水利水電工程棄渣運(yùn)用方法探討

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1水利水電工程棄渣危害

水利水電工程棄渣有其特殊性。在工程建設(shè)過(guò)程中，大面積的開(kāi)挖及大量棄渣的堆放，破壞了工程區(qū)原有地表植被及坡面穩(wěn)定，形成了新增水土流失源，嚴(yán)重影響了工程區(qū)環(huán)境及生態(tài)平衡。更為嚴(yán)重的是大量棄渣堆放在河灘、河岸及支溝內(nèi)，雨量較大時(shí)將隨徑流流入或直接滑入河道，淤積河道，抬高河床，影響河道的過(guò)流能力，對(duì)工程區(qū)及其下游的防洪和群眾的生存環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2棄渣綜合利用方式

2．1利用棄渣作為骨料用于工程建設(shè)水利水電工程建設(shè)中，輸水隧洞開(kāi)挖等工程產(chǎn)生大量的石渣。石渣的理化性質(zhì)決定其堆存后，渣場(chǎng)表面自然植被恢復(fù)困難，尤其是在我國(guó)北方地區(qū)，即便采取覆土等措施，植被恢復(fù)效果也不理想。工程施工中，輸水隧洞大多采用鉆爆法或TBM法施工，產(chǎn)生的石渣粒徑較小，而輸水隧洞開(kāi)挖后要進(jìn)行襯砌，石渣通過(guò)破碎篩分后，可作為不同粒徑的骨料，用于洞壁、洞臉及排水工程的襯砌。遼寧省某輸水工程建設(shè)以輸水隧洞為主，砂石骨料需要量及棄渣量較大，棄渣以石渣為主。根據(jù)工程布置、工程區(qū)現(xiàn)狀及料場(chǎng)規(guī)劃等，施工組織設(shè)計(jì)綜合考慮土石方平衡計(jì)算結(jié)果及天然料場(chǎng)的運(yùn)距、開(kāi)采條件、占地情況及篩分系統(tǒng)的土建工程量，充分利用隧洞開(kāi)挖石渣進(jìn)行骨料破碎及篩分，共利用石渣1329．6萬(wàn)t，減少工程棄渣約450．8萬(wàn)m3。以該工程2號(hào)支洞段砂石骨料平衡計(jì)算為例，在充分考慮工程布置、工藝流程及混凝土的級(jí)配、強(qiáng)度等因素的情況下，將開(kāi)采的石渣運(yùn)輸至砂石加工廠，根據(jù)不同粒徑骨料需要量，通過(guò)篩分及破碎，滿足工程需要。2號(hào)支洞段設(shè)計(jì)骨料用量22．79萬(wàn)t，經(jīng)過(guò)粗碎、細(xì)碎及篩分，產(chǎn)制各粒徑骨料可滿足設(shè)計(jì)用量，同時(shí)產(chǎn)生4．69萬(wàn)t石屑。2號(hào)支洞段骨料平衡計(jì)算成果見(jiàn)表1。

2．2利用棄渣回填料場(chǎng)開(kāi)采坑樞紐工程施工中，壩基、壩址兩端及水工建筑物開(kāi)挖大多采用爆破方法，產(chǎn)生的石渣粒徑較大、棄渣量較多，且多為風(fēng)化巖。水電樞紐工程建筑物較集中，是砂石、混凝土使用集中的區(qū)域，周邊多沿灘地布置料場(chǎng)。料場(chǎng)開(kāi)采后，形成較大面積的采料坑，改變了原行洪斷面，也對(duì)周邊人、畜安全構(gòu)成威脅。如將產(chǎn)生的石渣回填至料場(chǎng)開(kāi)采坑，回填后地表高程達(dá)到開(kāi)采邊界高程，一是可以減少工程棄渣，二是棄渣粒徑較大，耐水流沖蝕，維護(hù)了料場(chǎng)擾動(dòng)區(qū)域的邊坡穩(wěn)定。遼寧省葫蘆島市青山水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中，設(shè)置砂石料場(chǎng)3處，其中B3料場(chǎng)提供筑壩砂礫料。該料場(chǎng)位于壩址下游河道中，屬河漫灘地貌，地形平坦，距壩址2．0km。料場(chǎng)設(shè)計(jì)開(kāi)采量60萬(wàn)m3，無(wú)用層剝離量10．80萬(wàn)m3，平均開(kāi)采厚度3．5m，開(kāi)采面積20．23hm2。青山水庫(kù)樞紐工程棄渣量81．51萬(wàn)m3，水土保持設(shè)計(jì)中，將主壩、溢洪道及導(dǎo)流工程產(chǎn)生的57．76萬(wàn)m3棄渣棄置B3料場(chǎng)，棄渣及剝離無(wú)用層回填后，基本達(dá)到原地表高程。通過(guò)棄渣回填料場(chǎng)開(kāi)采坑，減少了棄渣占地，也保證了下游河道的正常行洪。

