《高速公路隧道弃渣利用分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速公路隧道弃渣利用分析（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西汉高速公路隧道群弃渣在工程中的利用和相关整治措施南疆 张雷（陕西西汉高速公路有限责任公司 西安 710054）摘要：1针对山区高速公路中，隧道弃渣在主体工程所起的影响和作用2施工中的具体措施及分析，实现了隧道弃渣在整个工程中的充分利用，产生了良好的社会和经济效益。关键词：西汉高速公路 隧道弃渣 利用 治理1工程概况（1）西汉高速公路户洋段概况国道主干线GZ40二连浩特河口陕西境户县涝峪口至洋县槐树关段高速公路（以下简称西汉高速公路户洋段）是国家高速公路网中的重要路段，也是汉中通往西安最为便捷最经济的交通干道。西汉高速公路户洋段路线路线全长147.164km。公路全线按山岭重丘区高速公路标准设
2、计，桥梁406座,长度为57286m(双幅)，隧道130座，长度为91528m(单洞)。桥隧工程占路线全长69%，桥隧相连的情况普遍。（2）气候和植被、地表状况西汉高速公路沿线地区属暖温带山地半湿润气候，夏秋两季易形成滑坡、泥石流等自然灾害。经佛坪、洋县、宁陕柴家关和牛背梁4个国家级自然保护区，这些地区是国家级生态功能保护区，也是我国滑坡等灾害的一个重点防护区域，生态比较脆弱。2 西汉高速公路隧道弃渣的特征（1）公路隧道弃渣对环境的影响近年来，随着国民经济的飞速发展，交通建设投资连年增长。有研究报告指出：十一五期间，公路工程项目数量为1.32万个，居全国各类开发建设项目数量次席，占总量的17.
3、2%；公路工程项目产生的弃土弃渣为最多，为42.4亿吨，占总量的46.1%。由附图1可见，公路建设在各种开发建设项目中产生的弃土弃渣数量是最高的。公路工程项目由于自身特点，呈线状分布，跨越地貌类型多，土石方挖填量大，弃方量大。公路隧道弃渣数量之大，已经对我国的自然环境产生了广泛和深刻的影响。其他渠道堤防铁路工程井内采矿公路工程水利水电露天采矿图1 工程弃渣分布（2）西汉高速公路的特点西汉高速公路工程中交通条件极为艰苦，这在西部地区是普遍的现象。大量的公路隧道弃渣对地表的扰动强度大，治理难度大，往往容易诱发崩塌、滑坡、泥石流等突发性灾害，具有突发性和多样性。西汉高速公路中以桥隧工程为主，路基填方
4、段少（在K74K118段，主线44km中路基部分仅有16km）。秦岭、号隧道群经过的地层岩性为各类花岗岩、闪长岩、石英岩、石英岩组成，各种岩类混杂交错，围岩类别有、五类，以、为主。承担建设任务的A、B、C、I、J、K、L合同段内，大部分开挖的石料都可以满足混凝土、浆砌的工程要求。（3）西汉高速公路隧道弃渣的相关情况施工现场交通条件差，材料运费高昂，这些往往影响整个工程进度和费用，山区内新建的采石场又破坏山区自然环境，隧道弃渣也会对自然环境造成影响。隧道工程产生大量弃渣，路基填方的利用不多，造成大量弃渣需要处理；另一方面结构物、砼工程、路面工程的数量巨大，需要大量砂石料。充分利用隧道弃渣，使两者
5、之间平衡，就能加快工程进度、降低工程造价，提高工程的抗灾能力，达到保护环境与工程建设之间的和谐。3隧道弃渣在西汉高速的利用及经济效益西汉高速公路隧道开挖产生的弃渣设计总量为978.70万m3，路基、桥隧等利用后，估计仍有弃渣494.56万m3。弃渣数量大，实际情况比较复杂。桥隧工程占路线全长69%，桥隧相接的情况较为普遍，大部分施工场地和生活区都需要布置在隧道弃渣上。以西汉高速公路户洋段的L合同段为例，作以分析。L合同段（SK74+500SK78+330、XK74+500XK78+330）承建秦岭号隧道其中的（SK74+500SK76+342.5、XK74+500XK76+660）本合同段以类
