取棄土場修復(fù)方案解讀

1、取棄土場修復(fù)方案 1工程概況 LXS-13 標(biāo)段自 DK682+737.05 至 DK800+970.94，線路長度 74.344km，位于甘肅省酒泉市、嘉峪關(guān)市及玉門市境內(nèi)。線路自新設(shè) 酒泉南站進站端 DK682+737.05 引出，在連霍高速公路北側(cè)設(shè)酒泉南 站，而后線路自酒泉市南側(cè)邊緣通過， 跨連霍高速在河口村附近設(shè)嘉 峪關(guān)南站后，線路繼續(xù)西行，下穿長城后上跨既有蘭新鐵路，線路走 行于連霍高速路與既有蘭新線及 G312 國道之間至本標(biāo)段終點 DK800+970.94。經(jīng)過雙泉水源地二級區(qū)，嘉峪關(guān)水源地，北大河水 源地，酒鋼大草灘水源地，黑山湖水源地，甘肅玉門南山省級自然保 護區(qū)。 為了完

2、成沿線主線路的填筑、挖方、棄土清理等工程，在沿線分 別設(shè)置了取棄土場，其中取棄土場數(shù)量如下表： 取棄土場表 序 號 起止里程 位置 厚 度 范圍 備注 側(cè) 別 距離 (m) 長 (m) 寬 (m) 1 DK684+150 DK685+000 右 1000 850 490 取土場 2 DK694+600 DK694+900 左 500 300 390 取土場 3 DK705+700 DK705+900 左 2000 200 200 取土場 4 DK711+150 DK711+200 左 512 50 450 取土場 5 DK717+000 DK717+650 左 1034 650 230 取土場

3、 6 DK719+940 DK720+400 左 489 460 170 取土場 7 DK721+190 DK721+450 左 292 260 130 取土場 8 DK723+200 DK723+600 左 4400 400 200 取土場 9 DK728+600 DK728+700 左 3500 800 100 取土場 10 DK730+900 DK731+100 左 6000 400 200 取土場 11 DK736+150 DK736+700 左 516 550 250 取土場 12 DK739+050 DK739+500 左 504 450 220 取土場 13 DK791+200

4、DK791+950 左 130 750 190 取土場 14 DK787+626 DK787+790 右 50 164 86 棄土場 15 DK797+916 DK798+000 右 200 84 45 棄土場 2. 總體方案 鐵路的建設(shè)對于沿線的環(huán)境的影響很大 ，由于取棄土場數(shù)量較 多，造成了植被的減少， 水土流失， 空氣污染等影響。 為了保護環(huán)境， 特意將沿線的取棄土場進行修復(fù)， 盡快恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。 取土場采用取 土場削坡及排水、平整及覆土、復(fù)墾和綠化；棄土場采用漿砌片石重 力式擋墻防護、設(shè)置排水工程、平整及覆土、復(fù)墾和綠化。 3. 具體恢復(fù)方案 3.1 取土場修復(fù)方案 取土場為水土流失重

5、點防護工程之一。因此，取土場的水土保 持工作顯得尤為重要， 為了最大限度地減少取土、 棄土等活動對沿線 水土保持帶來的影響，提出如下防護措施： （1）取土場削坡及排水設(shè)計 在開挖取土?xí)r應(yīng)盡量避免擴大擾動面積， 對于位于風(fēng)區(qū)的取土場 應(yīng)優(yōu)化施工工藝和施工步驟，分塊分段取土，避免形成大的開挖面， 對先取后棄的取土場， 應(yīng)分塊分段回填。 取土場應(yīng)留出取土坑出入車 道，車道寬 8m，車道縱坡為 1:5，車道留在面向施工區(qū)的一側(cè)，除出 入車道以外， 為保證取土場開挖邊坡的穩(wěn)定， 對取土場按實際地形采 取三面或四面削坡， 對小于 8m的開挖邊坡， 坡比取 1:1.5，對于大于 8m的開挖邊坡，每8m高留一

