水利水電工程棄渣運用方法探討

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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。在工程建設過程中，大面積的開挖及大量棄渣的堆放，破壞了工程區原有地表植被及坡面穩定，形成了新增水土流失源，嚴重影響了工程區環境及生態平衡。更為嚴重的是大量棄渣堆放在河灘、河岸及支溝內，雨量較大時將隨徑流流入或直接滑入河道，淤積河道，抬高河床，影響河道的過流能力，對工程區及其下游的防洪和群眾的生存環境構成嚴重威脅。

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水利水電工程建設中，輸水隧洞開挖等工程產生大量的石渣。石渣的理化性質決定其堆存后，渣場表面自然植被恢復困難，尤其是在我國北方地區，即便采取覆土等措施，植被恢復效果也不理想。工程施工中，輸水隧洞大多采用鉆爆法或TBM法施工，產生的石渣粒徑較小，而輸水隧洞開挖后要進行襯砌，石渣通過破碎篩分后，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。根據工程布置、工程區現狀及料場規劃等，施工組織設計綜合考慮土石方平衡計算結果及天然料場的運距、開采條件、占地情況及篩分系統的土建工程量，充分利用隧洞開挖石渣進行骨料破碎及篩分，共利用石渣1329．6萬t，減少工程棄渣約450．8萬m3。以該工程2號支洞段砂石骨料平衡計算為例，在充分考慮工程布置、工藝流程及混凝土的級配、強度等因素的情況下，將開采的石渣運輸至砂石加工廠，根據不同粒徑骨料需要量，通過篩分及破碎，滿足工程需要。2號支洞段設計骨料用量22．79萬t，經過粗碎、細碎及篩分，產制各粒徑骨料可滿足設計用量，同時產生4．69萬t石屑。2號支洞段骨料平衡計算成果見表1。

2．2利用棄渣回填料場開采坑樞紐工程施工中，壩基、壩址兩端及水工建筑物開挖大多采用爆破方法，產生的石渣粒徑較大、棄渣量較多，且多為風化巖。水電樞紐工程建筑物較集中，是砂石、混凝土使用集中的區域，周邊多沿灘地布置料場。料場開采后，形成較大面積的采料坑，改變了原行洪斷面，也對周邊人、畜安全構成威脅。如將產生的石渣回填至料場開采坑，回填后地表高程達到開采邊界高程，一是可以減少工程棄渣，二是棄渣粒徑較大，耐水流沖蝕，維護了料場擾動區域的邊坡穩定。遼寧省葫蘆島市青山水庫工程設計中，設置砂石料場3處，其中B3料場提供筑壩砂礫料。該料場位于壩址下游河道中，屬河漫灘地貌，地形平坦，距壩址2．0km。料場設計開采量60萬m3，無用層剝離量10．80萬m3，平均開采厚度3．5m，開采面積20．23hm2。青山水庫樞紐工程棄渣量81．51萬m3，水土保持設計中，將主壩、溢洪道及導流工程產生的57．76萬m3棄渣棄置B3料場，棄渣及剝離無用層回填后，基本達到原地表高程。通過棄渣回填料場開采坑，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人造景觀攔河閘及河道整治等工程建設中，建筑物基礎開挖及河道疏浚產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，應根據料場回填及管理區綠化美化需要，最大程度地利用棄土，達到改造土地及形成坡度起伏的自然景觀效果。遼寧省盤錦市雙臺子河閘除險加固工程建設中，需開采土料3．33萬m3，工程區附近多為水田，同時受交通影響，料場選擇較困難。經施工及水土保持專業人員商榷后，料場選擇在擋水壩東側的隆起坡地，該料場占地均為耕地，大部分為旱田，周邊有少量水田，旱地區域地表高程一般為4．73～5．44m，水田區域地表高程約為3．83m，設計取土深度1．5～3．0m，取土后形成約1．5m的深坑。為減少工程棄渣，恢復既有耕地并將旱田改造為水田，水土保持設計將河道疏浚的淤泥回填至料場開采坑，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m3。同時，在攔河閘兩端工程管理范圍內修建觀景平臺，利用棄渣量5．25萬m3，既減少了棄渣廢棄量，也美化了攔河閘兩端的環境。

2．4棄渣用于周邊道路等其他工程建設水利水電工程施工期較長，施工期內，工程區周邊可能有道路、工業及城鎮化項目等同時施工，此類工程由于路基填筑或場地平整，需要大量的借方。水利水電工程產生的棄渣，若能與周邊道路等工程施工進度相協調，并滿足需求方的品質要求及經濟合理性，則能夠消耗掉大量的工程棄渣。遼寧省大伙房水庫輸水工程共產生棄渣828萬m3，多為隧洞開挖產生的石渣，為合理利用好這些棄渣，做到變廢為寶，同時少占耕地，建設單位積極與當地交通和水利等部門聯系，了解當地交通和水利部門及工程沿線各鄉鎮的項目規劃。根據了解到的情況，結合工程實際對各隧洞支洞的棄渣進行分析研究，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劃項目為著手點，經過與當地交通和水利部門協商并達成共識，利用渣料修路筑堤。棄渣綜合利用，既解決了工程建設的棄渣困難，也減少了棄渣需求方的填料成本，實現了共贏。

3結語

棄渣綜合利用是一個系統工程，需要工程主體設計專業、施工組織設計專業、水土保持專業人員等協商解決。同時，棄渣綜合利用也是建設生態水利水電工程的基本理念，工程建設管理單位、工程設計及施工單位應增強棄渣綜合利用認識，并根據工程實際靈活運用。解決好棄渣綜合利用問題，從環境保護、節約資源的角度看是十分必要和有效的，其社會效益和經濟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設計研究院