公路隧道工程施工安全技术与风险控制
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第三节 弃渣场安全选址与安全修建技术

我国有三分之二的国土地处山区或丘陵地区,在山区修建公路,尤其是隧道工程,所产生的弃渣较多,需设置一定数量的弃渣场。但是,如果弃渣场选址不好、复垦方式(处置方式)不当,将加重对地表植被的破坏,造成严重的水土流失,影响公路沿线的景观环境,增大环境治理费用。因此,公路工程选择合适的弃渣场及合适的复垦方式,既是环保、水保的要求,也是节约工程投资的需要。

弃渣场是公路工程中一个特殊的构筑物,若选址不好或复垦方式不当,将会影响到公路本身的安全和公路工程的环境保护,特别是山丘区公路弃渣场,如果选址不当或复垦效果不佳,可能会多占土地或多占良田,在降雨、风等因素的作用下极易发生严重的水土流失,而且景观效果和生态效果较差,易引起当地居民和司乘人员投诉。因此,公路弃渣场必须选址合理,必须加强弃渣场的水土流失防治措施,防止和降低弃渣场处置不当造成的危害。

一、弃渣场选址原则

(1)弃渣场选址应贯彻安全性、环保性、经济性和合法性原则,宜集中弃渣,弃渣场容量应满足弃土方量的要求。

(2)隧道开挖所产生的弃渣应尽量用于路基填筑或作为地方建设工地用土。弃渣运至地方建设工地,不仅可以实现双方经济上的互惠,而且可以减少公路工程占地,减少对植被的破坏和水土流失。

(3)在崩塌滑坡危险区、泥石流易发区不应设置弃渣场,否则可能诱发崩塌滑坡或泥石流。

(4)应避免在县级以上人民政府划定的自然保护区、风景名胜区、森林公园、文物保护单位、饮用水源保护区、地质遗迹保护区及基本农田保护区设置弃渣场。实在无法避免时,应按相关法律法规及规章的要求进行处理。

①《中华人民共和国自然保护区条例》第32条规定:“在自然保护区的核心区和缓冲区内,不得建设任何生产设施。在自然保护区的实验区内,不得建设污染环境、破坏资源或者景观的生产设施。”

②《关于涉及自然保护区的开发建设项目环境管理工作有关问题的通知》第3条规定:“强化穿越自然保护区的国家重点建设项目的环境管理。经国家批准的交通、水利水电重点建设项目因受自然条件限制,必需穿越自然保护区,特别是自然保护区的核心区、缓冲区内时,应对自然保护区的内部功能区划或者范围、界线进行适当调整。”

③《风景名胜区条例》第24条规定:“风景名胜区内的景观和自然环境,应当根据可持续发展的原则,严格保护,不得破坏或者随意改变”;第26条规定:“在风景名胜区内禁止开山、采石、开矿、开荒、修坟立碑等破坏景观、植被和地形地貌的活动”;第27条规定:“禁止违反风景名胜区规划,在风景名胜区内设立各类开发区和在核心景区内建设宾馆、招待所、培训中心、疗养院以及与风景名胜资源保护无关的其他建筑物。”

④《森林公园管理办法》第12条规定:“禁止在森林公园毁林开垦和毁林采石、采砂、采土以及其他毁林行为”;第13条规定:“占用、征用或者转让森林公园经营范围内的林地,必须征得森林公园经营管理机构同意,并按《中华人民共和国森林法》及其实施细则等有关规定,办理占用、征用或者转让手续,按法定审批权限报人民政府批准,交纳有关费用。”

⑤《饮用水水源保护区污染防治管理规定》第11条规定:“饮用水地表水源各级保护区及准保护区内均必须遵守下列规定:一、禁止一切破坏水环境生态平衡的活动以及破坏水源林、护岸林、与水源保护相关植被的活动。二、禁止向水域倾倒工业废渣、城市垃圾、粪便及其他废弃物。”

⑥《基本农田保护条例》第15条规定:“基本农田保护区经依法划定后,任何单位和个人不得改变或者占用。国家能源、交通、水利、军事设施等重点建设项目选址确实无法避开基本农田保护区,需要占用基本农田,涉及农用地转用或者征用土地的,必须经国务院批准”;第16条规定:“经国务院批准占用基本农田的,当地人民政府应当按照国务院的批准文件修改土地利用总体规划,经补充划入数量和质量相当的基本农田”;第17条规定:“禁止任何单位和个人在基本农田保护区内建窑、建房、建坟、挖砂、采石、采矿、取土、堆放固体废弃物或者进行其他破坏基本农田的活动。”

