主体工程区在设计之初已经包括了具有一定水土保持功能的建设,对此后续水保设计时要明确已有措施,同时对原设计缺乏的水土保持措施做补充。在新增的水土保持措施中主要考虑边坡的防护、公路排水以及道路两侧绿化。边坡主要以植物防护为主,边坡绿化采用满铺草皮、架砌片石骨架内植草皮等形式(具体见第9.3节生态修复与植被恢复施工技术)。排水措施主要功能在于疏导由于暴雨等天气或自然因素造成的水流增大的情形,将水排至附近的天然河沟,避免水土流失量增大。主要的排水设施有边沟、排水沟、截水沟、急流槽等。其中边沟是设在道路两侧的纵向水沟。截水沟一般修在上游,而排水沟修在下游。排水系统的末端通常会设有沉沙池。沉沙池分为进水口、出水口以及池体三个部分,进水与出水口断面均为矩形。每个沉沙池的下游应放置滤网,并定期清理沉沙池,以确保其功能。在公路的两侧进行绿化,一方面起到水土保持的作用同样也起到美化的作用。除了这些拦、挡、排及植被防护措施外,还可以布设一些临时防护措施,比如土工布、防护栅栏等,与其余设施共同起着防护作用。
9.4.1.1 路基工程区
在主体工程的边沟、排水沟等排水设施修建以前,采取临时排水措施。在路堤填筑及路堑开挖施工之前,坡底两侧先修筑临时性的排水沟和边埂,以拦截因降水带来的坡面水土流失,及时排导坡面径流。所筑边埂采用排水沟挖出的土方堆砌、拍实。施工结束后,将边埂回填至排水沟。对于共玉公路路基工程区内的表层草皮,在工程施工前预先对其进行草皮剥离,统一临时堆放在路基工程区附近,并做好养护管理。邻近弃渣场等临时占地区域的草皮剥离后,集中堆放在弃渣场内。草皮剥离厚度视具体施工路段土壤以及草皮生长情况而定。施工过程中注意尽量不扰动征地范围以外的土地,以免引起新的水土流失。
9.4.1.2 桥涵工程区
共玉公路所经地区水系发达,应尽量避免桥梁钻孔泥浆污染沿线河流水质,桥梁施工前对桥梁下占用土地的表土或者草皮进行剥离,临时集中堆放。跨河桥梁钻孔桩基础施工时一般选择枯水季节施工,并在钢护筒内安装泥浆泵,将钻孔泥浆提升至两端陆地临时工地,在钻孔桩基础施工时产生的泥浆需要设置临时处理,以减少施工过程中的水土流失。桥墩钻孔前在各特大桥和大桥临时工地修建泥浆池(泥浆池需要做防渗处理,可以多个钻孔共用),并设置沉淀池,串联并用,使护壁泥浆和出渣分离,析出的护壁泥浆可循环使用,浮土和沉淀池出渣在干化堆积场脱水,干化后的泥渣就近弃于附近弃土(渣)场。
主体工程施工结束后,拆除围堰。拆除时要求拆除队伍具备拆除围堰的必备工具等,拆除的各项工作必须在枯水期进行;拆除的土石方及时运至就近弃渣场,边拆边运,禁止随意堆置;拆除时分层拆除,从上至下,集中一次拆完,整治迹地。
9.4.1.3 隧道工程区
共玉公路隧道的开挖会产生大量的弃渣,需要占用大面积的土地来堆放,可依据共玉公路实际情况对隧道弃渣采用综合利用技术和弃渣堆放水土保持防护技术进行处理。
(1) 隧道弃渣综合利用技术
对隧道弃渣优先综合利用是公路建设资源节约和可持续利用的重要方面,也是保护共玉沿线生态环境的重要途径。本着节约成本、更好地保护生态环境的原则,使料尽其用。隧道弃渣作为筑路材料,可在路堤填料、混凝土工砌筑、碎石加工、隧道衬砌和明洞及仰拱回填等多个方面进行利用。隧道开挖弃渣利用如图9—20所示。
图9—20 隧道开挖弃渣利用图
1) 路基填料
路基填料对隧道弃渣进行初级筛选,将筛检出的隧道弃渣,依据《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)中填料强度和粒径的相关要求,进行二次破碎,并将处理后的石料进行填筑。填石路堤采用隧道弃渣填筑,其石料含量大于70%,石料强度大于15 MPa,最大粒径不超过30 cm。填石路基压实使各粒料之间的松散接触状态变为紧密咬合状态。由于块石的颗粒较大,石块之间会有搁空现象,形成孔隙率过大,易造成局部塌陷,因此填石路基的压实应选用低频高幅的大吨位振动压路机,如25~50 t的钢轮振动压路机。铺筑试验路,在对试验段填石路堤工程施工进行的基础上提出适用于试验路堤的质量控制体系:针对地质情况和现场开挖试验,提出相应的填石料开挖工艺方案,确定爆破方法和参数;判断是否采用大吨位振动压路机械,以达到较高的压实度;基于所采用的施工机械,进行更多种组合进行填筑试验,确定施工工艺和质量控制体系;按照填筑试验所确定的施工参数确定施工方案,应用所确定的检测标准对填筑质量进行检测检验。
