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山区铁路弃渣场选址设计及水土保持措施研究

刘宇林
  
安家(建筑与工程)
2022年12期
中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北 武汉 430063

摘要:在社会经济水平提高、铁路事业高速发展的背景下,山区铁路工程数量和规模均呈明显上升趋势,虽然有效完善基础建设,但也给弃渣处理提出更高要求。基于此,为妥善处理工程弃渣,保护周围生态环境,本文分析此类工程弃渣场的选址设计,研究保持当地水土的有效措施,以供参考。

关键词:水土保持;山区铁路;弃渣场;选址设计

引言:由于我国地理面积较大,自然条件较为复杂,使得水土保持成为环境保护、生态建设的重要内容。但在山区铁路工程中,施工作业需要穿过各种地形地貌单元,若是随意处置施工阶段产生的弃土弃石,在雨水的冲刷作用下会造成大量水土流失。因此,科学设计弃渣场选址和落实水土保持措施是必要的。

1.分析山区铁路弃渣场选址设计

山区铁路需要经过复杂多样的地形地貌,引发的水土流失中大多同时包含水力、重力和风力侵蚀。而土石山区生态环境相对脆弱,为保证周围生态环境,同时满足土石方调配需求,应合理设计弃渣场选址。具体如下:

在确定山区铁路弃渣场选址时,相关人员应从安全性、环保性、经济性和合法性四方面进行考虑。在安全性方面,工作人员要尽量避开自然灾害高发区域,尤其是泥石流、滑坡易发生区域,若是将其选在沟谷,周围应没有村庄、公路等,且沟谷最好地形低洼,汇水面积适中;在环保性方面,则要避开自然保护区、风景名胜区等区域;在经济性方面,不可占用较多当地农田,而是将山地、荒地作为优先选择项;在合法性方面,主要是保证弃渣场选址符合国家最新法律法规,并征求地方相关部门意见,从而保证铁路弃渣场选址合法。

其要点包括:①做好地质勘察,基于对公共设施和居民点安全的最小影响选择山区铁路弃渣场,且结合勘察资料保证所选区域安全、稳定;②减少植被毁坏,尽量选择植被稀疏场所;③不可占用当地平坦河滩地,若是当地河堤等工程需要,在满足山区铁路工程使用要求后可以将剩余用于河堤加固。但是值得注意的是,要提前与主管部门沟通,保证其符合当地规划;④避开出口窄、切割深的区域,把控与施工区域之间的距离和运输便利性[1]。

2.研究保持山区铁路弃渣场水土的有效措施

2.1设置挡渣墙

为保证当地水土状况良好,可以落实挡渣墙施工作业,遵循先挡后弃的原则减少弃渣流失,保护下游环境。在开展挡渣坝防护设计工作时,为保证弃渣场整体安全稳定性,要将挡渣坝设置在渣堆最低端坡脚处,多为渣场谷口较窄的区域,这主要是为了减少工程量。在科学选定位置后开展混凝土施工作业,并在其墙身上交错设置PVC管泄水孔,根据具体地形地势合理设置坡率,强化挡渣墙稳固性。另外,于基础底部的弃渣堆附近布桩,并设置导流洞和消能池,最后将浆砌片石和干砌片石分别铺砌在河床和挡渣坝顶部。除此之外,在实际设计设置过程中相关工作人员还应对弃渣场容量进行计算,从而保证挡渣墙设计施工有效性。

针对山区铁路弃渣场这一水土保持环境,最好选用重力式挡渣墙,并根据实际地形地质进行其稳定性的计算评估,从而科学确定挡墙长度。在选择施工材料时,尽量选择当地现有的石材种类,比如混凝土或浆砌石等,整体落实台阶式挡渣墙,把控2cm的伸缩沉降缝缝宽。其中,排水孔设计间隔控制在2m-3m范围内,其中最低排孔要保证距离地面高程30cm以上,并装置密目网用以反滤。此外,处于安全稳定性考虑,挡渣墙不仅要满足相关技术规范,还要保证基底最大压力值在地基承载力范围内,否则要提前落实钢筋混凝土底板施工作业。