⑦《中华人民共和国文物保护法》第17条规定:“文物保护单位的保护范围内不得进行其他建设工程或者爆破、钻探、挖掘等作业。但是,因特殊情况需要在文物保护单位的保护范围内进行其他建设工程或者爆破、钻探、挖掘等作业的,必须保证文物保护单位的安全,并经核定公布该文物保护单位的人民政府批准,在批准前应当征得上一级人民政府文物行政部门同意;在全国重点文物保护单位的保护范围内进行其他建设工程或者爆破、钻探、挖掘等作业的,必须经省、自治区、直辖市人民政府批准,在批准前应当征得国务院文物行政部门同意。”

(5)弃渣场不应危害公路、铁路路基、桥梁、隧道、工业与民用建筑、水利工程设施、通信电力设施、管道设施和居民房屋等的安全。弃渣场如果设置不当,可能危害各类建筑的安全,造成建筑倒塌或被掩埋。

(6)软土区域不宜设置弃渣场,若必须设置,应对软土进行处理,确保弃渣场稳定(软土区域设置弃渣场,可能导致软土层滑动。同时,软土遇雨或干旱缺水可导致软土层膨胀或收缩,导致弃渣场不稳定)。

(7)弃渣场宜不占或少占林地、耕地或园地。我国人口众多,人均林地、耕地或园地相对较少,而这三种土地类型具有较好的经济、社会或生态效益,十分宝贵。

(8)弃渣场宜远离江河、湖泊和水库管理范围,不应在江河、湖泊和水库管理范围内设置弃渣场,原因是减少泥沙进入水体,避免河流、湖泊和水库被泥沙淤积。《中华人民共和国防洪法》第22条规定:“禁止在河道、湖泊管理范围内建设妨碍行洪的建筑物、构造物,倾倒垃圾、渣土,从事影响河势稳定、危害河岸堤防安全和其他妨碍河道行洪的活动。”

(9)弃渣场设置应考虑对景观的影响。当通过植物措施或工程措施无法使公路取、弃渣场与沿线景观协调时,宜另外选址(随着人民生活水平的提高,人们越来越重视公路沿线的景观环境,公路工程弃渣场的设置也应考虑对景观的影响)。

(10)不宜在上游汇水面积过大的沟、谷设置弃渣场(本条考虑的是上游来水量对弃渣场挡渣、排水措施工程数量多少的影响和水土流失的影响。在上游汇水面积过大的沟、谷,上游来水量大,设置弃渣场挡渣措施和排水措施工程数量大,且易造成弃渣场严重的水土流失。由于上游来水量(设计流量)是由降雨、弃渣场坡度的陡缓和汇水面积大小等因素决定的,因此本条不宜给出上游汇水面积过大的面积具体限值)。

(11)弃渣场宜设在凹地或沟、谷的顶部,也可设置在坡地、平地上,不宜设置在沟、谷的中、下部。凹地作为弃渣场,不仅可以最大限度地减少料场挡渣墙工程数量和弃渣引起的水土流失,而且可以减少占地;当在沟、谷的顶部弃渣时,可以减少挡渣墙工程数量、占地和水土流失;在沟、谷的中、下部弃渣时,相对平地而言,其可以减少占地,但是可能影响行洪,挡渣墙需考虑洪水水压力的影响,工程数量大,而且一般水土流失比在沟、谷顶部要大;坡地、平地设置弃渣场可以采取挡渣措施来减少水土流失,但挡渣工程数量一般较大。

二、弃渣场复垦

土地复垦,是指对在生产建设过程中因挖损、塌陷、压占、污染等造成破坏的土地或因自然灾害造成破坏的土地采取整治措施,使其达到可供利用状态或恢复生态的活动。公路工程弃渣场复垦方式(方向)包括恢复植被、复耕和建设用地等,其中,恢复植被包括种植乔、灌或草,以及种植果树等;建设用地则包括用作服务区、停车区和拆迁安置场地等。弃渣场应优先复垦为农业用地。

