弃渣场病害处理及位置选择

1 前言
高速公路土建施工过程中，施工单位往往对弃渣场缺乏重视，单纯顾及弃渣而忽略弃渣场的选择不当可能产生的诸多后遗症，致使常有发生弃渣体出现沉陷、坍塌，甚至整体滑坡、泥石流等病害。究其原因，为设计单位缺乏对弃渣场的调查，设计方案不够合理，而施工单位在弃渣场的选址、处理问题上麻痹大意。本文以厦蓉高速公路（贵州境）格都段某土建标弃渣场发生的病害为例，详细介绍病害的成因及处理方案，并提出弃渣场位置选择的要点。
2 工点情况
2009年3月贵州南部持续大雨，在建的某高速公路1#弃渣场发生溜坍，弃渣呈泥石流状沿冲沟直线而下，部分泥石开始进入下游沟渠，已危及畜饮水源；同阶段3#弃渣场也发生了不同程度的溜坍，弃体推垮挡墙后沿冲沟而下，危机下游百亩土地。
2.1弃渣场的地形情况
弃渣场位于高速公路主线路基右侧，群山环绕、仅余一个方向缺口的山谷地形，原设计在弃渣场下方设置压填石渣筑坝，坝体正面采用满铺干砌片石护坡。
2.2 病害发生后的现场情况
经现场察看病害，发现有以下现象：
(1) 松散的弃渣在暴雨后发生溜坍，并在地表迳流的携带下，弃渣呈泥石流状漫过挡渣墙。
(2) 弃渣场坝体正面未及时满铺干砌片石，下方锁口处挡渣坝高度不足。
(3) 弃渣场清表不足，有地下水流。
3 处理方案
3.1 病害原因分析
发生此病害除了有持续暴雨径流的诱因外，更重要的原因是弃渣场未做彻底的清表处理、堆渣时采用倾倒方式，并未经压力机碾压。
(1) 未经碾压的松散的残土，直接倾弃于未经彻底清表的弃渣场，形成了层间软弱面，经水泡软后形成了滑动面，导致弃渣堆溜坍；
(2) 开挖的临时排水沟未经过较好维护，在暴雨中形成的径流任意漫流，冲刷溜坍体，弃渣呈泥石流状漫流甚至是宣泄；
(3) 弃渣场下方锁口处做的挡渣坝高度不足，没有起到屏障作用，导致泥石流状弃渣危及下游农田。
3.2 处理方案
根据病害发生的内因和诱因，结合现场的地形、地貌条件及水文地质情况，在解决了地下水排放、场地内清表的情况下，按照弃渣方量对锁口处弃渣进行分层填筑及碾压，其边坡稳定性经计算满足要求，不存在滑坡等隐患。因此提出清理场地、引排地下水、加固坡脚、整排地表水的处理方案。
3.2.1 应急措施
在弃渣场周边开挖环形系统临时截、排水沟，以截、排地表径流，减少地表水渗透。
3.2.2弃渣场处理方案
（1）弃渣场内设置环形盲沟。
纵向主盲沟尺寸为2（宽）×2（高）m，横向盲沟尺寸为1（宽）×1（高）m，盲沟四周用250g/㎡的渗水无纺土工布包裹，其下设30㎝的C15混凝土封底，沟内填满碎石，碎石中央放置四根内径160mm的打孔PVC管。
（2）清除弃渣场内的所有虚方，加高1#挡渣坝。
因弃渣方量较大，对弃渣场进行彻底清方工程量巨大，结合实际地形情况，加高1#挡渣坝，在下游增设2#挡渣坝。施工时可先清除1#挡渣坝顶土方，清理1#、2#挡渣坝内所围成的小块弃渣场并施工纵横向盲沟；然后实施2#挡渣坝。
清除的弃方采用两台挖掘机翻运的方法，逐次清理、重复翻运，分层填筑、碾压并设置一定台阶以达到清理松散弃渣的目的。
（3）2#挡渣坝施工
采用C20片石砼施工2#挡渣墙，随墙身砌筑在墙背分层回填渗水土，并用挖掘机进行走动夯实。盲沟在穿2#挡渣坝的挡渣坝体处设双排四根Φ160mmPVC排水管，并以梯形排水沟对接下游原有沟渠。
（4）在弃渣体竖向中部设置透水层。
弃渣体边坡分3阶，阶间设5~3m宽平台，第一阶坡率1:2，高度小于12m，第二阶坡率1:1.75，高度为10m，第三阶坡率1:1.5，高度为8m。
（5）弃方应进行分层碾压，压实度应达到90%以上的要求。
（6）弃渣场弃方坝体形成后，应尽早对坝体表面应进行满铺片石并在片石间缝内撒播草种达到加固及绿化护坡作用，还要设置M7.5#浆砌片石截、排水沟，以更好的整合、排放地表迳流。
4 反思与建议
该弃渣场发生病害的原因，关键是堆渣前未彻底清表、倾倒弃渣、弃渣未压实。联想到高速公路施工中弃渣是不可避免的情况，为防止弃渣场发生坍塌甚至是滑坡、泥石流等病害，对弃渣场的选择及施工提出如下建议。
（1）场地慎选。
弃渣场地应尽量选择在路基下方的山谷、荒地，并应远离水库及村庄。
（2）避免软弱面，处理地下水。
倾倒弃渣、弃渣未压实，致使坡体层间软弱面是导致坡体失稳的内因，弃渣前处理好地下水是坡体稳定的关键。因此要采取清理好地表、分层堆渣及碾压的综合措施，避免弃渣体与地面形成软弱面并使两层面间形成顺畅的地下水排水通道。应进行场地清表、挖台阶，并视地下水流情况设置一定数量的盲沟。清表厚度根据植被情况取0.3～0.5m为宜。若有软弱表层，应根据盲沟的设置情况确定清表厚度，甚至全部清除并换填透水性材料，若地面横坡较陡，应适当开挖宽度不小于2m的台阶。应合理调整路基开挖、弃渣调运的施工顺序，将大粒径、透水性好的弃渣（如石方）置于弃渣场底部。
（3）稳固坡脚。
在弃渣场坡脚设置挡渣坝，可采用浆砌片石、C20片石砼，其尺寸应根据场地地质、弃渣体边坡情况经稳定性计算确定。
（4）控制碾压。
弃渣体是人工坡体，为避免沉陷、坍塌、滑坡等病害，还应进行碾压，压实度不得低于90%。
（5）层间加筋。
若弃渣中石方较多，应考虑在弃渣体设若干层厚度1～2m，用石方填筑的“加筋层”，既在坡体内增设排水通道，既顺畅排出地水水，又相当与布设了层状“筋带”，提高了坡体的强度。
（6）表面处理。
弃渣场的表层土在弃渣前应集中堆放加以保存，恢复时用于绿化工程和土地复耕。弃渣结束后，应根据现场地形情况设置合理尺寸的截、排水沟，以整合、排放地表迳流；同时应上覆耕植土便于进行绿化或还田。