填石路基压实合格的判定方法:碾压结束后,在路基表面布设测点,测定其标高,再用50 t托式振动压路机碾压两遍后,测定测点标高,同一测点两次标高差值小于5 mm。
2) 路基防护工程
经过试验检验满足混凝土骨料的各种质量和性能要求的弃渣石块,可以用作混凝土各类骨料加工及路基边坡骨架防护、弃渣场挡墙等的原材料或半成品。挡土墙墙背2 m范围内填筑未筛分碎石,填料最小强度(CBR)大于8.0%,其压实度要求同土质路基。
3) 机制砂
选择质量好、强度高的隧道弃渣,用于加工机制砂。机制砂应符合《建筑用砂》(GB/T 14684—2001)中关于分类和规格的要求。机制砂在类别和用途方面要求如下:Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土;Ⅱ类宜用于强度等级C30~C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。(www.xing528.com)
4) 隧道工程
隧道工程利用隧道弃渣中的片石,用于隧道明洞和仰拱填充。筛分后的碎石规格10~30 mm,用于隧道二次衬砌;规格5~9.5 mm,用于普通混凝土级配;具体强度和级配须满足设计要求。
(2) 隧道弃渣水土保持施工技术
隧道弃渣量大,弃渣场压埋了原地表,损坏了地表林草及排水网络等水土保持措施,加上弃渣体结构松散,孔隙率大,易造成大量的水土流失。所以在弃渣的全过程中必须采取相应的水土保持措施。隧道弃渣水土保持措施体系如图9—21所示。
1) 拦渣措施
拦渣措施主要通过设置拦渣坝、挡渣墙和拦渣堤来实现。当弃渣堆置于沟道内包括堆放于沟头、沟中、沟口或将整个沟道填平时,应修建拦渣坝。其坝型按筑坝材料分为土坝、堆石坝、浆砌石坝和混凝土坝等。当弃渣堆置于易发生滑塌的地点或堆置在坡顶及坡面时,应修建挡渣墙。挡渣墙一般应建在紧靠弃渣及相对高度较高的坡面上,这样可以有效降低挡渣墙的高度及其对沟道行洪的影响。挡渣墙的设计必须同时兼顾抗滑、抗倾覆、抗塌陷三个方面的能力。
图9—21 隧道弃渣场水土保持措施体系
2) 削坡和反压填土
在渣体堆置完毕后,对于在剖面形态上呈凹形、凸形的或有临空状态的上陡下缓的斜坡,应采取分级削坡或修筑马道削坡的措施将其上部陡坡(产生滑坡的滑体)挖缓。通过削头取土,减轻滑坡体上部的荷载、减小滑体的体积,并将其反压在下部缓坡(阻滑体)上。这样既可把坡面修成一定的坡度,又可增加阻滑体的阻滑力量,控制上部向下滑动,防止冻融滑塌或由于山体抗剪强度不足引起的滑塌。把弃土场的弃土平台修成2%~3%的反坡,并保持弃土场平台的平整,以便使平台回水自然流向弃土场坡跟处,通过排水沟将水引导出去。
3) 护坡工程
护坡是为了稳定弃渣堆积边坡,避免裸露坡面遭受雨滴直接击溅和地表径流冲刷而采取的水土保持措施。护坡分为工程护坡、植物护坡和综合护坡三种。
工程护坡能提高边坡的稳定性,对雨滴击溅和地表径流冲刷的防治效果好,但投资较大,适应变形能力也较差,易随弃渣的不均匀沉降而遭到破坏;植物护坡能适应弃渣的沉降变形,控制水土流失,而且对公路沿线生态环境改善具有重要意义,但在建植初期,其对水土流失的防治效果较差,需加强管护,确保植物保存率和成活率;综合护坡兼有工程护坡和植物护坡的优点,它是在工程护坡措施间隙上种植植物,不仅具有增加坡面工程强度、提高边坡稳定性的作用,而且具有绿化美化的功能。
4) 排水措施
为了保证弃渣安全稳定,排除弃渣场周边坡面及区域内的洪水危害,需修建相应的排水设施。
9.4.1.4 沿线设施工程区
沿线设施主要包括服务区、收费站等服务、维护场所,主要是土建施工。施工过程中做到表土剥离,施工结束后对场地进行硬化处理,部分空地进行表层草皮回填铺设。施工期水土保持措施主要为布设临时排水沟。临时排水沟布设于沿线设施工程施工占地两侧,施工前先修筑临时性排水沟和边埂,施工结束后将边埂回填至排水沟。
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