(一)弃渣场复垦为农业用地

1.复垦工艺构成

弃渣场复垦土地用于农、林、牧业时,其复垦工艺一般由两部分构成,即复垦工程和恢复生态。但由于复垦后用途不同,有的只有复垦工程一个部分。

2.复垦要求和标准

(1)弃渣场复垦方式(方向)的选择应与当地地形、地貌及环境相协调。

(2)弃渣场边坡和拦挡措施的稳定性应可靠。

(3)用作复垦的覆盖材料不应含有毒有害成分。如复垦场地含有毒有害成分时,应先处置去除,视其废弃物性质、场地条件,必要时设置隔离层后再行覆盖。充分利用从废弃地收集的表土作为顶部覆盖层。

(4)覆盖后的复垦场地应规范、平整。覆盖层容重等应满足复垦利用要求。

(5)复垦场地应有满足要求的排水设施,防洪标准应符合当地要求。

(6)复垦场地应有满足要求的道路设施。

(7)合理安排土石排弃次序,尽量将含不良成分的土石堆放在底部,品质适宜的土层(包括易风化性岩层)可安排在上部,富含养分的土层宜安排在顶部或表层。

(8)弃渣场应进行分级弃渣,梯级台阶高度宜控制在6~8m范围内。弃渣边坡坡角应控制在35°以下,顶面和平台的坡度应根据弃渣场的生态恢复方式合理确定。弃渣场顶面和平台复垦为旱地时,地面坡度一般不超过5°;复垦为水田时,一般不超过2°~3°;复垦为林、草地时,一般不超过5°。

(9)边坡缓坡在35°以下可用于一般林木种植,坡度15°~20°可用于果园(含桑)和其他经济林种植。

(10)经过整治的弃渣场的平地和边坡应覆盖土层,充分利用工程施工前收集的表土覆盖于表层。弃渣场用作农业时,覆土厚度应在自然沉实土壤0.6m以上;用作林业栽植灌木时,覆土厚度应在0.45m以上;栽植乔木时,覆土厚度应在0.9m以上;栽植草本植物时,覆土厚度应0.3m以上。弃渣场用作林业用地,苗木采取坑栽时,坑内应放入客土或人工土。

3.复垦预防控制措施

(1)表土剥离和存放

工程开工前,对公路永久占地区可剥离的表土层进行剥离,并集中堆存,为后期弃渣场的土地复垦提供土源保障。弃渣场表面如有可利用的耕植土,应加以剥离利用。剥离的表土应尽量堆放成低而宽的土堆,在受场地空间限制的条件下,堆放高度可达5~6m,边坡坡度宜缓于1∶1.5。表土剥离后应简单种植草本植物,如撒播草籽。

(2)排水与防护工程措施

弃土应先挡后弃,弃渣堆积过程中采取分层碾压,压实度应大于90。弃渣场应建设拦挡和排水设施,弃渣场近坡脚处应设沉淀池。

(3)土地整治工程措施

弃土后应进行土地平整和表土覆盖。

①土地平整。弃渣场弃渣完成后可能出现凹坑、凸起现象,且出露物多为砾石、碎石、岩块石等。应对大块石、岩块石进行拣拾,进行土地平整,以满足土地复垦的初步立地条件。平整后的弃渣场坡度应达到复垦方式(方向)的要求。

②表土覆盖。弃渣场场地平整完成后,应覆盖表土。覆土厚度应满足复垦方式(方向)对覆土厚度的要求。

③生物措施。若弃渣场复垦方式(方向)为恢复植被,则土地整治后应及时采取植被恢复措施。若弃渣场边坡采取种灌草混植方式,则平台和顶面应采取乔、灌和草混植方式,应尽量选择乡土植物和抗逆性能好的植物品种。

(二)弃渣场复垦为建设用地

弃渣场复垦为建设用地时,复垦方式(方向)包括服务区、停车区和拆迁安置场地等,在做好防护排水措施的同时,还需注意以下问题:

(1)场地需分层压实,经测试,场地满足稳定性要求后,方可用于建筑。

(2)经试验及计算确定的场地地基承载力、变形指标和稳定性指标满足设计要求时,可用作建筑的持力层;不能满足要求时,应依据岩土性能、场地条件等提出地基处理方法,采用分层压实或其他方法处理。

(3)边坡坡度的允许值应根据当地经验参照同类土(岩)体的稳定坡度值确定。