6、開挖平臺， 平臺寬 4.0m，8m以下坡比 1:2，8m 以上坡比 1:1.5。應(yīng)采取半挖半填的方式削坡，以挖深的 1/2 為界，上部削坡土方用于下部填方邊坡，填方邊坡應(yīng)層層回填，逐層 夯實。 根據(jù)本線氣候等相關(guān)資料， 祁連山山區(qū)降雨量稍大， 降雨量年內(nèi) 分配不均，夏秋季節(jié)降水量較大，因此，上述分區(qū)均需在取土場考慮 設(shè)置截排水工程。 為攔截坡面降雨徑流， 保護取土形成的臨空坡面不直接遭受洪水 沖刷，在取土場上部坡肩以外 3m處筑高 80cm，頂寬 50cm的擋水埂， 緊靠擋水埂外側(cè)設(shè)截流排水溝， 將坡頂以上的來水引至兩側(cè)， 再順坡 排至臨近溝渠或河道，截流溝底寬 0.6m，深 0.6m，邊坡比

7、 1： 1，采 用半填半挖斷面土質(zhì)水溝，坡腳外 1m 處設(shè)底寬 0.6m，深 0.6m，邊 坡比 1：1 的坡底排水溝，采用土溝形式，內(nèi)壁夯實。 坡面有二級平 臺時，平臺處理為向內(nèi)側(cè)即靠近二級邊坡一側(cè)傾斜的反坡， 為將來覆 土和排水創(chuàng)造條件，同時，在中間平臺和二級坡面的坡腳設(shè)排水溝， 以引排坡面降雨徑流， 中間平臺排水溝內(nèi)的水順坡而下， 將降雨徑流 引入自然溝道或原有排水系統(tǒng)， 二級坡面的坡腳排水溝采取與坡底排 水溝相同的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 （2）取土場平整及覆土設(shè)計 取土場邊坡削坡以后，再進行人工修坡處理，對回填的棄土、棄 碴進行壓實，平整處理，棄土棄碴時先棄碴，再棄土。對于荒漠戈壁 區(qū)和風(fēng)區(qū)的取土

8、場， 應(yīng)優(yōu)化取土場平整和礫石覆蓋的施工工藝和施工 步驟，在分塊、分段取土的基礎(chǔ)上，分塊、分段平整，然后盡快在平 整后的區(qū)域覆蓋卵礫石， 以減少大風(fēng)天氣引起的風(fēng)蝕。 對于可綠化區(qū) 域的取土場，為有利于植物成活，取土場經(jīng)平整后均須進行覆土改造， 覆土土料來源為取土前剝離的表土，覆土厚度約為 2030cm。 （3）取土場綠化設(shè)計 對于可綠化區(qū)域的取土場，經(jīng)過削坡、平整及覆土后，對取土坑 底、邊坡和平臺采取綠化措施， 通過采取撒草籽、 植灌木的綠化方式， 并進行澆水、施肥、保水保墑等養(yǎng)護管理措施，保證苗木成活率，使 得植被防護措施在短時間內(nèi)能夠盡快的發(fā)揮水土保持效益， 防治水土 流失。 （4）取土場剝

9、離表土臨時擋護措施設(shè)計 對于可綠化區(qū)域的取土場，取土場取土前，將表層 30cm 左右熟 土鏟起后，集中堆放在取土場范圍內(nèi)，不再新增占地。堆土底部用臨 時裝土草袋擋護，平整、壓實臨時堆土表面，并用篷布遮蓋，防止降 雨徑流的沖刷， 在堆土坡腳周圍設(shè)置臨時土質(zhì)排水溝， 使雨水匯集后 排入周圍已有排水系統(tǒng)， 防止造成新的水土流失， 取土場臨時堆土參 照路基臨時堆土防護措施。取土完成后將表土回填、平整，以利于植 被恢復(fù)。 （5）施工期管理措施 本項目填方巨大， 取土場多，且多個取土場位于風(fēng)區(qū)，容易在施 工期施工過程中引起風(fēng)蝕，因此，在施工期應(yīng)采取以下管理措施，以 減少施工期引起的水土流失。 施工期取土場

