1李艳，新安县水利局 河南洛阳 471800;2娄军委，焦作市黄河华龙工程有限公司安澜分公司 河南焦作 454950;3林涛，焦作市黄河华龙工程有限公司安澜分公司 河南焦作 454950;4张敏，武陟第一黄河河务局 河南焦作 454950
摘要:通过对土石山区风电场项目松散堆积体特点研究，分析了治理的关键问题。结合生态袋恢复植被的工作原理提出了采用生态布护坡方案治理松散堆积体的建议。由于生态布护坡在松散堆积体治理方案中是首次提出，建议国家有关部门对此类问题进行立项研究。
关键词:风电场；松散堆积体；生态布护坡
1松散堆积体的概念及风电场项目松散堆积体概况
1.1概念：松散堆积体主要是指由人工排土或弃土堆积而成的自然堆积体。由于松散堆积体形成的边坡具有堆积松散、透水性强、吸水后易软化、强度低、欠固结等工程特性,未经处治的松散边坡易被雨水冲刷形成水土流失,雨水入渗后还容易形成边坡的坍滑，造成泥石流灾害等。
本文所指松散堆积体是指土石山区风电场项目在施工过程中依据自然较陡坡面依地势由高处直接倾倒废弃土石而形成的堆积体。堆放场地没有事先经过专门论证，堆放前也没有结合地形、地质、水文条件等修建拦渣工程，所以它不是规范的弃渣场。对于弃渣场的设置和治理，《开发建设项目水土保持技术规范》GB50433-2008和《水土保持工程设计技术规范》GB51018-2014等相关规范有成熟的治理方案和标准。由于松散堆积体不是弃渣场，按照规范弃渣场的治理方式来治理松散堆积体难以满足安全需要；同时国家对于松散堆积体还没有治理标准，水土保持科技文献中对松散堆积体治理的介绍几乎找不到。因此制定一个技术上可行，经济上合理的治理方案势在必需。
1.2风电场松散堆积体概况
由于风电项目要求场址风能资源丰富，所以土石山区的风电场机组一般位于山顶，同时必须修建一条连接现有公路至山顶各个机组及升压站的简易公路，所以开挖工程量大，由于多方面原因造成松散堆积体在土石山区风电项目建设中大量存在。
以中电投陕州响屏山风电场风电场为例，该项目位于河南省三门峡市陕州区张茅乡、宫前乡境内，总占地面积31.79hm2,建设单机容量1.5MW的风电机组33台，升压站1座，新建场内道路30.4km。根据河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院对现场的勘察结果,在施工道路两侧及风电机组场地平台下方，形成18个不同规模的松散堆积体。
1.3松散堆积体特点
1.3.1位置特殊：堆积体紧邻于道路一侧或风电机组场地下方的坡面上，堆位较高，一般位于山顶中上部，距离主沟道距离较远。
1.3.2堆积方式和组成物质特殊：自上而下直接倾倒，无分层，无碾压，形成自然堆积体。组成物质主要为硬质岩石，少量为黏土，黏土量占总体积的不足2%。
1.3.3稳定性差：堆积坡度陡，大致在28-38度左右；高度大，一般在18-147m之间；厚度薄，堆厚一般在0.3-1.5m之间；面积大，单坡面积0.1-3.5万m2；体积小，堆积体积0.3-0.8万m3。
参照《水土保持工程设计技术规范》GB51018-2014对以硬质岩石为主要组成的弃渣场稳定边坡界定：最小坡度在1：2.1-1:1.6之间。可见本文中所述的堆积体的是不能满足稳定要求的。
2治理松散堆积体的关键
松散堆积体发生水土流失的主要形式：水力侵蚀和重力侵蚀，重力侵蚀主要表现为滑坡和泥石流。
水力侵蚀是指由大气降水及所形成的径流引起的侵蚀过程和一系列土壤侵蚀形式，是降雨侵蚀力和径流冲刷力共同作用的结果【1】。
滑坡是是指山坡在河流冲刷、降雨、地震、人工切坡等因素的影响下，土层或岩层整体或分散地顺斜坡向下滑动的现象【2】。
泥石流是指在降水、溃坝、或冰雪融化形成的地面流水作用下，在沟谷或山坡上产生的突然爆发的包含大量泥沙和石块的特殊山洪【2】。
可见三种危害形式产生的条件之一都离不开降水因素，也就是说，如果没有降雨对松散堆积体的影响，水土流失危害是基本不会发生的。高胜雨等也认为松散堆积体地质灾害的产生，是由松散堆积体物质和丰富的水源引起的【3】。因此如何避免或减少降水对松散堆积体稳定的影响，是治理松散堆积体的关键。
3生态布治理方案的提出
