因，常有弃渣场变更现象。

在施工管理方面，高速公路建设多采取分标段施工管理，导致土石开挖及弃渣处置易缺乏统一的规划及调度，更加剧弃渣堆放问题，对于已新增的弃渣点，若处置不当，不仅会产生安全隐患，还将影响周边地区生态环境的恢复。因此，对于新增弃渣场的水土保持整治措施设计成为了高速公路建设中需要解决的一个重要问题。

本文以雅康高速公路新增K10+510弃渣场为例，详细介绍了沟道型弃渣场的水土保持整治措施设计，通过弃渣场的整治，达到确保弃渣场安全和减少水土流失的目的，同时为其他类似工程提供借鉴。

1 工程概况

雅安至康定高速公路位于四川省雅安市、甘孜州境内，线路全长134.79km，是国家高速公路G42上海至成都高速公路的联络线，是四川省高速公路网规划中5条东西横线之一的康定至泸州高速公路的核心部分，路线起点位于雅安市草坝镇，接乐雅高速公路K86+307，沿线经过雅安市雨城区、天全县、甘孜州泸定县、康定县，终点为康定城东菜园子，为双向四车道高速公路标准新建，路基宽24.5m，设计速度80km/h，桥隧比高达82%。

2 弃渣场概况及周边环境情况

2.1 弃渣场概况

K10+510弃渣场位于雅安市雨城区南郊乡澄青村、顺江村附近，雅康高速桩号K10+510右侧方向坡地上。

弃渣场堆积完毕，总堆填渣土约6.0万方，堆砌的弃渣长约153m，宽约48m，层厚5～20m不等，成份为开挖的粉质粘土夹砂、泥岩块体，块体呈不规则棱角状，含量35-50%，粒径一般0.3～1.0m，最大可达1.5m，堆渣高程为587m~614m，最大堆渣高度为27m，场址地形相对开阔。

场址附近有公路、村道通往雨城区，距雨城区城约8公里，交通总体较好。

K10+510弃渣场所处区域整体上为深切割剥蚀（侵蚀）—构造低山地貌与侵蚀堆积河谷平坝地貌交汇部，地势总体为南高北低，其间发育一冲沟，冲沟沟深2-4m。

场址表层岩性为第四系残坡积的粉质粘土夹碎石，厚度1.0～2.0m，冲沟内及两侧可见坡洪积粉质粘土夹块碎石，厚度3～5m，下伏白垩系中统灌口组泥岩，未见崩塌、滑坡等地质灾害发育，无区域性活动断裂通过，无泉点出露，区域地震烈度Ⅷ度。

本弃渣场为新增沟道型弃渣场，其水土保持防护措施不健全，需采取针对性水土保持整治措施，以妥善的处置高速公路修建过程中产生的弃渣。弃渣场的措施完善，有利于雅康高速的竣工，对于推进雅康高速生态文明建设具有重要意义。

图1 K10+510弃渣场平面布置图

2.2 弃渣场周边环境概况

K10+510弃渣场外围崩塌、泥石流等物理现象发育，均距离弃渣场地较远，且不在国家级水土保持监测站点、重点试验区范围内。弃渣场上缘为雅康高速路基，北侧为上游微型电站的导流渠，东西两侧有季节性冲沟分布，西侧冲沟紧沿弃渣场边缘向北，在弃渣场前缘汇入电站的导流渠，导流渠向南约100m进入周公河。

其选址符合《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》和“水利部水保〔2007〕184号文”中关于选址选线的其他要求。

3 弃渣场水土保持整治措施设计

3.1 弃渣场等级及建筑物级别

根据《水土保持工程设计规范》（GB 51018-2014）的相关规定，结合K10+510弃渣场实际堆渣量、堆渣高度及周边敏感点分布情况，确定弃渣场等级为4级，挡渣墙工程级别按5级设计，排洪工程建筑物级别为4级，设计防洪标准为20年一遇，按30年一遇进行校核。

3.2 弃渣场排水设计

K10+510弃渣场场址占用原冲沟，对冲沟进行改道，改道冲沟水道在沿弃渣场东侧向下后，在弃渣场北段进入排洪渠，因改道冲沟水道现状未衬砌，加之弃渣堆填形成的坡面坡度较陡，易冲蚀弃土场坡脚，对冲沟下游坡体、冲沟两侧耕地及电站排水渠形成安全隐患。

为排导原沟道及弃渣场上游汇水，在弃渣场西侧布设改沟工程，长160m，上游端与高速公路涵洞出口衔接，下游端排入已有电站排洪渠，沟体采用M7.5浆砌石砌筑，采用梯形断面，沟底宽3m，深3.5m，两侧壁厚0.5m，坡比为1：1，表面采用2cm砂浆抹面。改沟工程底坡比降为9%，考虑0.5m安全超高基础上，过流能力达208m3/s，满足30年一遇校核洪水流量155m3/s 的过流能力。

图2 改沟断面图（单位：m）

为防止弃渣场上缘侧坡面径流对渣体的冲刷，在弃渣场东侧布置排水沟，排水沟长150m，采用M7.5浆砌石砌筑，过流断面为矩形，沟底宽0.5m，深0.7m，两侧壁厚0.4m，表面采用2cm 砂浆抹面。排水沟底坡比降为10%，考虑0.1m安全超高基础上，过流能力达0.85m3/s，满足永久截排水沟3年一遇10min降雨量校核洪水流量0.24m3/s的过流能力。

图3 排水沟断面图（单位：m）

3.3 弃渣场挡渣墙设计

结合地形地质条件、堆渣量、渣料成分、建筑材料等因素综合考虑，沿坡脚布置30m挡渣墙进行拦挡，结构为现浇钢筋混凝土重力式挡渣墙，混凝土强度等级C25，截面尺寸为墙高5.8m（含基础），顶宽1.6m，底宽4.85m，面坡斜率1：0，背坡斜率1：0.25，基础埋置在地面以下，一般埋深1.5m，背坡侧设置墙踵，尺寸为2.0m×0.8m（长×高）。

通过对挡渣墙的抗滑稳定、抗倾稳定及地基的承载力校核，满足相关标准要求。为防止挡渣墙因地基不均匀沉陷和温度变化引起墙体裂缝，拦渣堤沿堤线方向每隔10m设置一道缝宽3cm的伸缩沉陷缝，缝内填塞沥青麻絮或其他止水材料。

为降低挡渣墙后水位，减小墙身水压力，增加墙体稳定性，挡渣墙墙身3.0处每隔2m布设一根A100mmPVC排水管，排水管进口处采用土工布包裹，以保证管内干净畅通渗排水。

图4 K10+510弃渣场横断面图