張 怡，劉 成，閆建梅，郭天雷，司益清

（1.長江水利委員會長江科學院 重慶分院，重慶 400026；2.重慶市水利電力建筑勘測設計研究院有限公司 重慶 401120）

近年來，我國高速公路正處在發(fā)展擴張期，其伴隨的水土流失問題也較為嚴重，特別是高速公路棄渣場對水土保持和生態(tài)環(huán)境造成的一些負面影響。隨著工程建設增加，大量棄渣產生，對棄渣場選擇及設計提出了嚴格的要求[1]。棄渣須在指定的位置集中堆放，棄渣場應修建完善的擋渣、截排水設施，防止水土流失，減小對生態(tài)環(huán)境及社會環(huán)境造成危害[2]。修建高速公路，由于地形起伏較大，路線較長，橋隧比例較高，往往導致棄渣量大[3]。在實際堆置大量棄渣時，棄渣場位置常常發(fā)生變更，究其原因多為前期選址不合理，所以合理規(guī)劃設計棄渣場的位置，不僅可以降低后期棄渣場變更成本，而且可以減輕對生態(tài)環(huán)境的破壞，節(jié)約水土流失治理費用，節(jié)省投資。這就要求在確定棄渣場位置的時候，不能只考慮單一因素，而要從多角度、多方面去論證棄渣場位置的合理性和準確性；不能僅在地形圖上確定堆放棄渣場地，而應該實際勘查，了解周邊實際情況后確定。

深圳市光明新區(qū)紅坳渣土受納場“12·20”特別重大生產安全責任事故給了我們深刻教訓。2015年12月20日，紅坳渣土受納場頂部作業(yè)平臺出現(xiàn)裂縫，寬約40 cm，長幾十米。裂縫越來越大，渣土開始滑動，滑出后，呈扇形繼續(xù)向前滑移700多米?；麦w推倒并掩埋了紅坳村柳溪、德吉程工業(yè)園內33棟建筑物，造成百余人傷亡。12月24日，習近平總書記在中央政治局常委會會議上強調：血的教訓警示我們，公共安全絕非小事，必須堅定不移保障安全發(fā)展，狠抓安全生產責任制落實。歷史經驗表明，棄渣場選址不合理，截排水措施設置不恰當，在一定條件下會對人民生活安全和生態(tài)環(huán)境造成巨大的威脅。棄渣場發(fā)生變更后，往往未能得到建設單位、監(jiān)理單位和施工單位的及時重視，導致出現(xiàn)先棄后攔的情況。棄渣場水土保持專項變更設計滯后，影響水土保持措施防治效果，進而加大棄渣場對生態(tài)環(huán)境的潛在危險[4]。棄渣場由于所處地理位置的特殊性、復雜性，受侵蝕類型多，其不同部位分別存在面蝕、濺蝕、溝蝕、滑坡等侵蝕[5]，產生水土流失量大，對生態(tài)環(huán)境產生一定的危害，因此，做好棄渣場的水土流失預防工作極為重要。

1 研究區(qū)概況

蘭海國家高速公路遵義至貴陽段公路擴容工程起于遵義市繞城高速的青山樞紐處，止于貴陽繞城高速的下壩樞紐處，將貴陽、遵義以及貴陽市重要的衛(wèi)星城——開陽串接起來，形成新的高速公路通道。遵貴擴容工程青山至李資段采用雙向六車道高速公路標準，設計車速100 km/h，整體式路基寬33.5 m，分離式路基寬16.75 m，主線長約118.211 km，主線設橋梁98座，隧道7座，橋隧比30.69%。天橋20座，涵洞、通道共279道，服務區(qū)2處（烏江服務區(qū)、開陽服務區(qū)），停車區(qū)2處（永溫停車區(qū)、柿花寨停車區(qū)），分別在喇叭、龍坪、尚嵇、楠木渡、永溫、開陽、禾豐、羊昌、水田設收費站共9處，全段設互通式立交11處（含青山樞紐和羊昌樞紐）。本研究以蘭海國家高速公路遵義至貴陽段公路擴容工程為例，對高速公路棄渣場的特點、選址依據和變更原因進行了深入討論，以期為棄渣場選址和變更提供理論和實際依據。遵貴高速公路水土流失特點見表1。

