山区公路弃土场选址和设计方法探讨-出版
山区公路弃土场选址和设计方法探讨
任建洲1赵弋舟1高超2
（1中国水电顾问集团西北勘测设计研究院,2西安公路研究院）
摘要：随着山区公路建设工程的增多，工程建设中暴漏出的废方乱弃乱倒，对环境破坏严重，除了施工管理方面的问题，在弃土场选址和设计层面也存在着很多问题，而目前尚无人对弃土场的选址和设计进行系统总结，本文立足于工程设计的角度，提出山区公路弃土场选址和设计的一般原则和方法，并结合工程实例介绍此方法的可行性，希望对弃土场的设计提供一定的参考。关键词：山区公路弃土场选址弃土场设计1引言
山区公路由于地形起伏大、地质环境复杂多变，路线设计中无论是明挖还是采用隧道方案，一般都会形成大量废方，因此必须设置弃土场来合理堆存弃土或弃渣。但由于弃土场为公路线外工程，建设过程中不能得到足够重视，暴露出很多工程问题。更有甚者，由于弃土场设置不合理造成泥石流等次生灾害，对人民生命财产安全造成威胁。除了施工方面的原因，弃土场的选址和设计也存在问题，作为弃土场建设的基础性工作，弃土场选址和设计应予以足够重视。2山区公路弃土场选址原则
公路弃土场的选址应结合公路沿线废弃土方的来源同时结合沿线地形和水文地质情况综合确定，总体来说弃土场选址可从以下方面着手：2.1弃土场应按照弃土来源选定弃土场大体位置
弃土场首先应在合理的路基土石方纵向调配基础上确定弃土的大体位置，弃土运距应按照经济运距控制距离，对运距过大的应从工程总体设计的角度优先考虑就近取土，临近弃土的方案。避免出现运量、运距过大和运距大引起的整修便道和其他防护工程量的增加。2.2弃土场的场地要求
弃土场布置时场地应考虑以下要求：（1）弃土场应尽量选择在地质条件相对较好的低洼路段或谷地的底部，无水流或水流较小的支沟、山间沟谷。（2）不占或少占耕地，尽可能利用荒山和荒地。（3）选择在肚大口小，有利于布设拦渣工程的地形位置，以达到自身稳定的状态，避免出现单坡场地。
3山区公路弃土场设计
山区公路弃土场的设计一般应从弃土场的几何设计、排水设计、防护设计、绿化设计以及施工质量控制建议五个方面着手进行综合设计。3.1弃土场几何设计
弃土场的设计要素主要有体积面积比和临空面。弃土场的体积面积比（Sk=V/A）即平均高度是弃土场的主要空间几何特征值，一般Sk越大，弃土场的经济性越强。但Sk太大则不利于弃土场自身的稳定，导致相关防护工程量的增大。一般情况下体体积面积比Sk以8～15m为宜。3.2弃土场排水设计
山区公路弃土场多利用自然冲沟和山间低洼地，因此弃土场四周应设计完备的排水工程。排水工程主要由挡水埂、排水沟、急流槽、墙前边沟和沉砂池等组成，其基础应尽量修筑在自然山坡上，以避免弃土的不均匀沉降带来的不利影响。3.3弃土场防护设计
山区的弃土场防护主要是坡面防护和坡脚防护。弃土方的坡面防护可采用适宜当地生长的草种进行坡面植草绿化防护的简单防护形式，弃石方的坡面防护可采用成块的石块码砌最下一级坡面的防护形式。弃土场坡脚一般建议采用浆砌石挡土墙收缩坡脚进行防护，挡土墙墙体建议采用重力式结构。3.4弃土场绿化设计
由于弃土弃渣是经过人为扰动的不成熟土壤，有机质和养分缺乏，持水性能差和物理性质不良，所以施工初期应预留临时场地堆放路基清表土和弃土场原场地的耕植土，用于后期场地覆土，同时优先选用天然生长的乡土植物，体现当地景观特色。
3.5施工质量控制标准建议