10、的施工活動改變、 損壞或壓埋原有地貌及植被， 形 成地表裸露， 降低了原有的固土防風(fēng)和抗蝕能力； 取土后如不及時恢 復(fù)或防護，將加劇水土流失，最終導(dǎo)致沙漠化現(xiàn)象嚴(yán)重。因此這些區(qū) 域需除采取必要的工程防護措施和臨時防護措施， 還需優(yōu)化設(shè)計、 加 強管理，構(gòu)成行之有效的防治體系，抑制新增水土流失的發(fā)生發(fā)展。 具體措施如下： 1）優(yōu)化取土場選址，為避免大范圍扒皮取土而破壞地表結(jié)皮層 和植被，采取集中遠運取土的設(shè)置原則， 主體工程采取先取后棄的原 則，減少臨時占地面積； 2）對擬定的部分取土場采取適當(dāng)加深取土、就近合并或進一步 “移挖作填”，盡量減少取土量和取土場數(shù)量； 3）分析氣象資料中的風(fēng)季特征，

11、合理安排取、棄土的施工時間， 盡量避免在大風(fēng)和強風(fēng)時段作業(yè)； 4）取土場回填方應(yīng)層層回填，逐層夯實，壓實度大于 85%，回 填完畢后及時進行清理平整，礫石覆蓋等措施； 5）加強管理和環(huán)保宣傳，嚴(yán)禁施工車輛隨意偏離施工便道，避 免擴大地表擾動范圍和水土流失。 3.2 棄土場修復(fù)方案 （1）棄土棄碴場擋墻防護設(shè)計 本著“先擋后棄、分級擋護”的原則，對棄土棄碴場采取漿砌片 石重力式擋墻防護。 為減小主動土壓力，本次重力式擋墻均采用仰斜式。 設(shè)計時，擋 墻高度多在 4 8m，墻高發(fā)生變化時， 墻身尺寸以直線漸變過渡， 墻 背的坡度為 1： 0.25，墻面與墻背平行。碴堆坡腳采用擋墻擋護，基 礎(chǔ)埋深不小

12、于 2.0m。墻身地面以下部分做成臺階狀，以增加墻體的 穩(wěn)定性，基底做成逆坡，以增加墻底的抗傾覆能力。 擋墻墻身預(yù)埋 100PVC 管作為泄水孔，間距 2m 2m。碴頂設(shè) 截、排水溝，水溝底部必須回填密實，水溝縱向每隔 10m 設(shè)沉降縫 一道，縫寬 23cm。對于土質(zhì)棄碴，需在墻后做寬約 500mm 的碎石 濾水層，以利于排水和防止填土中細(xì)粒土的流失。墻身高度較大的， 還應(yīng)在中部設(shè)置盲溝。 棄土場、坡面型碴場和溝谷型碴場按照統(tǒng)一形式設(shè)計， 詳見表 1， 擋碴墻尺寸設(shè)計表 1 墻高（ m） 頂寬（ m） 底寬（ m） 基礎(chǔ)高度（ m） 地面以上（ m） 墻趾到墻踵高（ m） 截面積（ m2） 8

13、 2.85 3.06 2 6 0.60 24.05 7 2.85 3.06 2 5 0.60 21.19 6 1.95 2.19 2 4 0.43 12.48 5 1.95 2.19 2 3 0.43 10.53 4 1.0 1.25 2 2 0.24 4.33 3 1.0 1.25 2 1 0.24 1.46 擋墻穩(wěn)定驗算示意圖（ m） （2）穩(wěn)定性分析 主動土壓力計算 主動土壓力系數(shù) Ka: 2 cos2 () 2 2 sin( )sin( ) cos2 cos( ) 1 cos( )cos( ) 則主動土壓力 Ea 為 Ea 21rH 2Ka a 2 a 式中:Ka主動土壓力系數(shù)； H擋

14、墻高度 （m）；r墻后填 土的重度 （KN/m3） ； 墻后填土的內(nèi)摩擦角； 墻背的傾 斜角； 土對擋土墻背的摩擦角； 墻后填土面的傾角 主動土壓力 Ea 與水平面夾角為： 那么 Ea水平方向分力為Eax= Eacos（ ） Ea 垂直方向分力： Eay= Easin（ ） 擋土、擋碴墻自重 G1 = D(H-1)rg ； 0.5Hi(0.3+D)rg G= G1+G2+G3 G2 = Z(0.3+D)rg ； G3 = 抗滑移系數(shù) Ks (G Eay) Ks Eax 要求 Ks1.3 式中:G擋土墻每延米自重； 土對擋土墻基底的摩擦系 抗傾覆系數(shù) Kt X0+b=(0.3+D)+1.0tan