表1 遵貴高速公路水土流失特點Table 1 The soil and water loss features of Zunyi-Guiyang expressway

2 棄渣場變更原因

山區(qū)高速公路修建過程中，由于地形復雜、設計標準高等原因，常導致棄渣量巨大，對環(huán)保、工期、施工安全等有較大影響。有的設計由于對選址與設計原則把握不當，往往在施工階段不得不進行變更，造成人力、物力的浪費，甚至埋下安全隱患[6]。高速公路棄渣場的選擇和土石方數(shù)量的大小、施工地點和施工方法有關[7]。施工單位應做好設計復核相關工作[8]，如應在實際棄渣前，對棄渣場的位置和設計進行復核，如有問題應及時向建設單位和設計單位提出并進行變更。往往在實際復核時，由于后期不可預知的原因而導致棄渣場立地條件與工程可行性階段不一致，從而導致棄渣場位置不得不發(fā)生變更。以蘭海國家高速公路遵義至貴陽段公路擴容工程為例，方案批復的棄渣場35個，棄渣量6.560 8×106m3；變更后的棄渣場71個，棄渣量1.362 8×107m3，棄渣位置全部變化且部分新增。經過現(xiàn)場調查，棄渣場主要選擇溝道、緩坡地為棄渣點，通過對現(xiàn)場及相關資料的調查了解到棄渣場變更原因主要如下：（1）影響主體工程施工進度；（2）棄渣場選取地點存在安全隱患；（3）棄渣場便道不方便通行或不滿足運輸條件；（4）棄渣場征地困難。棄渣場的變更和新增詳見表2和表3。

表2 棄渣場位置變更原因Table 2 The reason of waste disposal area location change

表3 新增棄渣場原因Table 3 The reason of add new waste disposal

3 提高棄渣場選址正確率

水土保持是棄渣場選址和變更的重要考慮因素。根據《開發(fā)建設項目水土保持技術規(guī)范》（GB 50433—2008）和《水土保持工程設計規(guī)范》（GB 51018—2014），棄渣場選址應根據棄渣場容量、占地類型與面積、棄渣運距及道路建設、棄渣組成及排放方式、防護整治工程量及棄渣場后期利用等情況，經綜合分析后確定。合理規(guī)劃設計棄渣場的位置需要首先了解棄渣組成及其特點。有關專家學者對此做了研究。結果表明，組成棄渣場的棄渣粒徑對其穩(wěn)定性有一定的影響。大粒徑為主時，棄渣穩(wěn)定性較差；小粒徑為主時，在遇暴雨時，棄渣易導致泥石流[8]。從土壤侵蝕特征角度來說，棄渣年限影響棄渣的侵蝕特征[9]。王僑等[10]認為棄渣由于原狀土壤結構遭到破壞，密度和內摩擦角及土體凝聚力減小，導致土壤可蝕性增大，水土流失加重。有研究表明[11]，高速公路棄渣松散系數(shù)一般為1.2～1.4，一旦遇暴雨，渣場破面發(fā)生嚴重沖刷，極易發(fā)生嚴重的土壤侵蝕，在降雨和重力作用下，極易發(fā)生泥石流和滑坡現(xiàn)象。