根据弃土场弃土完成后的不同的使用功能可采用不同的施工质量控制建议，主要有以下几类：1）用于居民安置区或其他建设用地的弃土场，压实度应达到95％以上。2）用于紧急停车带的弃土场压实控制标准压实度应到达80％以上，可保持在80％~90％之间。3）用于复耕或绿化的弃土场采用堆填方式的弃土场压实度几乎都在80％以上。4工程实例
某山区道路工程区位于陕西渭北中西部，属于泾河河谷中低山区，弃土场位于路线K3+600附近填石沟处，弃土石方量为5.57万m3，弃土场占地10.1亩。4.1弃土场选址
由于该道路弃土场弃土范围为K2+960～K4+050，主要废方出现在K3+300至K4+050，附近可选择的弃土场位置如图1所示。其中推荐弃土场位置位于K3+400至K3+700路基右侧，弃土沟道为天然干沟，无长流水。比较A弃土场位于该冲沟路基上游侧，弃土容量也能满足，但由于弃土后会对路基产生不利的土压力，因此不选。比较B弃土场位于路线下游冲沟，弃土容量也能满足该段落弃土需要，但由于弃土时运距较远，另外，该弃土场位于常流水冲沟内，弃土后会形成堰塞湖，排水工程量较大，因此也不选。
图1弃土场选址示意图
4.2弃土场具体设计
该弃土场体积面积比Sk=V/A=8.27，布置较为合理。弃土场设三级边坡，第一级边坡坡率1:1.5，坡高8m，第二级边坡坡率1:1.75，坡高10.0m，第三级边坡坡率1:2.0，坡高13.97m。弃土场顶面边缘设置梯形排水沟，坡面边缘设置矩形断面的急流槽，边坡平台设置直角梯形截水沟，形成完备的排水系统。弃土场顶面和坡面采用适合本地生长的小冠花进行植草防护。弃土场坡脚采用4m高的
浆砌石挡墙收缩坡脚。土石方施工质量方面采用分层碾压，并要求土石混填时压实度不小于85％，弃土场前缘压实度不小于90％，弃石渣压实孔隙率≯24。5结语
弃土场的选址和设计问题是弃土场建设的基础性工作。弃土场选址应按照弃土来源选定弃土场大体位置，并通过场地条件确定位置，在具体设计中应分别从弃土场几何设计、排水设计、防护设计、绿化设计和施工质量控制建议五个方面做好设计工作，以便给弃土场施工提供切实可行的指导。
参考文献：
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扩展阅读：弃土场选址原则
目前，高速公路建设快速发展，工程建设规模大，在工程建设中弃土场作为高速公路线外附属工程，往往被业主、监理、施工单位所忽视，特别是在山区高速公路建设中弃土场的位置和设计不当，给当地政府和老百姓留下诸多隐患，造成较大损失。本文针对弃土场的选址和设计进行了探讨，总结了弃土场选址和设计过程中的一些经验。
1弃土场的选址原则
弃土场选址的综合原则为安全、可行、科学、生态、经济，选择一处合理的弃土场要综合考虑以下各种因素，优化各种方案，达到选址最佳弃土场的目的。
(1)选择肚大口小的喇叭形位置，这样可以减少防护工程数量，特别是挡渣墙的工程量，节约工程造价，也有利于弃土的稳定［1、2］。
(2)选择荒山或贫瘠土地，尽量少占耕地。土地类型和数量是决定征地费用的主要指标，土地较好或数量较多，征地费用较高，因此弃土场应选择荒山、贫瘠土地。
(3)避开陡坡、滑坡体以及极易产生工程滑坡或者诱使古滑坡复活的地段，避免出现单坡场地［2］。特殊情况下弃土场可以与高路堤或陡坡路堤综合考虑设置，对高路堤或陡坡路堤进行回填反压，到达路堤稳定和弃土场稳定的双重效果;弃土场也可以和路基排水综合考虑，将取土场设置在需要通过涵洞排水的地段，即进行填平处理，从而减少涵洞数量。
