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摘要：水库工程施工建设中，水土流失危害较大，对其进行水土保持措施设计十分必要，其中弃渣场水土保持措施设计是重点。文章结合某弃渣场实例，对其边坡、挡渣墙稳定计算分析，并介绍了该弃渣场水土保持措施的设计，为其他弃渣场提供参考借鉴。
关键词：弃渣场；水土保持措施；设计
0 引言
随着我国国民经济的快速发展，各种建设工程项目的数量也急剧上升，而弃渣场作为水利水电工程建设中的重要组成部分，其数量也越来越多。在水利水电工程建设过程中，由于施工的影响，会造成水土流失，严重危害到环境的健康。如何做好弃渣场水土保持措施的设计工作，确保水土保持工作的有效性是当前的一个重要课题。
1 工程概况及渣场边坡、挡墙稳定计算分析
1.1 工程概况
该弃渣场弃渣为坝体基础清理的粉土和坝体开挖产生的石渣混合物。弃渣场占地面积30hm2，最大堆高30m，占地类型为林地和草地，距居民点较远，设计弃渣量170.89万m3，下游约70m处为某水库拟建的防汛上坝路。场内地形起伏较大，最大坡度约为14°，局部冲沟发育，地面高程660～700m。土壤表层以风积粉砂、粉土为主，级配差，厚4～5m，局部可达20m；下部为河流沉积形成的细砂及中砂层，厚8～10m，为较好的天然地基，且无软弱下卧层，地基稳定性较好；底部为早元古代花岗片麻岩，呈强－弱风化状。场内地下水位埋深较大。
1.2 弃渣场抗滑稳定计算
为确保弃渣场的安全，必须进行抗滑稳定计算，采用简化毕肖普法，分正常运用工况和非常运用工况两种情况。为保证弃渣稳定，弃渣采用分级堆置方案，初始台阶高10.0m，各分级台阶边坡比为1:2，台阶面宽度为10m。本工程弃渣由石渣和粉土组成，通过计算，弃渣场抗滑稳定系数正常工况、非常工况下分别是1.305、1.214，满足《水利水电工程水土保持技术规范》(SL575—2012)规定，渣体稳定。
1.3 挡渣墙稳定计算
挡渣墙是否稳定，直接关系到弃渣场水土保持措施的有效与否，必须对其进行精确的计算。根据初拟断面，进行挡渣墙抗滑稳定、抗倾覆稳定及地基应力计算。通过计算，挡渣墙初拟断面设计满足抗滑稳定、抗倾覆稳定及地基基底应力比的规范要求。弃渣场挡渣墙稳定计算结果见表1。
2 水土保持措施设计
2.1 挡渣墙设计
在弃渣场下游渣脚修建重力式挡渣墙，挡渣墙按4级建筑物设计，墙身及基础为M7.5浆砌块石。初步设计挡墙基础埋深1.8m，墙身净高4.5m、顶宽0.5m，背坡比1:0.5，面坡铅直，墙趾长0.5m、高0.5m，墙踵长0.8m、宽0.5m。为防止冻胀影响，在挡渣墙底部铺砂砾垫层0.30m，并每隔10m设置1条宽2cm厚沥青木板伸缩缝。为排泄渣体积水，在浆砌石挡渣墙上布设2排排水孔解决排水出路，排水孔呈梅花形布置，水平孔距2.0m，垂直孔距1.0m，下排孔口距地面0.5m。排水孔采用PVC管材，管材内径10cm，排水管向外呈5%坡度。
2.2 截水沟设计
为防止两侧山坡坡面径流对渣体的冲刷，提高渣体的稳定性，在渣体周边及渣场顶面设置截水沟。根据截水沟汇流区域及地形情况，周边截水沟由西侧平缓段(ab段)、西侧陡坡段(bc段)、东侧平缓段(ae段)、东侧陡坡段(ed段)、出口段(cd段)组成，渣场顶面截水沟(be段)沿渣顶坡顶线内侧3.0m横向布设。根据弃渣场位置、地形、土壤、植被及设计降雨强度和设计流速等因素，弃渣场截水沟为开敞式梯形浆砌石结构或钢筋混凝土结构。截水沟按30年一遇24h降雨强度计算。经计算，周边截水沟西侧平缓段(ab段)洪峰流量为10.39m3/s，东侧平缓段(ae段)洪峰流量为4.39m3/s，出口段(cd段)洪峰流量为12.81m3/s，西侧陡坡段(bc段)为ab段及be段叠加流量，为11.56m3/s，东侧陡坡段(ed段)为ae段及be段叠加流量，为5.56m3/s，渣顶横向截水沟(be段)洪峰流量为1.17m3/s。