2.2设置截排水沟

设计弃渣场排水系统时,相关工作人员应明确设计目标,即优化弃渣场安全稳固性,之后设计弃渣场底部排水设施。主要修建位置在弃渣堆积平台上,并做好急流槽的设置工作,保证顺利将周边坡面水体和平台水体汇集、排出。一般情况下,排水沟横断面应设计为梯形断面,基于排水沟流量计算结果确定排水沟水深和沟底宽度参数,保证排水沟断面面积的科学合理性。在实际设计施工中,要做好弃渣场底部的平整工作,之后以平行的方式设置波纹管,并连接带孔波纹管,将其作为支管。为使后期顺利排水,打孔部位要在管周三分之二处以上,孔侧朝上,其他部位埋设至水泥砂浆保护层。为顺利排出地表水,要做好坡脚水沟设计,把控沉降缝之间距离,通常状况下控制在10m即可,同时沥青麻筋塞,扎顶向外设计为排水坡,一方面避免排水过程中水沟出现开裂现象,另一方面便于水流汇集。针对排水沟的一般地段施工设计时,要将碎石作为垫层,并控制沟深厚度。

2.3设计急流槽消能设施

在山区铁路弃渣场水土保持工作中,若是其排洪沟出口处具有较大地面起伏,要做好急流槽效能设施设计,并将其连接于原排水系统,以此避免水流对下游造成过分冲刷。在开展排水消力设计时,最好设计设置消能池和陡槽工程,其中,严格按照上游渐变段、陡槽段、消能池和下游整流段开展设计工作,并做好与排洪沟和排水系统的连接工作。尤其是陡槽,相关人员应落实矩形断面,为进一步改善下游消能情况,在陡槽段的槽底还应落实交错时矩形加糙作业,依托于明渠均匀流公式确定尺寸,比降控制在1∶3。另外,采用浆砌石砌筑消能池,提高当地石料资源利用率,将槽底板砌筑厚度和侧墙厚度均控制在0.5m即可[2]。

2.4复垦绿化

除了相关设施的设计与建设,该区域水土保持工作也要落实复垦绿化工作,即完成弃渣场弃土后恢复当地绿化环境,从而有效推进生态文明建设。具体措施如下:

第一,种草复绿。完成弃渣场相关作业后平整场地,均匀覆盖30cm耕植土,将岩石、杂草等去除后均匀撒播草籽,覆盖细土,厚度为草籽厚度的两倍即可。需要注意的是,每亩草籽用量要控制在1kg左右,且把握种植密度,及时浇水,具体水量参照实际天气,提高草籽存活率。

第二,植树复绿。根据山区铁路弃渣场所在区域的流行树种,多选用当地树种开展种植作业,同时要考虑树种的成活率,所以可以选择柏木、马尾松,辅以桑格花等草木,从而较快恢复当地的自然状态。其中,合理把控树木间距,一般情况下控制为2m×1.5m即可。在控制树种密度时,相关人员可以利用基于设计行距定出方格网,之后确定树种的栽植穴,同时根据树苗树根和栽植状态选用相应的栽植方法。尤其是树坑深度的控制,比如树苗为裸根状态,那么树坑深度要控制在穴坑之间的四分之三或者五分之四左右,若是存在土壤板结等情况,则根据实际情况合理扩大树坑大小。栽植后,做好浇水工作,保证树坑湿润,直至发芽成活。

第三,加强植被后期养护管理。为进一步提高植被成活率,保护当地水土的同时避免资源浪费,相关人员还要及时展开养护管理工作。具体而言,根据当地具体季节和降水量制定科学合理的浇水养护计划,多在上午和傍晚展开,避免水资源蒸发。在植被种植后期要一周开展一次浇水养护工作,并逐渐增加浇水间隔,同时做好遮阴工作和追肥作业,保证植被具有充足生长发育养分,利用植被实现水土保持目标。

结论:综上所述,为保证山区铁路工程及其弃渣场周围具有良好水土保持状态,相关工作人员要科学选择弃渣场位置,落实安全、经济、合法、环保等原则,并依托于挡渣墙、截排水沟的设置和复垦绿化措施增强该区域水土保持能力,从而增强工程效益。

参考文献

[1]陈永,黄英豪. 山区铁路弃渣防护技术及资源化利用现状[J]. 再生资源与循环经济,2020,13(12):26-31.

[2]陈柯霖,卿伟宸,朱勇. 浅论环保新形势下艰险山区弃渣场系统设计[J]. 高速铁路技术,2020,11(5):87-91.

作者简介:刘宇林(1994—);男(汉);籍贯:山西吕梁人;最高学历:硕士研究生;目前职称:助理工程师;研究方向:铁路工程水土保持方案编制工作.

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