围绕治理松散堆积体的关键因素，笔者从生态袋护坡技术在边坡治理中应用原理得到启发，生态袋护坡是通过由聚丙烯(PP)或者聚酯纤维(PET)为原材料的双面熨烫针刺无纺布加工而成的袋子，装上土壤、营养成分和适宜草种的混合物，利用生态袋透水不透土的过滤功能，既能防止填充物流失，又能保证水分在土壤中的正常交流，为植物生长提供必要的成长条件，同时植物可以穿越袋体自由生长【4】。达到快速、有效治理边坡的目的。
笔者提出以下生态布（用于制作生态袋的聚丙烯(PP)或者聚酯纤维(PET)为原材料的双面熨烫针刺无纺布，本文暂称之为“生态布”）护坡治理方案：首先对坡面高低不平的部分进行整理，使坡面基本平整，避免凹凸不平的石块对生态布造成破坏；第二将拌合好适宜草种、肥料的土壤沿坡面覆土15-20cm，并充分洒水保证草种成活；第三把生态布覆盖在土层表面，并外延0.5-1m,并沿堆积体四周要嵌入事先开挖好宽、深各10cm的管沟内，回填夯实；第四在四周用嵌入地下的钢筋桩通过铅丝固定生态布，形成5*5m左右纵横交错铅丝网，防止生态布被风及外力刮起。这样就可以通过生态袋的性能有效解决降水对松散堆积体稳定的影响，在保证边坡稳定的同时，实现植被恢复，治理水土流失。理由如下：
3.1技术上可行
3.1.1可保证松散堆积体稳定
据调查，松散堆积体在干燥的条件下是基本稳定的。解决松散堆积体稳定的关键在于如何避免或较少雨水对松散堆积体的浸润。生态布的特性决定了它可以有效解决这一问题。
生态布具有透水性，可以保证雨水少量入渗，为植物生长提供必要的水分；同时它的透水性较小，根据《土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》GB/T17639-2008对土工布基本项技术要求：它的垂直渗透系数为1.0-9.9*10-1-10-3cm/s，基本避免了降雨时雨水大量进入堆积体内部，从而可保证松散堆积体边坡稳定。
生态布还具有重量轻、抗拉强度高、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀的特性，使用寿命长达70年以上，从而保证了工程长久发挥效益。
3.1.2满足植物生长的需要
这个方案将土壤、营养成分和适宜草种的混合物直接覆盖到坡面，并洒水，创造植物生长的基础条件；同时生态布具有可以被植物穿越的性能，所以它可以提供植物穿越并自由生长的条件。
3.2经济上合理
高胜雨等认为：治理松散堆积体的措施一是排水，二是对坡体的加固【3】，包括坡脚拦挡、坡面工程防护、锚固技术、灌浆技术、综合处置技术等。
笔者认为由于这类堆积体堆体高、坡度大，通过在坡脚补修挡墙，上部渣石在遇到充分降雨的情况下，仍然会发生滑坡等危害，难以彻底解决稳定问题；通过在坡面修建浆砌石或混凝土工程或采用锚固技术、灌浆技术可以达到稳定要求，但恢复植被难，投资大；对比较复杂的地质情况，采用多种措施综合治理的办法，使松散堆积体达到稳定，可以降低灾害发生的可能性【3】，但投资也大。
以中电投陕州响屏山风电场ZP05号松散堆积体为例,该堆积体高65m，坡度38度，堆积厚0.6-1.5m，坡面面积4000m2,堆积量0.5万m3。不同治理方案特点如下表。
不同治理方案对比表
通过对比，生态布防护法与浆砌石固坡、灌浆固坡等方案相比它具有造价低、可恢复植被的优点，而且施工方便，建议采用。
综上所述，生态布防护方案可以满足松散堆积体边坡稳定防护及治理要求，同时具有造价低、施工方便、可恢复植被等优点。但是生态布防护方案是首次由笔者试探性提出，具体运用效果如何，需要进一步论证，因此建议国家有关部门对此类项目进行立项研究，进一步取得可靠数据和理论支持，为同类型项目提供投资小，施工方便的新型治理方法。
参考文献:
【1】文俊.水土保持学【M】.北京，中国水利水电出版社，2010:28-41.薛星桥等.
【2】王秀茹.水土保持工程学【M】.北京，中国林业出版社，2009:253-254.
【3】高胜雨等.川藏南线松散堆积体常见地质灾害及防治措施【J】.甘肃科技，2013.5；38-41.
【4】邱元锋等.水利水电建设项目水土保持工程【M】.北京：中国水利水电出版社，2016.8
［作者简介］李艳（1973-），女，河南新安人，工程师，从事水土保持设计、水利工程管理工作。
论文作者:李艳1,娄军委2,林涛3,张敏4
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/19
标签：松散论文; 生态论文; 护坡论文; 水土保持论文; 稳定论文; 方案论文; 土石论文; 《防护工程》2019年10期论文;