6、围岩为主，隧道和桥梁长度可见表1表 1 L标段隧道桥梁表项目隧道工程桥梁工程里程桩号SK74+500SK76+343K76+341K76+387K76+444.96K77+608.74K78+025K78+135XK74+500XK76+660上行1843.00m40.60m1153.68m110.00m下行2160.00m合计4003.00m1304.28m表2 混凝土利用隧道弃渣情况单位：万m3项目隧道开挖砂石料利用利用后隧道桥梁设计用量33.2万m35.4万m32.6万m326.8万m3实际用量4.32万m32.08万m3从表2中可以看出隧道开挖的石方远大于桥隧工程的利用，所以如果在施工
7、的过程中，将桥梁工程施工安排在隧道开工后，就可利用隧道开挖石方，避免外运砂石。由于提前准备，在自身的桥隧工程利用之外，16.8万方多利用于西汉高速公路第一期进场的相邻合同段开工备料，剩余10万方用于路基填方。从而大大减少了弃渣场占地面积，提高了施工过程的抗灾能力，减少了由于弃渣造成的地质灾害隐患。由于隧道弃渣随着地质状况变化较频繁，石方开挖后需要根据岩石的分类堆放，保证利用弃渣有序进行。如图2所示：图2 弃渣利用平面示意图隧道的弃渣不仅应用于路基桥隧的防护工程，在路面工程中也是重要材料。在西汉公路户洋段的XHM-08就大量采用44标的隧道弃渣用于路面材料，产生了良好的社会经济效益。由于公路隧道
8、沿线具有多样性，只有部分隧道的弃渣能满足工程要求，我们需要在前期充分做好勘察设计工作，以新的观点审视隧道的弃渣问题，给建设单位和承建单位带来良好的经济效益。4 隧道弃渣的其他利用弃渣除了在公路工程内有着非常广泛的应用价值，在沿线的城镇建设中也起到不小的作用。西汉公路户洋段，XH-12合同段的隧道弃渣就被用于宁陕县皇冠镇城镇土地平整，对当地经济开发起了积极的作用。在高速公路运营后，从防护工程到路面养护都需要大量的砂石材料。提前对条件良好的弃渣场予以规划整治，作为未来养护的料源，将节约工程造价，方便养护施工。同时山区高速公路隧道的弃渣，满足工程性能要求的，也可以应用于山区地方道路建设中，避免对自然
9、环境的破坏。5 弃土场治理高速公路工程项目线状分布，跨越地貌类型多，对周围的地表绕动大，在路基桥隧工程中，在路基回填等工程利用后，仍会有大量弃方需要设置影响到当地群众的切身利益、高速公路主体工程的安全。隧道工程、路基工程是弃土场的弃土主要来源，本文也就高速公路中弃土场设置和防护类型、对主体工程的影响几个方面，一同加以探讨。（1）、弃土场设置的选取高速公路在平原路段地势平坦，弃方多为清表或不适宜利用的挖方，弃方量相对不大，弃土场的选择难度较小。弃土场要尽量避免设置在加油站、油库等易燃危险的厂库和居民生活区的上方，减少各种不安全隐患。尽量设置在地势平坦的荒滩荒地，使弃土场高度保证不大于3米。山区路
10、段，高边坡的开挖比较普遍，隧道工程也多，产生的弃方量大，缺乏场地，选择弃土场难度大。同时山区内降雨量大，季节变化明显，丰水期和枯水期水位高差大。周边地质环境差，泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害较多。（2）、各类型弃土场的整治方法及对主体工程的影响 平坦型本类型多分布区高速公路的平原段或山岭重丘区的平坦处，弃土场内高差变化小。图3-2 平原地区 防护断面示意图图3-1：平原地区 平面示意图图3-4：山岭重丘区 防护断面图图3-3：山岭重丘区平面示意图这种类型是最佳的设置形式，优点是安全性高、防护工程少；但占地耕地面积较大，需要在利用之前将地表腐殖土50cm用推土机堆弃一旁，弃土结束后再覆盖在弃土表面
