大伙房水库输水工程隧洞弃渣处理

王慧斌

（辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110166）

大伙房水库输水工程隧洞弃渣处理

王慧斌

（辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110166）

辽宁省大伙房水库输水一期工程，是解决水资源不均衡的调水工程，辽宁省大伙房水库输水一期工程主体隧洞开挖弃渣的处理和利用，采取了切实可行的防护技术措施，保证了渣场的稳定，同时将符合规范要求的石料用于不同的用途，变废为宝。

输水工程；隧洞弃渣；渣场防护；合理利用

1 概 述

辽宁省大伙房水库输水一期工程，是解决水资源不均衡的调水工程，主体为85.32 km的地下洞，因此，洞身开挖产生的大量石渣如何处理，如何经济地利用和安排，是值得探索的。下面就已 TBM1标段弃渣处理为例进行研究。

TBM1标段位于辽东地区本溪市桓仁县至抚顺市新宾县疙疤寨之间，属于山区地貌。

本段选择TBM掘进机这种环保的施工方法，实现较长距离的掘进而无须大量的辅助支洞，大大减少了开挖的石渣量。本工程开挖出的石渣主要堆放于渣场，并采取有效措施进行防护，同时有效地利用石 方［1］。

2 堆渣场地的防护及运用

本工程中弃渣场主要安排在就近洞口附近，缩短道路铺设等工程量，同时减少了对环境的影响，弃渣场为10＃、11＃、12＃，位置都是业主方指定位置。

2.1 弃渣场准备工作

1）首先将弃渣场场地内原来大型树木进行移植，移植到上级部门允许的地方。

2）原地表土的开挖、存放和使用

含有灌木、根须等原地表土有机土壤，应按监理指示的要求进行开挖，并运到指定场地存放。工程结束后，环境保护和土地恢复原貌时，将堆放的土料覆盖在渣场上面，用于种植绿色植被等。弃渣场工程见表1。

表1 弃渣场工程量表

2.2 弃渣堆填

首先将爆破开挖的大块石铺设在场地底部，宽度5 m，高度1.5 m，形成稳定支撑空隙结构，作为排水通道。其次用300 g／m2无纺土工布包裹，再堆填其他弃渣。

由于石渣有较多棱角，因此，铺设土工布的时候注意别刺破，起不到相应的作用。弃渣场工作流程图见图1。

2.3 弃渣场的布置

1）钻爆法开挖的石渣，按照图纸要求和业主指示进行堆放。

2）弃渣堆放原则：立体上由低至高，平面上由远至 近［2］。

3）安排D85推土机将石渣，由低往高层层推铺。

2.4 弃渣场防护工作

2.4.1 渣场防护材料要求

2.4.1.1 单向土工格栅

选择单向拉伸土工格栅（见图2）作为弃渣场边坡的加强材料。

土工格栅的参数选择：最大屈服强度 ≥50 kN／m，单位面积质量≥500 g／m2，延伸率要 ＜10%，2%延伸率的抗拉强度≥12 kN／m，5%延伸率的抗拉强度≥30 kN／m［3-4］。

土工格栅铺设原则：垂直于坡面铺设为高强度的方向（主方向），铺放要平整稳定，不能发生移位。

图1 弃渣场工作流程图

图2 单向土工格栅示意图

2.4.1.2 无纺土工布

无纺土工布单位面积重量为300 g／m2，厚度≥2.2 mm，横向和纵向的拉力均≥15 kN／m，延伸率均≥40%，撕裂强度均≥0.42 kN。

2.4.1.3 塑料盲沟

外圆直径为200 mm，扁平率在压缩量5%时≥45 kPa，15% 时 ≥120 kPa；单 位 面 积质 量 ≥3500 g／m；孔隙率≥80%。

2.4.2 施工要求

具体的施工要求共有以下11点：

1）边坡内加强材料选单向拉伸土工格栅。

2）土工格栅在铺设前检查所用材料及加工制作是否符合设计要求，有无损坏等，并清除铺设面上有可能损坏土工合成材料的杂物［5-7］。

3）坡底基础范围内的地面按设计要求开挖平整，开挖后全面检查，所有软弱土需压实或挖换合适土料。

4）土工格栅铺设原则：垂直于坡面铺设为高强度的方向（主方向），铺放要平整稳定，不能发生移位。

5）顺坡长方向的搭接宽应≥15cm，连接处应扎接好。

6）加强材料上填筑石料在压实前其厚度 ＜0.5 m，施工机械设备与加强材料间的填土厚度最少为15cm。

7）渣场各部位选择合适的机械进行压实填筑，压实度≥85%，同时保证渣场按照设计要求的点、边、线施工。

8）包裹式防冲刷坡面按施工图纸要求进行，包回的筋材压在下一层的下面，其长度≥1.0 m。

9）陡坡的临空面如有漏土现象，则在土工格栅内衬细孔网材或土工织物。

10）浆砌石挡墙内的排水管选用 PVC排水管，并应做好管端部的反滤。

11）无纺土工布和塑料盲沟的安装、铺设可按厂家建议的方法执行，并满足相应规范的要求。

2.5 砌体防护工程

本标段的砌体工程主要为渣场的防护，主要包括挡渣墙及排水沟的砌筑均采用浆砌块石，坡脚采用抛石体护坡。

2.5.1 浆砌石挡墙施工

浆砌石挡墙施工应注意以下4点：

1）严格按照规范要求施工，料石砌筑的挡渣墙采用同皮内丁顺相间的砌筑形式，当中间部分用毛石填筑时，丁砌料石伸入毛石部分的长度≥200 mm。

2）浆砌石挡渣墙按照图纸施工，并安布排水管和伸缩缝等。

3）砌完后12 h应及时养护，及时洒水保持湿润。养护时间：水泥砂浆砌体一般为14 d，混凝土砌体的养护时间应≥21 d。

4）浆砌石水泥砂勾缝施工，砂浆使用水泥的强度等级为 32.5的普通硅酸盐水泥，灰砂比控制在1∶1～1∶2。清缝在料石砌筑24 h后进行，缝宽不小于砌缝宽度，缝深不小于缝宽的2倍，勾缝前必须将槽缝冲洗干净，不得残留灰渣和积水，并保持缝面湿润。