15、14.120 X1=(0.3+D)/2+0.5sin19.480 X0=(0.3+D) ； Xf =(0.3+D) + H/3 tan14.12 Zf=H/3 要求 Kt1.5 G1(x0 b) G2x1 2x0 /3 G3 Eayxf Kt 1 0 2 1 0 3 ay f EaxZ f 基底應(yīng)力驗算 擋土墻基底合力的偏心距 BB BB M y M 0 e c ， 2 2N ， 式中： My 穩(wěn)定力系對墻趾的總力距（ KNm）； M0傾覆力系對墻趾的總力距（ KN m）； N，作用于基底上的總垂直力 （KN） ； BB 基底寬度； c作用于基底上的垂直分力對墻趾的力 臂。 傾斜基底時，作用于

16、其上的總垂直力為 N,=Ncos0Exsin0；NG+Eay 基底壓應(yīng)力 B 2 N e e01 6 時， 3c ， 20 基底平均壓應(yīng)力不應(yīng)大于基底的容許承載力 。 容許承載力：1.1300330 KN/m3 1.2 滿足要求 設(shè)計條件 根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件和棄土、棄碴性質(zhì)，其設(shè)計條件如表 2 擋碴墻設(shè)計條件表 表 2 指標(biāo) 填土 傾角 () 填土內(nèi) 摩擦角 () 墻背與填 土間摩擦 角( ) 填土 容重 (KN/m3) 墻體 容重 (KN/m3) 基底摩 擦系數(shù) 墻體附 加荷載 (KN) 地基 承載力 (KN/m2) 符號 b r rg W0 qk 數(shù)值 104.1 0 35 17.5 20

17、24 0.4 0 300 墻體尺寸 由設(shè)計的擋碴墻尺寸概化為計算用的擋碴墻尺寸詳見表 3。 擋碴墻尺寸表 表 3 總高 (m) 墻背傾角 ( ) 墻體底寬 (m) 墻體頂寬 (m) 基底傾角 ( ) H BB Dt a0 8 14.12 3.06 2.85 11.31 7 14.12 3.06 2.85 11.31 6 14.12 2.19 1.95 11.31 5 14.12 2.19 1.95 11.31 4 14.12 1.25 1.0 11.31 3 14.12 1.25 1.0 11.31 穩(wěn)定性驗算結(jié)果 擋碴墻按上述設(shè)計條件和擋碴墻尺寸代入穩(wěn)定性驗算公式， 可計 算出擋碴墻的抗滑移

18、系數(shù)、抗傾覆系數(shù)、地基承載力(系數(shù))和合力 偏心距，其結(jié)果見表 4。可見，所有指標(biāo)均滿足開發(fā)建設(shè)項目水土 保持方案技術(shù)規(guī)范要求，所設(shè)計的擋碴墻是穩(wěn)定的。 擋碴墻穩(wěn)定性分析計算結(jié)果表 表 4 指標(biāo) 擋墻高度 抗滑移系數(shù) 抗傾覆系數(shù) 最大壓應(yīng)力 / 地基允許應(yīng)力 合力偏心距 Ks Kt 1 / e e0 8 1.85 5.42 0.48 0.97 0.51 7 2.12 7.04 0.41 1.07 0.51 6 1.71 4.78 0.37 0.63 0.37 5 2.27 7.43 0.26 0.98 0.37 4 1.51 3.65 0.25 0.28 0.21 3 2.07 6.31 0.

19、14 0.56 0.21 要求 1.3 1.5 1.2 ee0 碴體邊坡穩(wěn)定性分析 為了確保碴體的穩(wěn)定以及沿基礎(chǔ)不產(chǎn)生深層、 淺層滑動， 須對碴 體邊坡穩(wěn)定性進行計算，公式如下： Kmin f 2a0 m 2 a0 f a0 m2 1 2c a0 式中： 邊坡土體內(nèi)摩擦系數(shù)， ftg ；m 邊坡系數(shù)； c 邊 0H 坡土體粘聚力； 邊坡土體容重； H 邊坡豎向高度。 Kmin 應(yīng)大于 1.30。 碴體邊坡抗滑穩(wěn)定性計算結(jié)果詳見表 5。 碴體邊坡抗滑穩(wěn)定性計算成果表 表 5 邊坡率 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù) 計算值 允許值 1：1.5 1.45 5.27 1.30 碴體在坡腳設(shè)置擋碴墻后， 還需對碴體坡