11、。注意事项：需要尽量因地制宜，使弃土场融入原有地貌当中,完善防排水工程，与当地农田建设紧密结合起来。 沿河型本类型多分布高速公路的山区段，主要适用于主线沿河或跨越河流布设，附近的河道宽阔，交通便利，有利于弃土。图4-1：沿河型平面示意图图4-2：沿河型断面示意图这种类型在山区设置较为普遍，所占用的往往是河漫滩，在保证安全行洪宽度的前提下，是不错的选择。多有时也可以与地方道路的整治结合起来，对其适当的抬高加宽，即保证了弃土又提高了地方道路的标准，唯一不足就是需要大量的防护工程。在减少占用河道宽度和降低弃土高度中，在工程费用允许的前提下，优先考虑前者。本类型主要的破坏形式是河流对防护工程基础的浪淘
12、底；也需要防止洪水位时，河水翻越防护工程的破坏。解决的方法：尽量将基础埋置深度加大，河弯处迎水面基础标号提高，底部可以考虑片石混凝土，尽量采用大块石，必要时用锚杆等予以加固（见图3-2），外侧设置铁丝石笼这一柔性防护。上部采用3045cm左右厚的浆砌护坡，上部高度高于洪水位0.5m。对主体工程的影响：在路线标高较低，容易受洪水位影响时，需要谨慎考虑，以免造成河流河流行洪断面被过于压缩，洪水位被抬高，影响高速公路的安全运行。这也是在勘察设计中提前予以考虑的。、山谷、山腹型本类型是高速公路在山区段的主要形式之一，是所有类型中治理难度最大的。地表径流不确定，附近多为隧道和桥梁或高边坡挖方结合段，弃土
13、、弃渣的填筑高度大，一般都在十米以上。如图4中所示：当弃方以隧道弃渣为主时，此类弃土场内原多在山岭重丘区，往往有较大的地表径流。改河（沟）工程就是一大难点，弃土、弃渣往往是虚方，填筑高度大，机械压实效果也很有限，最好的处理方法是给弃土、弃渣12年的自然沉降期使其稳定。由于山区河流绝大多数都缺乏水文资料，不同季节的水位高度、流速均差异较大。设计时需要认真观测最近23年汛期中，原有河道的洪水位、洪水流速，并详细询问当地群众历史最高洪水位，进行详细的观测记录，做好基础数据的收集。确定了设计洪水水位后，必须保证改河的宽度（宽度过小，将导致洪水期河水成为急流，增加安全隐患），注意清理上游滚石，平整渣场，
14、完善消能设施，弃渣场顶要覆盖粘土，尽量减少地表水下渗，保证渣体的稳定（当弃渣的成份遇水不稳定时，更是需要注意）。防护工程的容易破坏的部位，如沟底和坡脚应加大标号，也是质量控制的重点。当无地表径流或者很小时，在沟口设置挡墙较好，如葫芦状，节省工程量，弃方容量大；但当一年中存在较大径流的时，须沿河设置防护工程。渣场尾端一般设置拦渣坝，根据弃渣填筑的高度，位置预留1020米的缓冲距离，坝体外层采取混凝土50cm厚，坝体内采用7.5号浆砌片石，以达到最佳的工程费用和使用效果。 图5：弃渣为粘性土时，整治工程示意图对主体工程的影响：高速公路的桥梁跨越山谷，墩柱往往就设置在本类型弃土场内，过高的弃土、弃渣
15、会对桥梁墩柱产生侧向压力。施工到竣工时都需要避免这一现象的发生。当弃方主要以粘性土为主时，保持一定距离设置挡墙，为防止基础下沉产生裂缝，防护基础可以采取二灰土，处理的形式提高防护工程的整体性。（如图4中所示）当弃方主要以粗粒土（碎石类土、砂类土）为主，在墩柱附近开挖码砌防护如图5所示。图6：弃渣为粗粒土时，桥墩处工程示意图6 结论及建议山区高速公路建设中，沿线隧道弃渣的问题和相关的路基桥梁路面工程紧密相关，成为影响工程进度和费用的重要原因。建议提前做好勘察规划，以矿藏的观点重新审视隧道的弃渣问题，搞好弃渣的利用，不仅可以避免了运营后的各种隐患，而且对整个工程进度、费用起到好的调控，同时也能产生巨大的经济效益。
