王亞西

【摘 要】電力工程建設(shè)產(chǎn)生的棄土（渣）和臨時堆土若處置不當(dāng)極易發(fā)生水土流失，采取有效的針對性防護措施對主體工程安全和保護區(qū)域生態(tài)均具有重要意義。各種電力工程受地形、地質(zhì)、項目組成和施工工藝的影響，項目實施產(chǎn)生的棄渣類型、數(shù)量、堆放時間和處置方式各不相同。本文對不同電力工程棄土（渣）來源及特點進行了相關(guān)分析，對不同電力工程施工過程產(chǎn)生的棄土（渣）和臨時堆土的處理方式和防護措施設(shè)計進行研究，期望能夠為電力工程建設(shè)棄土（渣）和臨時堆土的水土流失防治提供參考。

【關(guān)鍵詞】電力工程；棄土（渣）；臨時堆土；水土保持措施

中圖分類號： S157.X8 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）14-0100-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.045

近年來，隨著經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，電力、交通、水利、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成了大量新的水土流失。開發(fā)建設(shè)項目的水土保持也越來越引起人們的重視[1-7]。棄土（渣）和臨時堆土是電力工程建設(shè)水土流失的主要發(fā)生區(qū)域。這些棄土（渣）和臨時堆土多為松散堆積物，邊坡處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)， 棄渣后較長時間內(nèi)表面裸露，易受外力擾動而引發(fā)水土流失，甚至可能誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害 [5-10]。因此， 棄土（渣）和臨時堆土的合理處置和科學(xué)防護，是電力工程建設(shè)水土流失防治的關(guān)鍵。

1 不同電力工程棄土（渣）來源分析

1.1 輸變電工程棄土（渣）來源分析

輸變電工程包括變電站、架空輸電線路和電纜線路等幾種不同的項目。通常情況下，變電站場地平整、地基處理、變電構(gòu)架及其支架基礎(chǔ)開挖余土是變電工程棄土（渣）的主要來源；塔基基礎(chǔ)施工余土是架空線路棄土（渣）的主要來源；電纜輸電線路的主要棄土（渣）來源于電纜溝或電纜隧道施工余土；另外，輸變電工程施工道路和供排水管線也會產(chǎn)生少量棄土（渣）。但由于輸變電工程施工道路和管線工程較短、土方量不大，多就地平整于施工區(qū)周邊。

1.2 發(fā)電工程棄土（渣）來源分析

發(fā)電工程由于利用能源的不同和施工工藝的差別，導(dǎo)致了各發(fā)電工程在棄土（渣）量、堆放時間、處置方式等方面存在較大差異。風(fēng)電場的主要棄土（渣）來源為風(fēng)機組基礎(chǔ)施工產(chǎn)生的余土。與風(fēng)電場不同，火電、核電和水電的生產(chǎn)運行所需的配套工程較多，工程規(guī)模較大。交通運輸?shù)缆?、供排水管線、蓄水工程的修建和棄土（渣）場的平整均會產(chǎn)生大量土石方。這類電力工程的交通運輸?shù)缆泛凸┡潘芫€相對較長，工程量較大，土石方量也較大。受挖填方的施工時段、材料質(zhì)量、標(biāo)段劃分、運距等諸多因素的影響， 要做到施工區(qū)內(nèi)土石方挖填平衡是非常困難的。因此， 不可避免有借方和棄渣的情況發(fā)生[1-2]，部分工程還需設(shè)置棄土（渣）場。場區(qū)平整、交通運輸?shù)缆贰⒐┡潘こ痰扰涮坠こ探ㄔO(shè)過程產(chǎn)生的大量棄方是此類工程主要的棄土（渣）來源。不同電力工程棄土（渣）來源及特點詳見表1。

2 不同電力工程的棄土（渣）處理方式

點線結(jié)合的電力工程如：輸變電工程和風(fēng)電工程，具有跨距長，擾動面廣，單個擾動區(qū)域棄土（渣）量小等特點。這部分工程多分標(biāo)段施工，施工期較短，棄土（渣）堆放時間更短。施工結(jié)束后棄土（渣）就地平整，不外運、不設(shè)棄土（渣）場。

生產(chǎn)建設(shè)類電力工程如：火電、核電和水電等發(fā)電工程的運行，需建設(shè)運輸?shù)缆?、供排水工程、蓄水工程等配套設(shè)施。這些配套工程規(guī)模、土石方量相對較大、建設(shè)工期長。部分工程還屬生產(chǎn)建設(shè)類項目，運行期也會產(chǎn)生棄渣。此類工程棄土（渣）具有來源廣、土方量大、堆放期間長、很難就地平整等特點，需設(shè)專門的棄土（渣）場存放。不同電力工程施工土石方量詳見表2。