20、面進行防護設(shè)計， 以保 證碴體在正常和非正常情況下均能穩(wěn)定、 不滑動。通過試算確定的碴 體穩(wěn)定設(shè)計坡度為 1：1.5。削坡后如碴體總堆高超過 15m，則每堆高 8m 左右設(shè)置一道 1.5m 寬的平臺， 可根據(jù)具體堆碴高度設(shè)置一級、 二 級或三級平臺等。根據(jù)以上分析計算，本工程碴場擋碴墻的抗滑、抗 傾覆、地基應(yīng)力及邊坡抗滑穩(wěn)定性均滿足安全穩(wěn)定需要。 （ 5）棄土棄碴場排水工程設(shè)計 根據(jù)工程沿線降水情況分析， 本次在棄土棄碴場周圍及棄土和棄 碴頂部均設(shè)置排水溝或截水溝， 以便及時順暢的排走徑流， 防止徑流 沖刷棄土棄碴引起水土流失。 參照防洪標(biāo)準(zhǔn)和灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范 ，棄碴場截、 排水溝按坡面

21、洪水頻率標(biāo)準(zhǔn) 20 年一遇設(shè)計。 坡面洪水計算采用下面的公式： Qb 0.278KIF 式中， Qb 最大洪水洪峰流量， m3/s； K 徑流系數(shù)； I 最大 1h降雨強度， 20mm/h； F 山坡集水面積， km2。 將棄碴場截、排水溝結(jié)合進行。根據(jù)相關(guān)水文手冊查得，本項目 沿線地區(qū)徑流系數(shù) K 0.2。一小時最大降雨按照暴雨量級取值（當(dāng) 一小時降雨量超過 10毫米時,就達到了暴雨量級） ， I 0.05 20mm/h 單個棄碴場最大山坡集水面積約為 4.0km2，計算得到最大洪水洪峰 流量為 4.50m3/s?？紤]到碴場實際設(shè)置中采用碴場兩側(cè)同時設(shè)置排水 溝進行排水，因此可將最大洪水洪峰

22、流量減半，按2.25m3/s 進行檢 算設(shè)計 截、排水溝斷面面積 A ，根據(jù)上式中的設(shè)計頻率暴雨坡面最大徑 流量，按明渠均勻流公式計算： Qb C Ri 式中， A 截、排水溝斷面面積， m2； 謝才系數(shù)； R 水力半徑， ，m； i 排水溝比降； 水溝濕周， m； 21 A C Ri 1 A R3 i 2 Q 設(shè)n n 截排水溝地面糙率，此處取 0.025； i 截排水溝比降，取 0.02。 截排水溝斷面設(shè)計流量表 表 6 B（m） H（m） A（m2） （m） R（m） I n Q設(shè)(m3/s) 0.6 0.6 0.72 2.298 0.3133 0.02 0.025 2.61 根據(jù)上式的

23、計算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)截排水溝為梯形斷面， 底寬取 B=0.6m，溝深 H=0.6m，邊坡取 1：1時，Q 設(shè)為 2.61m3/s2.25m3/s， 完全能夠滿足棄碴場上游截、排水的要求。 漿砌片石結(jié)構(gòu)的擋碴墻坡面設(shè)置 10cmPVC 排水管，其垂直、 水平間距各為 2.0m；排水管預(yù)埋進砌體內(nèi)，呈梅花型布孔，底排孔 高出地面約 30cm。長度每隔 10m 留一道沉降伸縮縫，縫寬 2cm，用 瀝青麻筋填塞。碴頂留一定坡度，以利于碴面排水。 （6）棄土棄碴場平整及覆土設(shè)計 棄土棄碴完成后，對棄土碴頂部進行平整。為有利于植被恢復(fù)， 平整后土體、碴體頂部應(yīng)覆蓋一定厚度的熟土，覆土來源為棄土、棄 碴時