為減小棄渣場發(fā)生變更的可能性，減小對生態(tài)環(huán)境的危害程度，從工程可研究階段針對棄渣場的選址就要嚴謹，嚴格按照理論和實際勘查相結合的原則進行選址。具體過程如下：收集高速公路兩側一定范圍內的地形圖及遙感影像，圖幅范圍在公路兩側10 km之內，拼接一定范圍的地形圖與遙感影像，以地標物為參照吻合，生成主體線路，然后通過人機交互解譯，初步確定棄渣場的位置和規(guī)模，繼而確定棄渣場的行政區(qū)屬，最后根據圖上確定的棄渣場位置，進行現(xiàn)場勘查驗證，進行地形和土地利用的核實，對于現(xiàn)場調查不適宜棄渣的棄渣場予以否定[12]。在確定棄渣場位置后，渣場的水土保持防治措施體系也要嚴格按照不同類型棄渣場防治等級進行設計，同時應該加強與當?shù)卣涣?，確定棄渣場附近規(guī)劃，征求多方意見，進行水土保持措施體系設計。

相關水行政主管部門高度重視棄渣場選址、防治措施體系等一系列問題，分析棄渣場選址合理性時，應參考“兩圖一表”[13]，兩圖即衛(wèi)星遙感圖、不低于1∶10 000的地形圖，一表即棄渣場選址要素表。要素主要包括渣場編號、位置（地理位置、行政位置）、類型（溝道型、臨河型、坡地型、平地型）、占地面積、匯水面積、堆置方案、下游公共設施情況，居民點情況、危害等級（嚴重、較嚴重、不嚴重、較輕、無危害）等。

4 棄渣場水土保持措施

要做好棄渣場區(qū)的水土保持，除了對渣場的選址進行合理性分析，還要確定渣場級別及其防護工程排導等級和標準，對棄渣場水土保持措施體系復核，最后對棄渣場設計計算復核（包括堆渣體穩(wěn)定性復核、擋墻穩(wěn)定性復核、棄渣場截排水措施合理性復核計算），每一環(huán)節(jié)都要嚴謹復核確定。本文選取了3個棄渣場，針對實際情況進行棄渣場水土保持措施說明，見表4。

表4 棄渣場水土保持措施情況表Table 4 The measures of soil and water conservation for waste disposal area

針對具體的棄渣場，根據棄渣場不同的堆渣高度，其棄渣場擋渣墻應設計不同尺寸，截排水溝依據不同地貌類型匯水面積不一樣，應設計不同尺寸以確保其截排水正常。加強對棄渣場的管護，特別是在雨季加強巡視，確保棄渣場的安全穩(wěn)定，同時對棄渣場植被恢復效果較差的地方進行補植補種。對棄渣場采取攔、擋、排及植被恢復為一體的基本綜合防治措施，但棄渣場的布設不能一味地簡單追求高標準，簡單照搬主體工程設計。棄渣場的措施布設應該在充分參考主體設計的同時，因地制宜，結合棄渣場水土流失特點，合理布設措施，做到真正地、最大限度地減小棄渣場的水土流失[14]。對于松散的棄渣堆土，還應該分層碾壓，因為在分層壓實后，可使棄土結構緊密，使其在遇水力侵蝕時，被降雨濺蝕而分散的顆粒減少，可增強其抗侵蝕能力，減少水土流失。反之，如果將棄渣場自然堆棄，不進行碾壓，將形成裸露的松散邊坡，一旦遇降雨，將極易發(fā)生面蝕和溝蝕，產生嚴重的水土流失，對周邊環(huán)境造成嚴重的威脅[15]。

5 結語

遵貴高速公路棄渣場變更原因主要有：（1）影響主體工程施工進度；（2）棄渣場選取地點存在安全隱患；（3）棄渣場便道不方便通行或不滿足運輸條件；（4）棄渣場征地困難。

在確定棄渣場地址時，要從源頭重視棄渣場選址正確率；在確定棄渣場類型時（如溝道型、臨河型、坡地型、平地型），要進行現(xiàn)場勘查驗證、地形和土地利用的核實，對于現(xiàn)場調查確認不適宜棄渣的棄渣場要堅決予以否定。

做好棄渣場區(qū)的水土保持措施，務必重視以下幾個環(huán)節(jié)，首先對渣場的選址進行合理性分析，其次要確定渣場級別及其防護工程排導等級和標準，再次對棄渣場水土保持措施體系復核，最后對棄渣場設計計算復核。