□曹廣月 楊潤澤

生態(tài)文明建設(shè)是事關(guān)我國永續(xù)發(fā)展的根本大計，近些年隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的環(huán)境問題愈發(fā)突出，生產(chǎn)建設(shè)項目的水土保持工作也變得愈發(fā)重要。線性引調(diào)水工程由于引調(diào)水線路較長，在施工過程中會產(chǎn)生大量的棄渣，為減輕棄渣對周邊環(huán)境的不良影響，需將棄渣單獨堆放，并做好防護措施。為保證棄渣場的安全，需要對棄渣場的穩(wěn)定性進行評估。

1.研究區(qū)概況

引黃入冀補淀工程輸水線路自河南省濮陽市渠村引黃閘引水，入南湖干渠后穿金堤河，沿第三濮清南干渠經(jīng)順河閘、范石村閘，走第三濮清南西支至陽邵節(jié)制閘，向西北自清豐縣南留固村穿衛(wèi)河入東風(fēng)渠支漳河、老漳河等最終入白洋淀；途經(jīng)河南、河北兩省6市22個縣（市、區(qū)）。工程主輸水線路總長482km（河南省境內(nèi)84km，河北省境內(nèi)398km），滏陽河支線長27km。工程以明渠為主，由于工程建設(shè)過程中會產(chǎn)生大量棄土棄渣，因此保障棄渣場的安全穩(wěn)定將作為此工程的一個重要部分。

目前，引黃入冀補淀工程已基本完工，工程即將進入水土保持設(shè)施專項驗收階段。根據(jù)水利部2016年3月印發(fā)的《水利部水土保持設(shè)施驗收技術(shù)評估要點》（水保監(jiān)便字〔2015〕20號），對堆渣量超過50萬m3或最大堆渣高度超過20m的棄渣場，在驗收前應(yīng)進行穩(wěn)定性評估工作，并提供棄渣場穩(wěn)定性評估報告。根據(jù)要求，引黃入冀補淀工程棄渣場穩(wěn)定性評估項目共評估沿線20個棄渣場，棄渣場棄方量45萬m3～156萬m3，最大堆高3～16m，涉及臨河型、平地型（含填坑型）和坡地型3種類型，渣場等級為3～4級。

2.棄渣場邊坡穩(wěn)定計算方法

首先在現(xiàn)場調(diào)查和初步計算的基礎(chǔ)上，對棄渣場穩(wěn)定性進行初步分析和判斷，并對棄渣場開展地質(zhì)勘察工作，根據(jù)棄渣來源、渣體組成成分、地基及渣體巖（土）物理力學(xué)參數(shù)，采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧法進行計算。

2.1 計算方法

棄渣場抗滑穩(wěn)定計算采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧滑動法，計算公式如下：

式中：

b—條塊寬度，m；

W—條塊重力，kN；

Q、V—水平和垂直地震慣性力，（向上為負，向下為正）；

u—作用于土條底面的孔隙壓力，kPa；

a—條塊的重力線與通過此條塊底面中點的半徑之間的夾角，（°）；

c'、φ'—土條底面的有效應(yīng)力抗剪強度指標；

Mc—水平地震慣性力對圓心的力矩；

R—圓弧半徑；

K—圓弧滑動穩(wěn)定的安全系數(shù)（工況不同，取值不同）。

2.2 計算工況

棄渣場穩(wěn)定性評估分為3種工況：

正常工況：棄渣場在正常和持久條件下運用，渣體內(nèi)無滲流或穩(wěn)定滲流；

非常工況1：棄渣場在正常工況下遭遇Ⅶ度以上（含Ⅶ度）地震；

非常工況2：多雨地區(qū)，計算連續(xù)降雨期邊坡的抗滑穩(wěn)定。

2.3 執(zhí)行標準

棄渣場的抗滑穩(wěn)定安全標準執(zhí)行《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》（GB51018-2014）的相應(yīng)規(guī)定，采用瑞典圓弧法計算時，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于表1中數(shù)值。

2.4 參數(shù)選擇

評估范圍內(nèi)棄渣場穩(wěn)定性參數(shù)（主要包括土容重γs、粘聚力系數(shù)cc、內(nèi)摩擦角φc、滲透系數(shù)k等）均采用實測地質(zhì)實驗指標。

2.5 穩(wěn)定性計算

采用河海大學(xué)軟件Autobank7.7對棄渣場進行邊坡穩(wěn)定驗算，給出評估范圍內(nèi)各棄渣場邊坡穩(wěn)定分析及評估結(jié)果。

3.棄渣場防護措施評價方法

棄渣場防護措施類型包括攔渣工程、防洪排導(dǎo)工程、斜坡防護工程、土地整治工程和植被恢復(fù)與建設(shè)工程等。

3.1 攔渣工程

棄渣場實施的攔渣工程主要為擋渣墻。采用現(xiàn)場調(diào)查方法評估攔渣工程的外觀質(zhì)量、實地測量其幾何尺寸，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，對攔渣工程進行評價。