(4)避开特殊地段，减少拆迁或尽可能避开拆迁，以便征地工作的开展。比如林地、墓葬群、高压电力网以及地表附着物较多或价值较高的土地等等，由于这些区域拆迁量大、拆迁难度大，不利于工程进度，因此应尽可能避开这些区域。
(5)选择汇水面积较小的沟头荒山地，这样可以减少弃土场的排水沟和盲沟的工程量，减少造价，也有利于水土保持。
(6)避免在水源地、水库上游设置弃土场，当必须设置时，应征得当地水保、环保部门的同意，并切实做好弃土场防护、排水设施，以免造成水土流失、水体污染。(7)合理运距，降低成本［3］。运距是决定弃土运输单价的首要因素，运距短可以节省工程造价，且施工方便，但运距过短将影响路基后期运营安全，结合景观、生态建设的需要，应尽量将弃土场布置在高速公路视野外，最长运距不宜超过3km，平均运距控制在1km以内。
(8)结合当地建设规划和老百姓意愿。可以将弃土用于填堰塘、固河堤、修当地机耕道、修屋基等，尽可能变废为宝，减少投资，增加社会效益。
(9)远离生活区，运输弃土的临时施工道路尽可能绕过村镇，减少施工期间对当地老百姓生活造成过多的干扰，如环境污染(粉尘、噪音)、道路破坏、交通堵塞等。
2弃土场设计
弃土场的设计要素主要有体面比和临空面。弃土场的体面比h计算公式为:h=v/s(其中:h平均高度是弃土场的主要空间几何特征值。)一般来说，h越大，弃土场的经济性越强;在所占土地面积一定的情况下，h越大弃土越多;在弃土总量确定的情况下，h越大则占地越少，对原有自然环境的破坏程度也越小;但h太大则不利于弃土场自身的稳定，也会导致相关防护工程量的增大。一般情况下体面比h以8～15m为宜，h过小则意味着弃土场占地过多，应考虑选择新弃土场［2、4］。弃土场的临空面对于弃土场稳定安全来说至关重要，临空面宽度和临空面高度是弃土场对自然环境破坏的数值反映。因此选择弃土场位置时应注意临空面背向公路和生活区，降低安全隐患，避免影响景观，过度破坏生态。
(1)当弃土场自然地面横坡大于15%时，应对弃土场进行稳定性分析，并采取相应的处理措施，比如在原地面开挖台阶，自下而上分层填筑，并摊平碾压，顶面层可不进行压实。
(2)当弃土堆放高度大于8m时，应在8m处设边坡平台，平台宽度2～3m，第一级边坡坡率宜采用1∶1.5，第二级边坡坡率宜小于1∶1.5，顶面层设置不小于6%的排水坡;坡面要进行绿化，以防止雨水冲刷造成水土流失。(3)弃土场周围应设置完善的截、排水设施，将地表水引排至弃土场外，防止周边汇水直接冲刷弃土场;弃土场内设置横向排水，快速排除场内积水;坡底排水沟与地方排水水沟要接顺。
(4)弃土场必须先做好临时排水、支挡等必要防护工程方可弃土，比如说盲沟、挡渣墙。
3工程实例
以贵州省惠水至兴仁高速公路建设中选择的弃土场进行分析。图1、图2所示的弃土场是一个典型的肚大口小的喇叭形弃土场，该弃土场弃土量大，挡渣墙的工程量少;根据现场地质勘查，该处地质较好，不是滑坡体和古滑坡地段，弃土后不会诱发工程滑坡;地面的附着物较少，经济作物少，拆迁量小，征拆费用低;弃土场周边的汇水面积较小，排水工程量不大;综合考虑运距等其他因素，该处是比较合理的弃土场。
4结束语
弃土场选址和设计是一个综合性强的工作，既要考虑多弃土，又要考虑减少征地费用和工程防护费用，也要兼顾群众利益。只有综合考虑弃方量、运距、征地费用、工程防护费用、生态恢复以及排水等等因素后，才能选择和设计出较合理的弃土场方案。
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