水利水电枢纽工程涉水型弃渣场处置方案

王静伟

中国水利水电第九工程局有限公司   贵州省贵阳市550081

摘要：生产建设项目是经济发展的引擎，在国家经济社会发展中发挥着重要作用。在当前经济“双循环”发展格局背景下，国内各地加码稳投资，均在为市场强信心、补短板、扩内需开启新引擎，可见经济发展离不开生产建设项目的落地。生产建设项目在完善国家基础设施、改善人民生活品质方面都具有重要意义，但项目的建设在加速经济发展的同时，也会对生态环境产生不利的影响。本文主要分析水利水电枢纽工程涉水型弃渣场处置方案。

关键词：弃渣场;涉水型;处置方案;水土保持;水利水电枢纽工程

引言

水利水电枢纽工程具有建设周期长，取土弃渣量大的特点，弃渣场已成为水利水电工程水土流失防治重点区域。由于水利水电枢纽工程枢纽拦河布设的特殊性，弃渣场布置受工程所在河段地形条件的限制，会更多地考虑选择涉水型弃渣场;但涉水型弃渣场一旦失事，弃渣将直接进入河道，危及河流生态环境、涉河建筑物及人民生命财产的安全;较之常规弃渣场，涉水型弃渣场需考虑水位、水流流态变化等的影响，其安全稳定分析和防护措施设计就显得尤为重要。

1、弃渣场设置的合理性分析

1.1生产建设项目土石方平衡与流向的合理性

在生产建设项目中分配工程时，必须充分考虑工程的合理利用以及运输的可能性和经济性，进行科学合理的工程转让和分配，以尽量减少对环境的影响，同时将安置成本降至最低。对水土流失有显着影响的一个环节是土方工程的分布。不合理的土地分配增加了负担和废物的数量，而挖掘和积累的土地上的土壤和水资源损失很容易发生。采用地球均衡强度的科学和操作方法，使地球工程的利用率最大化，水土流失量最小化。这要求我们从三个角度合理考虑水土保持的平衡和流向:第一，符合《水土保持法》的规定，即"按照工业和建筑设施水土保持技术标准(GB 5033-2018，以下简称标准)的规定，在挖掘和补充土地和岩石之间取得平衡，减少对原土地形态、地表植被和水系统的干扰和损害，保护当地的地表植被、表土和树皮"。为了减少水土资源开发，提高利用效率”，在选址(路线选择)和设计建设方案时，应充分考虑到源头的土地和岩石的数量和平衡，以确保尽量减少废物渣的形成；第二，《水土保持法》规定“沙、石、土、矸石、尾矿、垃圾残馀物等，在生产和施工活动中必须充分利用"以及在标准中必须充分利用废弃土壤(石头、渣)，以确保在施工过程中充分合理地利用过剩资源，即在施工过程中进行资源管理；第三，不适当的土地和石头必须堆放在特殊的储藏区域(腐烂的土地)，以确保遵守固定点。只有满足这三个方面的要求，才能满足有关水土保护的法律、法规和“规范”的要求，即在源头减少和平衡地设计土地和岩石，在过程中实现剩馀物质资源的利用，并在最后依法和管制地处置和保护废物渣。

1.2弃渣场的运输条件

前期弃渣场的选择一般通过地图进行判断，选址相对较近，无论从经济上还是从生态环境保护方面均较为有利，但不要忽视一点，就是运输条件一定要具有可操作性。如，有多个铁路项目在方案选择时只提出弃渣场距离主线较近，而没有考虑弃渣场的运输条件，导致一些弃渣场需要铺设桥梁才能通过，而铺设桥梁又要经过防洪论证才能落地，所以最终致弃渣场变更;再如，某铁路项目的一个弃渣场，从图纸上来看距离主线只有几百米，但由于山丘阻隔，需要经过3个村屯才能到达，后期需要修建约14km的运输道路，最终因弃渣运输成本太高，施工单位另选临时堆渣场，导致了弃渣场的变更。因此，在弃渣场设置时，通过地图选取后，要实地踏查、复核运输条件是否满足工程要求或能够通过较少的施工道路即可到达，这样的弃渣场才能够满足实际工程建设的需要，也才能够真正落地。