3.2 防洪排導(dǎo)工程

棄渣場實施的防洪排導(dǎo)工程主要為截、排水溝。采用現(xiàn)場調(diào)查方法核查防洪排導(dǎo)工程的外觀質(zhì)量、實地測量其幾何尺寸，評價其是否滿足設(shè)計要求，并對需要承擔截、排棄渣場區(qū)域外降雨徑流任務(wù)的坡地型棄渣場，周邊匯水面積較大、可能危及棄渣場穩(wěn)定的防洪排導(dǎo)措施，復(fù)核其設(shè)計標準、流量、斷面及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.3 其他防護工程

對斜坡防護工程、土地整治工程、植被恢復(fù)與建設(shè)工程等防護措施，采用現(xiàn)場調(diào)查方法核查其外觀質(zhì)量，核查植物措施生長狀況，檢查水土流失防治效果，評價是否滿足設(shè)計要求。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，結(jié)合地質(zhì)勘察成果，綜合評價防護措施對棄渣場穩(wěn)定性的影響。

表2 棄渣場與保護對象之間的安全防護距離

表3 引黃入冀補淀工程棄渣場穩(wěn)定性分析成果表

4.棄渣場敏感因素評價方法

在安全評估過程中，針對不同的棄渣場，需要認真研究周邊敏感對象的規(guī)模和重要性、棄渣場與敏感對象的相互位置關(guān)系等，才能相對合理地評價安全影響的大小。根據(jù)《水利水電工程水土保持技術(shù)規(guī)范》（SL 575-2012），棄渣場與重要基礎(chǔ)設(shè)施之間應(yīng)留有安全防護距離。敏感因素評價中，棄渣場與保護對象之間的安全防護距離取值見表2。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、實地測量等方法確定各棄渣場周邊的敏感因素，依據(jù)棄渣場與敏感因素之間的距離，并對照表2中安全防護距離評價棄渣場對敏感因素的安全影響。

5.綜合評估結(jié)論

根據(jù)棄渣場的場地及邊坡穩(wěn)定性、防護措施、敏感因素3個因素將棄渣場的穩(wěn)定評估綜合評價結(jié)論劃分為3類，穩(wěn)定、基本穩(wěn)定和不穩(wěn)定。

棄渣場穩(wěn)定結(jié)論，應(yīng)符合棄渣場場地及邊坡穩(wěn)定，堆渣邊坡和棄渣場整體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)達到本規(guī)范規(guī)定的要求，渣場防護措施完備且狀況良好，功能正常發(fā)揮；棄渣場安全對周邊敏感對象無影響。

棄渣場基本穩(wěn)定結(jié)論，應(yīng)同時滿足棄渣場的堆置和棄渣場防洪排導(dǎo)工程基本按設(shè)計要求實施，棄渣場場地穩(wěn)定，邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)達到規(guī)范規(guī)定的要求；棄渣場防護措施有損毀或部分功能喪失，但總體功能存在，棄渣場運行管理基本正常，棄渣場安全對周邊敏感對象無影響。

棄渣場不穩(wěn)定結(jié)論，主要是棄渣場堆渣邊坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)未達到規(guī)范規(guī)定的要求，臨河型棄渣場臨河邊坡超出設(shè)計范圍，引起洪水和符合標準超出設(shè)計要求，防洪排導(dǎo)工程未按設(shè)計要求實施等；評價為不穩(wěn)定，建設(shè)單位需聯(lián)系各方，對棄渣場進行整改。

引黃入冀補淀工程棄渣場評估結(jié)果見表3。

6.穩(wěn)定性評估方法總結(jié)與建議

棄渣場穩(wěn)定評估應(yīng)采用綜合評價方法，根據(jù)棄渣場穩(wěn)定計算、防護措施評價和敏感因素評價成果，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況，對棄渣場進行綜合評價。

引黃入冀補淀工程棄渣場穩(wěn)定性評估通過對棄渣場場地及邊坡穩(wěn)定計算分析、防護措施對棄渣場穩(wěn)定的影響、渣場周邊敏感因素對棄渣場穩(wěn)定的影響等3個方面進行綜合評價得到棄渣場穩(wěn)定評價結(jié)論，技術(shù)路線是可行的。

建議在今后的穩(wěn)定評估工作中增加棄渣場防護措施實施與設(shè)計的符合性分析及運行管理狀況對棄渣場穩(wěn)定的影響評價等兩個指標，以期更加全面、客觀地分析棄渣場穩(wěn)定情況。