勾缝砂浆必须单独拌制，严禁与砌体砂浆混用。当勾缝完成和砂浆初凝后，砌体表面应刷洗干净，至少用浸湿物覆盖保持21 d，在养护期间应经常洒水，使砌体保持湿润，避免碰撞和振动［8］。

2.5.2 抛石体施工

殷石体施工注意以下3点：

1）抛石施工，严格按照规范进行，从下层往上层抛掷，每层安置紧密，表面无浮石。抛投时大小搭配均匀，面层要用大块石。

2）根据抛石段划分，由里到外，由远而近，先深后浅进行，每一层要抛掷均匀得当，不得零抛散堆。

3）抛石体表面，按设计断面整理成形，使其平整美观。

2.5.3 砌体工程质量检查

砌体工程质量检查应注意以下5点：

1）按规定进行物理力学性质试验和外形尺寸对抛石的石材进行量测，砌石所用的石料，需满足施工图纸或监理工程师的要求。

2）砌体工程使用的原材料，如沙子、水泥、粉煤灰等，严格执行相关标准，不合格的材料严谨用于工程。

3）按工程师指示定期检查砂浆和小骨料混凝土的配合比，同时定期取样做砂浆和混凝土试块，符合相关要求。水泥砂浆的抗压强度检查：①同一标号砂浆试件的数量，28 d龄期的每200 m3砌体取成型试件一组3个；②小骨料混凝土的抗压强度检查；③同一标号的小骨料混凝土试件的数量，28 d龄期的每200 m3砌体取成型试件一组3个。

4）砌体外露面要进行检查，保证其平齐整洁，勾缝饱满均匀，石块摆置合理紧凑，砂浆填充饱满，无通缝贯通缝等情况。

5）排水孔尾部过滤材料完整，不能堵塞，对其进行可靠检查。

2.6 弃渣场的治理措施

为了防止弃渣堆受大雨冲刷，产生水土流失、边坡失稳等现象，弃渣的堆放采取治理措施：

1）弃渣场的堆放过程中，采取从低程往高程分层进行弃渣堆放，渣场边坡坡比≤1∶2，每层设置宽5 m马道。

2）设置浆砌石挡渣墙，并预埋 Ф100PVC管，作为排水系统，防止堆渣崩塌和水土流失。

3）渣场在坡脚设置抛石护脚，抛石高度为1.0 m，底宽为2.0 m，抛石总长度为弃渣坡脚长度。

4）在弃料堆周边山坡设置截水沟，坡道上设置横向排水沟，将水流集中排往堆石护坡脚外边缘修建的排水沟内，水流汇集在坡脚排水沟内再排至下游。截水沟和排水沟均采用M7.5浆砌石。

5）渣场弃渣结束后，将堆放一边的原表层土摊铺在渣场上层复耕，种植树木和灌木，做好环保工作。

2.7 弃渣的利用

隧洞开挖出来的石方，可以进行有效合理的利用，既节约工程成本，又就地安排消化，形成：

1）用于各施工道路的修建、维护、保养。

2）经工程师批准，且试验合格的弃渣可用作混凝土骨料或者浆砌石石料。

3）作为河堤防护堆料。

3 结 语

大伙房水库输水一期工程主体为85.32 km隧洞，它开挖的弃渣量大，石方较多，经过大量的实地考察和安排，堆放渣场稳定可靠，防护技术措施起到了保护作用，有效地保证了工程的环境效益，因此，本工程实施的弃渣处理合理，效果良好。

［1］张昌银.水利工程砌石体结构裂缝与施工监理［J］.西部探矿工程，2009（06）：181-183.

［2］张汉宏.浅析堤防工程砌石加固施工技术［J］.科技资讯，2002（23）：65

［3］徐彬，王昂峰.钦寸水库输水隧洞施工突发涌水的预防和抢险［J］.浙江水利科技，2013（04）：92-94.

［4］钟世华.水库输水隧洞混凝土裂缝控制分析［J］.水利科技与经济，2009，15（07）：638-639.

［5］徐文杰.龙潭水库熟睡隧洞渗漏分析及其灌浆处理［J］.小水电，2006（05）：67-68.

［6］杜世斌，林业彦.大伙房水库输水隧洞施工中 TBM作业方案的论证与实践［J］.水利水电技术，2007，38（03）：47-49.

［7］吴德平，范美师，杨育礼.莲花田水库输水隧洞竖井滑模施工技术［J］.人民长江，2009，40（03）：44-45.

［8］田如军.水库输水隧洞除险加固措施分析［J］.黑龙江水利科技，2014，42（03）：112-113.

X705

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1007-7596（2015）02-0065-03

2014-05-12

王慧斌（1982-），男，山西昔阳人，工程师。