2．3利用棄渣造地或建設(shè)人造景觀攔河閘及河道整治等工程建設(shè)中，建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖及河道疏浚產(chǎn)生的多為含水量較大的土方，不適宜直接回填使用，大部分作為棄渣處置。為減少工程棄渣，應(yīng)根據(jù)料場(chǎng)回填及管理區(qū)綠化美化需要，最大程度地利用棄土，達(dá)到改造土地及形成坡度起伏的自然景觀效果。遼寧省盤(pán)錦市雙臺(tái)子河閘除險(xiǎn)加固工程建設(shè)中，需開(kāi)采土料3．33萬(wàn)m3，工程區(qū)附近多為水田，同時(shí)受交通影響，料場(chǎng)選擇較困難。經(jīng)施工及水土保持專(zhuān)業(yè)人員商榷后，料場(chǎng)選擇在擋水壩東側(cè)的隆起坡地，該料場(chǎng)占地均為耕地，大部分為旱田，周邊有少量水田，旱地區(qū)域地表高程一般為4．73～5．44m，水田區(qū)域地表高程約為3．83m，設(shè)計(jì)取土深度1．5～3．0m，取土后形成約1．5m的深坑。為減少工程棄渣，恢復(fù)既有耕地并將旱田改造為水田，水土保持設(shè)計(jì)將河道疏浚的淤泥回填至料場(chǎng)開(kāi)采坑，回填后地面高程與周邊水田高程保持一致，共回填淤泥1．87萬(wàn)m3。同時(shí)，在攔河閘兩端工程管理范圍內(nèi)修建觀景平臺(tái)，利用棄渣量5．25萬(wàn)m3，既減少了棄渣廢棄量，也美化了攔河閘兩端的環(huán)境。

2．4棄渣用于周邊道路等其他工程建設(shè)水利水電工程施工期較長(zhǎng)，施工期內(nèi)，工程區(qū)周邊可能有道路、工業(yè)及城鎮(zhèn)化項(xiàng)目等同時(shí)施工，此類(lèi)工程由于路基填筑或場(chǎng)地平整，需要大量的借方。水利水電工程產(chǎn)生的棄渣，若能與周邊道路等工程施工進(jìn)度相協(xié)調(diào)，并滿足需求方的品質(zhì)要求及經(jīng)濟(jì)合理性，則能夠消耗掉大量的工程棄渣。遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程共產(chǎn)生棄渣828萬(wàn)m3，多為隧洞開(kāi)挖產(chǎn)生的石渣，為合理利用好這些棄渣，做到變廢為寶，同時(shí)少占耕地，建設(shè)單位積極與當(dāng)?shù)亟煌ê退炔块T(mén)聯(lián)系，了解當(dāng)?shù)亟煌ê退块T(mén)及工程沿線各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的項(xiàng)目規(guī)劃。根據(jù)了解到的情況，結(jié)合工程實(shí)際對(duì)各隧洞支洞的棄渣進(jìn)行分析研究，最后確定以木通線公路改造和新賓、桓仁兩縣的河道整治規(guī)劃項(xiàng)目為著手點(diǎn)，經(jīng)過(guò)與當(dāng)?shù)亟煌ê退块T(mén)協(xié)商并達(dá)成共識(shí)，利用渣料修路筑堤。棄渣綜合利用，既解決了工程建設(shè)的棄渣困難，也減少了棄渣需求方的填料成本，實(shí)現(xiàn)了共贏。

3結(jié)語(yǔ)

棄渣綜合利用是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要工程主體設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)、施工組織設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)、水土保持專(zhuān)業(yè)人員等協(xié)商解決。同時(shí)，棄渣綜合利用也是建設(shè)生態(tài)水利水電工程的基本理念，工程建設(shè)管理單位、工程設(shè)計(jì)及施工單位應(yīng)增強(qiáng)棄渣綜合利用認(rèn)識(shí)，并根據(jù)工程實(shí)際靈活運(yùn)用。解決好棄渣綜合利用問(wèn)題，從環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源的角度看是十分必要和有效的，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益也是非常可觀的。

作者：劉冠軍單位：遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院