根据《水利水电工程水土保持技术规范》(SL575—2012)及《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)有关规定，截水沟设计流速应满足淤积流速和冲刷流速的要求。浆砌石截水沟设计流速为0.4～5.0m/s，钢筋混凝土截水沟设计流速为0.4～8.0m/s。通过水力计算，弃渣场截水沟断面设计见表2。
根据各段截水沟洪峰流量、设计流速，浆砌石截水沟沟底及沟壁厚0.3m，采用梯形断面，边坡比1:1，沟底及两侧设砂砾垫层0.15m，内壁M7.5水泥砂浆抹面0.02m，截水沟每隔5m设一道宽2cm的沥青木板伸缩缝。混凝土截水沟沟底厚0.2m，沟壁厚0.15m，采用梯形断面，边坡比1:1，沟底及沟壁铺设C10混凝土垫层0.10m；为防止混凝土结构变形损坏，沿截水沟断面方向设φ8钢筋，间距0.15m，垂直于断面方向采用φ6钢筋，间距0.3m；沿截水沟每隔10m设宽2cm的沥青木板伸缩缝。
2.3 土地整治设计
弃渣场占地类型为林地和草地，为避免地表水土流失，恢复弃渣场植被，在弃渣堆放前先进行表土剥离，剥离表土深度0.3m，剥离表土区域为渣体占压区域。待弃渣结束后，将剥离表土全部回覆至弃渣表面。
2.4 草方格沙障设计
弃渣场区域属于风沙区，渣面表土回覆后，地表松散裸露，植物措施短期内不能发挥防风固沙作用。为防止裸露地表的风蚀，弃渣场顶面需要采取草方格沙障措施。沙障采取矮立式，草方格间距3.0m，与主风向垂直。沙障材料选用稻草，长度不小于60cm，将稻草按设计长度切好后，沿设计沙障条带线均匀放置，用铁锹在稻草中部插压，埋入地表0.1m左右，两端翘起，高出地面约0.2m，用手扶正，基部培土。
2.5 渣场植被恢复措施设计
弃渣场表土回覆后，在渣场表面栽植灌木及撒播草籽绿化，对弃渣场征地范围内的未堆渣区域进行撒播草籽绿化。灌木树种选择小叶锦鸡儿，株行距为1.0m×1.0m，草种选择沙蒿。
2.6 剥离表土临时拦挡设计
剥离表土采用台体形式堆放，堆放到设计标高，设计坡比1:1，堆土场四周采用人工捡集弃渣中的块石进行围堰防护，起到挡护和稳定坡脚的作用。围堰底宽2.5m，高度1.0m，边坡1:0.5。
3 结语
综上所述，为减少工程建设对环境的危害，避免水土大量流失，必须要做好弃渣场水土保持措施的设计工作。设计人员要结合弃渣场的实际情况以及工程的整体要求，采取有效的方法和措施，合理设计水土保持措施体系，提高水土保持措施的有效性。该弃渣场水土保持措施的设计减少了工程量，具有良好的经济效益和社会效益，可供类似设计参考借鉴。
参考文献
[1]拦沟型弃渣场水土保持措施设计[J].赵鸿,寇晓梅,李红星.水利与建筑工程学报.2014(05)
[2]大型线型防洪治理工程弃渣安置及弃渣场水土保持措施设计研究——以黄河干流甘肃段防洪治理工程为例[J].高岩.甘肃水利水电技术.2015(08)
论文作者:毛超杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/30
标签：水沟论文; 水土保持论文; 措施论文; 表土论文; 稳定论文; 流速论文; 断面论文; 《基层建设》2016年36期论文;