單位：萬m3

注：①表中數(shù)據(jù)除風(fēng)電場外，其余數(shù)據(jù)均摘自《開發(fā)建設(shè)項目水土保持損益分析研究》[11]中的研究數(shù)據(jù)；

②風(fēng)電場數(shù)據(jù)根據(jù)實際生產(chǎn)工作經(jīng)驗確定，表中風(fēng)電場土方挖填量數(shù)據(jù)按50臺風(fēng)機裝機規(guī)模考慮。

3 水土保持防治措施設(shè)計

3.1 棄土（渣）防護措施

3.1.1 就地平整型棄土（渣）防護措施

受風(fēng)力資源分布的限制，風(fēng)電場多位于山區(qū)。風(fēng)電場和山丘區(qū)輸變電工程施工棄渣具有棄渣堆放困難、棄渣點多、棄渣量小及棄渣時間短等特點。為避免土方倒運過程中破壞沿線植被和產(chǎn)生新的水土流失，這類工程的棄土（渣）無法遠運，應(yīng)就近安置。該類棄渣水土流失防治措施如下：

（1）擋渣墻

對于周圍地形坡度較陡的區(qū)域，應(yīng)采用漿砌石擋渣墻對棄渣實施攔擋。擋渣墻的結(jié)構(gòu)形式較多，一般采用重力式擋墻，用塊石、水泥砂漿砌筑和勾縫，墻體高度3m以內(nèi)較多。擋渣墻的墻基應(yīng)在原狀土層上，并每隔2m設(shè)一個泄水孔，預(yù)埋設(shè)φ100PVC管。當(dāng)墻體較長時，每隔10～20m設(shè)置伸縮縫。當(dāng)?shù)鼗凶兓瘯r，需加設(shè)沉降縫。

（2）漿砌石截（排）水溝

在擋渣墻坡腳處及坡度較陡的塔基、風(fēng)機基礎(chǔ)周邊設(shè)漿砌石截（排）水溝，以防止雨水對棄渣進行沖刷。通常，排水溝水力坡降按5‰考慮，斷面為矩形。

3.1.2 棄土（渣）場防護措施

水電站站址通常選擇在山巒疊嶂、溝谷縱橫、坡陡溝深、相對高差大的地方[12]。工程基礎(chǔ)開挖、清基、削坡、取土石（料）場棄渣、施工道路修建會產(chǎn)生大量廢棄土石方；核電工程的電廠輔助系統(tǒng)如：循環(huán)水系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、防洪工程、交通運輸?shù)缆返裙こ探ㄔO(shè)會產(chǎn)生大量土方。此類工程棄渣量大，棄渣時間長，很難做到項目間土方平衡，需設(shè)單獨的棄渣場對棄土（渣）進行堆放。就火力發(fā)電廠而言，運行期還會產(chǎn)生大量灰渣，需設(shè)貯灰場進行存放。通常棄渣方式可分四類： （1）填洼（塘）棄渣；（2）溝道棄渣；（3）坡面棄渣；（4）平地棄渣[10]。最常用的棄渣方式為填洼（塘） 棄渣和溝道棄渣。

對于填洼（塘） 棄渣，這類棄土（渣）場一般在棄土結(jié)束后覆土，當(dāng)年即可耕作， 所以一般不需采取防護措施。本文重點介紹溝道棄渣的水土保持防護措施。對于溝道棄渣，棄渣場應(yīng)布置在附近沖溝低洼地、荒坡地等，盡量靠近施工現(xiàn)場，以減少棄渣運距。為確保渣（土）體穩(wěn)定，棄渣（土）體邊坡坡度應(yīng)采用1∶1.75 或1∶2，當(dāng)渣體堆高大于5m時，每隔5m應(yīng)設(shè)置2～4m寬的平臺。棄渣場主要水土保持措施如下：

（1）工程措施

①攔渣工程

為保證棄土（渣）的穩(wěn)定，需對棄土（渣）的邊坡坡腳修筑漿砌塊石攔擋工程進行防護，主要攔擋工程有擋渣墻、攔渣堤和灰壩等。擋渣墻設(shè)置在堆渣坡腳，當(dāng)棄渣堆高超過5m時，必須設(shè)置攔渣堤防護[13]。對火力發(fā)電場而言，灰場需設(shè)置灰壩，干灰場灰壩由擋灰堤和后期碾壓灰壩兩部分組成。擋灰堤堤高約1m，一般為均質(zhì)土堤，環(huán)灰場一周。擋灰堤作為后期碾壓灰壩的坡趾，之后采用灰渣分層碾壓，逐步堆高，最終形成整個灰壩及灰渣場。攔渣壩或攔灰壩應(yīng)設(shè)在溝道較窄處， 初期壩高不超過20m[6]。