24、剝離的表土。 （7）棄土棄碴場復(fù)墾和綠化設(shè)計 棄土棄碴場平整、 覆土工作完成后，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，對本工 程占用耕地、 旱地的棄土棄碴場采取土地復(fù)墾措施， 對祁連中高山山 區(qū)占用的荒坡、 荒溝的棄土棄碴場和綠洲區(qū)的棄土場采取植草、 植灌 的防護措施， 其它的棄渣場設(shè)置在荒漠戈壁區(qū)和風(fēng)區(qū)， 不采取植物防 護措施。 （8）棄土棄碴場剝離表土臨時擋護措施設(shè)計 對要進行植被恢復(fù)的棄土棄渣場，棄土棄碴前將地表 30cm 左右 熟土鏟起，集中堆放在棄碴場范圍內(nèi)，不新增占地。堆土底部用臨時 裝土草袋擋護，對臨時堆土表面平整、壓實，用篷布遮蓋，并做好臨 時土質(zhì)排水溝，使降雨徑流匯集后能夠順暢的排入周圍溝渠等已

25、有排 水系統(tǒng)，防止造成新的水土流失。 棄碴工程完工后， 平整土體和碴體， 覆蓋剝離的表土，以利于土地復(fù)墾和綠化。 4 環(huán)保管理機構(gòu) 取棄土場恢復(fù)施工前成立項目環(huán)境保護領(lǐng)導(dǎo)小組， 組長為項目經(jīng) 理，副組長由項目副經(jīng)理和項目總工程師擔(dān)任。 組員由參加本工程施 工的工程管理部負(fù)責(zé)人、安質(zhì)環(huán)保部負(fù)責(zé)人、物資設(shè)備部負(fù)責(zé)人、計 劃財務(wù)部負(fù)責(zé)人、 綜合管理部負(fù)責(zé)人擔(dān)任。 參與工程施工全過程的環(huán) ?？刂坪凸芾怼Ｔ斠姯h(huán)境保護組織機構(gòu)圖。 環(huán)境保護組織機構(gòu)圖 5. 環(huán)保、水保管理體系 建立健全環(huán)境保護及水土保持管理體系，建設(shè)、設(shè)計、施工、 監(jiān)理單位均成立以第一負(fù)責(zé)人為組長的環(huán)水保管理領(lǐng)導(dǎo)小組， 負(fù)責(zé)全 線的環(huán)境保

26、護及水土保持管理工作。嚴(yán)格按照國家環(huán)境保護法和 水土保持法落實“三同時” ，在全線認(rèn)真開展環(huán)境保護及水土保 持的宣傳教育工作。 環(huán)境保護管理體系框圖 6. 環(huán)保管理制度 6.1 環(huán)境保護責(zé)任制度 結(jié)合本工程特點建立領(lǐng)導(dǎo)干部包保責(zé)任制和全體施工人員的環(huán) 保崗位責(zé)任制， 明確責(zé)任， 把環(huán)境保護的理念貫徹到每個人和每道工 序。 6.2 環(huán)境因素識別評價制度 由項目經(jīng)理部組織，根據(jù)國家及省市政府的法律法規(guī)，對工程 的環(huán)境因素進行識別和評價， 根據(jù)評價結(jié)果確定本工程的重要環(huán)境因 素，針對重要環(huán)境因素制定管理方案，針對其他因素制定控制措施。 6.3 環(huán)保工作檢查制度 由項目經(jīng)理部定期組織進行環(huán)保情況檢查，對取棄土場恢復(fù)的 施工現(xiàn)場環(huán)境保護工作做得好的部門或個人給予獎勵， 對違章事件及 時處理糾正，并對相關(guān)人員給予處罰。 目錄 1工程概況 1. 2. 總體方案 2. 3. 具體恢復(fù)方案 2. 3.1 取土場修復(fù)方案 2. 3.2 棄土場修復(fù)方案 6. 4 環(huán)保管理機構(gòu) 1.3. 5. 環(huán)保、水保管理體系 1.4. 6. 環(huán)保管理制度 1.6. 6.1 環(huán)境保護責(zé)任制度 1.6 6.2 環(huán)境因素識別評價制度 1.6 6.3 環(huán)保工作檢查制度 1.