驻信高速公路弃渣场的治理-我在<中国水土保持>发的文章

驻信高速公路弃渣场的治理
河南省水利院 王 工
<摘要>：本文通过驻信高速公路弃渣场治理措施的设计、研究、分析，总结了丘陵山区公路建设弃渣场治理工作方法及治理措施，供同类工程设计参考。
<关键词>：弃渣场；排水型；削坡开级；工程措施；植物措施
一、驻信高速公路基本情况
驻马店至信阳高速公路是国家规划“两纵两横”京珠国道主干线在河南境内的最后一段。线路自驻马店向南经确山、明港、信阳、涩岗至九里关（省界）与湖北境内在建的京珠国道主干线高速公路相连，全长133.986Km，分为南北两段。北段从驻马店至信阳，长95.730Km，南段从信阳至九里关，长38.256Km。整个工程2000年1月开工，计划2002年12月建成，2003年1月通车。
北段驻马店至信阳段基本为平原区，局部有洼地和岗地；南段信阳至九里关省界，为垄岗、丘陵、山地，由南向北呈节梯分布。由于线路及地形原因，取土场分布于南段，弃渣场分布于北段。
二、弃渣场治理的总体原则
弃渣场的水土流失形式主要有面蚀、沟蚀和风蚀三种类型。弃渣场的治理应与整个工程的水土保持设施相一致，在不影响整体设计的前提下，采用工程措施与生物措施相结合，以工程措施为先导，发挥其速效性和保障性，确保工程建设期及完成后不发生大的水土流失，实现水土流失防止由被动控制到治理开发的根本转变，并达到生产、经济、环境的可持续发展。
弃渣场的具体位置在施工图阶段通过调查与当地政府协商后确定，对水土流失防治有如下要求：
1．弃渣场的下方影响范围内不得有村庄和重要公共设施，也不得设置于崩塌、滑坡危险区的上方。
2．堆渣高度不得超过邻近地面高度。
3．弃渣场边坡及堆置高度应符合《开发建设项目水土保持技术规范》要求。
三、弃渣场的治理措施
驻信高速公路南段共有弃渣场34个，按弃渣堆放的位置和地形情况分为沟头弃渣和顺沟弃渣两种类型。
3.1 沟头弃渣场防护措施
沟头弃渣场一般位于主沟的顶部，或者虽处于沟岔上，但临空面坡脚位置较高，远在主沟道洪水位以上。在驻信高速34座弃渣场中，沟头弃渣场为25座，占了弃渣场总数的73.5％。弃渣场采用排水型防护措施。即在坡顶临空面以上3～5m处修筑挡水土埂，拦截坡面以上来水，制止径流直接冲刷坡面，并通过两侧设置的M7.5浆砌片石排水沟排至坡脚，排水沟出口设扩散段，并布置消能设施。排水沟布置在两侧原状土基础上，消能设施采用堆置1m深的块石。另外，对于有高速公路排水要求的弃渣场，排水边沟应与高速公路排水设施平顺连接，排水边沟出口设消能设施，水流通过跌水及消力池、海漫等安全泄入下游沟道。
弃渣场边坡防护采用削坡开级方式，堆置高度在12m以下，一般采用直线形削坡开级；堆置高度大于12m，则采用大平台形削坡开级方式。削坡开级后的弃渣场临空面边坡坡度按边坡稳定验算结果确定，边坡为2级时，按1:1.5、1:2；边坡为1级时按1:1.5设计。
驻信高速南段沿线地形变化较大，弃方量大，根据设计资料，弃方主要是弃石，弃土较少，土石比例小于1:4，属于弃渣场。石方开挖一般根据地形及设计线路进行爆破开挖，没有级配要求，因此石渣级配不良，而且多为角砾状碎石和大块石，其内摩擦角均大于450,其凝聚力C为0。因此按无粘性土分析弃土场防护边坡的稳定性。具体计算根据《水利水电工程施工组织设计手册》第2卷按下式进行分析：
(5.1)
式中：K ? 稳定安全系数；
φ? 堆积体内摩擦角，取其最小值450；
α? 软弱滑裂面AB的倾角，分析中与设计边坡一致；
β? 坡面倾角，β＝α；
h ? 滑动体滑面AB上岩体高度，h＝0；
C?岩体滑动面上的凝聚力， C＝0。
将以上值代入上式得： K=m，m为边坡系数，取1.5和2
弃渣场为角砾状碎石及块石的松散堆积体，不存在软弱滑裂面，所以设计坡角小于石渣内摩擦角，就能保证弃渣体的稳定。
为排除渣体内的渗水，在堆置前沿原状坡面设置渗水盲沟。采用块石堆置成1m×1m的断面，其外填置碎石反滤层，最外层包350g/m&sup2;无纺针刺布。
削坡推缓后的弃渣坡面主要采用工程措施及植物措施防护。工程措施为坡面采用开挖出来的片石干砌厚0.5m。植物措施为在大平台处覆盖0.5m厚的熟土，种植2排紫穗槐。各级坡的坡脚处均种植爬山虎。在弃渣场的坡脚处根据地形可种植紫穗槐2排、火炬树2排。
弃渣场顶面采用植物措施防护。在弃渣场使用前将表层熟土堆积一处，在弃渣场完工后平整顶面，并覆盖熟土0.5m厚。弃渣场顶面用作水保林，树种选用火炬树。火炬树能够生长于干旱、石砾多的山坡荒地，具有适应性强、喜湿耐旱、速生、根系发达、林冠茂密等特点，对于防止雨滴溅蚀，阻止细沟侵蚀的形成具有显著功效，是对弃渣场顶面进行快速绿化覆盖的优良水保树种。
3.2 顺沟弃渣场防护措施
顺沟弃渣场一般是将弃渣堆置于沟道的岸坡上，临空面坡脚位置一般位于沟道滩地或沟边。