②綜合護坡工程

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，棄土（渣）形成的坡面，需進行護坡工程[14]。坡面每升高10m，留設(shè)4m寬平臺，渣坡穩(wěn)定后，采取護坡工程進行防護。對于高度大于5m的棄灰（渣）場邊坡，應(yīng)對每級坡面的坡腳采用干砌石或漿砌石方式進行防護；高度小于5m的邊坡，可采用預(yù)制混凝土網(wǎng)格植草護坡，以保證該級坡面渣土體的穩(wěn)定。

③排水工程

對于“溝谷”地形的棄土（渣）場，地表水是影響其穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，為防止棄渣場發(fā)生沖溝或泥石流等水土流失災(zāi)害，需對棄渣場設(shè)置防洪、排澇措施，具體工程措施如下：

（1）截流溝

在渣（灰）場外圍設(shè)截洪溝，可以將流域上部的水經(jīng)排水溝直接排至攔渣壩（灰壩）下游，減少棄土（渣）場內(nèi)的匯水量，確保棄土（渣）場的正常運行。通常在棄土（渣）場上游邊界外1.0～3.0m處修建截水溝，將平臺匯水和坡面匯水引排至下游。

（2）陡坡排水溝

為將棄土（渣）場平臺及坡面雨水排出，減少雨水滲透，在攔渣壩（灰壩）兩側(cè)坡面設(shè)置陡坡排水溝，排水溝采用漿砌石砌筑。

（3）棄渣坡面橫向排水溝

棄土（渣）場堆放邊坡每隔10m，留設(shè)4m寬平臺，在平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置橫向排水溝將坡面匯水引至坡面兩側(cè)陡坡排水溝，考慮到平臺土體結(jié)構(gòu)，排水溝采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)。

（4）沉沙池

棄土（渣）場排水溝下游設(shè)計沉沙池，采用漿砌片石砌筑，沉沙池與排水明渠相連，將上游洪水引排至下游。

（5）排水明渠

上游匯水經(jīng)沉沙池沉沙、消能后經(jīng)排水明渠排至下游自然溝道排走。排水渠采用漿砌石砌筑，排水明渠出口兩側(cè)為漿砌石護坡“八字”墻。

（2）植物措施

①棄土（渣）場防護林帶

為減少大風(fēng)天氣對棄土（渣）場揚塵的影響，其周圍一般營造速生防護林帶。綠化帶主要在棄土（渣）場上風(fēng)向采取緊密型結(jié)構(gòu)，降低風(fēng)速，減緩風(fēng)對灰（渣）的吹蝕，下風(fēng)向采取疏透型結(jié)構(gòu)，利于風(fēng)的流通，避免在下風(fēng)向形成旋風(fēng)，形成對灰渣的反向吹蝕。樹種選擇除具有耐旱瘠薄外，應(yīng)具有根系發(fā)達、生長迅速、冠幅大、抗風(fēng)能力強等特點，林間可撒播草籽。

②灰渣頂面綠化

灰渣在灰（渣）場內(nèi)分條塊堆放，每一條塊達到設(shè)計標(biāo)高后立即覆土，然后撒播草種以減少裸露地表，避免產(chǎn)生較強的水土流失。通?？紤]到灰（渣）場30cm以下土壤貧瘠，對該區(qū)的綠化只考慮撒播種草。

3.2 施工臨時堆土防護措施

考慮到土石方工程的時間、空間分布，電力工程建設(shè)開挖的部分土方將在場地平整過程中用于回填。施工前先對場地進行平整，剝離表土，為后期覆土、綠化做準(zhǔn)備。受施工時序的限制，廠（站）區(qū)的基槽余土也需要暫時堆放。這些臨時土方的堆放均需采取防護措施。

（1）擋板攔擋

變電站站區(qū)或電廠廠區(qū)施工過程中，由于挖填土石方在時間、空間上不能均衡同步，需考慮在廠（站）區(qū)設(shè)置臨時堆土場，用于堆放剝離表土和基槽余土。施工階段，采用擋板對臨時堆土進行攔擋。擋板攔擋主要用于場地相對平坦的施工區(qū)域。