2、涉水型弃渣场处置方案

根据SL575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》及GB50433—2018《生产建设项目水土保持技术标准》，弃渣场独立分区，其综合防治体系由工程措施、植物措施及临时措施构成。本研究所述3类涉水型弃渣场处置方案在满足渣体稳定前提下，措施各有侧重。

2.1老口坝区综合利用型弃渣场

老口航运枢纽工程右岸接头土坝下游紧邻冲沟，受场地限制，利用围堰拆除的弃渣料在接头土坝上游侧回填成与坝顶等高的平台，形成坝区综合利用型弃渣场，渣体坡面布设有通往鱼道的连接道路。堆渣高度约14m，堆渣坡比1∶2.5，坡脚设置混凝土挡渣墙，坡面植草护坡，渣顶及坡面布设排水系统，在渣顶与土坝坝顶形成的大平台布设园林绿化，营造坝区特色景观。由于老口航运枢纽工程承担防洪任务，而渣场底高程低于防洪高水位(84.2m)，渣体存在受库水浸泡及水位变幅影响的情况，弃渣场稳定分析是设计的关键点，渣顶的植物措施布设是工程特色。

2.2大垌库区型弃渣场

大垌水库两侧为中低山峡谷地形，所在平垌江为山区性河流，是广西暴雨中心之一。大垌库区型弃渣场底部高程低于死水位2m，顶部高程低于水库正常蓄水位5m。最大堆渣高度33m，堆渣坡比1∶3，分3级台阶堆置，坡脚设浆砌石拦渣墙，外围布置浆砌石截排水沟，坡面及顶部采用干砌块石进行防护。大垌库区型弃渣场堆渣顶面高程低于正常蓄水位并与溢洪道堰顶高程齐平，弃渣场在运行期浸没于水下，且不受库水位骤降的影响，因此，运行期不存在安全问题。施工期弃渣场及拦挡措施的稳定安全是设计重点。大垌水库拦河坝施工采用隧洞导流、河床一次断流，土石围堰挡水的导流方式。施工期弃渣场稳定分析需考虑河道天然洪水影响及施工期导流洪水的影响。河道天然洪水标准取30年一遇;施工期导流洪水标准按度汛设计洪水标准采用50年一遇。本研究稳定复核计算采用50年一遇洪水标准，其相应水位低于渣顶面13m。

弃渣场稳定性，弃渣料为土石混合料，堆渣过程中未严格碾压，采用分层堆放，运送机械碾压推平的方式。根据地质资料，渣料密度为1.95g/cm3，黏聚力6kPa，内摩擦角22°。弃渣场抗滑稳定性计算采用简化毕肖普法。考虑弃渣场最大堆渣高度所对应的断面最危险，以此作为典型断面进行复核计算。本弃渣场级别为4级，抗滑稳定安全系数允许值采用SL575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》弃渣场相应级别所对应的数值。按前述分析，本弃渣场在运行期长期浸没于水下，也不存在水位骤降情况，计算工况仅考虑施工期间。

2.3植物措施设计

植物措施是指在水利工程建设期间为防治项目区水土流失,保护、改良和合理利用水土资源所采取的造林、种草等措施。主要作用是增加地表植被覆盖,避免坡面土壤受到雨滴击溅和暴雨径流的冲刷。本工程弃渣场植物措施恢复应遵循因地制宜、适地适树、注重生态景观协调性的原则,统一规划,合理布局。工程项目区地表植被盖度不足5%,地表土壤以淡棕钙土、砾质土为主,多年平均降雨量88.5mm,项目建设区占地以荒漠草地为主。经现场调查,项目区土壤贫瘠,植物措施应选耐干旱、耐贫瘠的乡土植物种类。

结束语

通过水土保持的分析论证,本工程从选址选线、建设方案、水土流失防治等方面符合水土保持技术标准的规定和要求,有效减少水土流失。实施水土保持措施后能够达到水土流失、保护和恢复生态环境的目的,从水土保持角度分析,本项目建设是可行的,为项目验收提供参考。

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