（2）臨時編織袋攔擋

考慮到山丘區(qū)水土流失較嚴(yán)重的特點，對位于山區(qū)塔基區(qū)、風(fēng)機區(qū)和水電站施工道路等施工產(chǎn)生的臨時土石方，需采用編織袋裝土攔擋。先在臨時堆土區(qū)四周修筑編織袋土袋擋墻，再將臨時堆土堆砌其中。

（3）苫布覆蓋

由于臨時堆土土體松散，坡面裸露，如遇大風(fēng)、暴雨等惡劣天氣易發(fā)生嚴(yán)重的水土流失。應(yīng)采用苫布覆蓋臨時堆土，可避免臨時堆土坡面發(fā)生水土流失。同時應(yīng)在堆土區(qū)四周坡腳處用裝土的編織袋對苫布進行壓蓋，以防止苫布被大風(fēng)掀開。

4 結(jié)語

棄土（渣）和施工臨時堆土的防護是電力工程水土流失防治的重點，水土保持措施應(yīng)根據(jù)施工區(qū)地形、施工工藝、施工期長短、棄土（渣）處理方式等因素，綜合比較選擇。本研究結(jié)論如下：

（1）電力工程施工棄土（渣）應(yīng)遵循 “先擋后棄”的原則，對施工臨時堆土可采用編織袋、擋板等攔擋措施進行擋護。為避免大風(fēng)、暴雨等惡劣天氣的影響，渣土表面用苫布或土工布遮蓋。

（2）位于山區(qū)的輸變電工程、風(fēng)電工程等電力工程，施工棄土（渣）量小，棄渣點分散，棄渣外運困難，該類棄渣處置可就地平整或堆置。為保證渣體穩(wěn)定，需設(shè)擋渣墻、排水溝等工程措施對渣體進行防護。

（3）水電、火電等發(fā)電工程施工期長、棄渣量大，項目建設(shè)需設(shè)置一個或多個棄渣（灰）場。渣（灰）場在棄渣（灰）前應(yīng)設(shè)置擋渣墻和排水設(shè)施， 渣（灰）場下游需修建攔渣（灰）壩進行防護。對于溝道型渣場，需對渣場上游及渣場平臺等區(qū)域設(shè)置截、排水設(shè)施進行防護；渣（灰）場周邊應(yīng)設(shè)置防護林；棄渣結(jié)束后，可對渣場平整覆土，然后對渣體頂面進行綠化。

【參考文獻】

[1]李文銀，王治國，蔡繼清.工礦區(qū)水土保持[M].北京：科學(xué)出版社，1996：15-52.

[2]焦居仁.開發(fā)項目水土保持[M].北京：中國法制出版社，1998：67-93.

[3]楊丹青，張峰，武文一.風(fēng)電場工程項目水土保持措施配置研究[J].水土保持通報，2008，28（4）：116-120.

[4]馬士新，畢超，徐化東.110kV架空輸電線路水土保持措施體系配置研究[J].水土保持通報，2010，30（6）：162-165.

[5]王小芹，李鐵松，張自全.嘉陵江南充段水電建設(shè)帶來的水土流失問題及防治措施[J].浙江水利科技，2006，13（1）：44-55.

[6]朱茂宏，山西電廠貯灰場水土流失防治措施探討[J].山西水利，2005，6：64-65.

[7]張春林，張洪江，江玉林.高速公路路堤邊坡土壤侵蝕特征與保土效益研究[J]. 水土保持研究，2007，14（3）：367-373.

[8]姜德文.論資源環(huán)境保護與水土保持方案審批[J].中國水土保持科學(xué)，2006， 4（5）：103-104.

[9]徐永年，田衛(wèi)賓.開發(fā)建設(shè)項目棄渣場設(shè)計及防洪問題[J].中國水土保持， 2003（2）：23-24.

[10]田育新，李正南，周剛.開發(fā)建設(shè)項目借土場、棄渣場的分類、選擇及防治措施布局[J].水土保持研究，2005，12（2）：149-153.

[11]姜德文.開發(fā)建設(shè)項目水土保持損益分析研究[M].北京：中國水利水電出版社，2008，87-105.

[12]高旭彪，趙永軍，白志剛.水電站工程水土保持監(jiān)測探討[J].中國水土保持，2007，12：43-45.

[13]雷學(xué)東，王薇.公路建設(shè)中取、棄土場水土流失的防治措施探討[J].科技風(fēng)， 2008，9：23.

[14]GB 50433-2008，開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范[S].