大型弃渣场段桥改路经验与教训

某高山峡谷段线路以10×20m空心板大桥的形式通过沟谷，桥长204m，桥高约36m。由于区内弃渣限制而不得不将55万方弃渣场选填于桥梁段所在沟谷，造成桥梁约有27m位于弃渣体内，导致桥梁安全隐患较大，且桥梁施工与隧道弃渣干扰，施工难度大，质量不易保证，桥梁受控于渣场安全等。故提出“桥改路”设计调整，以期理顺施工组织关系、减少工程实施难度、降低工程造价，并将该弃渣场的弃方量由55万方进一步调整为80万方，以更好的消化区内弃渣。

根据现场地质调查，该段线路拟征用的地段沟谷深切，呈“双S形”，沟底宽约5~20m，谷坡高陡而覆盖层较薄，基岩多有出露，植被茂盛。沟谷内常年有水，其常年稳定水量为1~4方/S，暴雨时可增大至10~15方/s，为典型的沟谷暴涨暴落型河道。由于洪水时水量暴涨导致沟谷内多有较大的颗粒携带而下，导致线路后部约30m部位设置的高约3m的拦挡坝工程损坏。

图1 线路后部的深切沟谷形态

图2 洪水损坏的既有沟口拦挡工程

“桥改路”工程变更阶段结合弃渣场扩容至80万方，采取如下主要工程措施进行处治：

1、支挡工程：依据沟谷呈“双S形”的特点，在下游沟谷转折处后的前部设置大型拦挡墙工程，从而利用有利的地形合理消减弃渣形成的土压力或下滑力对拦挡工程的高要求。根据计算和适当安全储备，挡墙高为24m，采用砼浇注，墙踵部位设置两排进入中风化千枚岩、长7m的钢轨桩。墙身设置多排泄流孔，墙顶设置深4m的泄流槽。

2、填方坡率：高大挡墙后部弃渣场填方边坡采用1:2坡率，每高10m设置一级宽10m的平台，边坡总高60m。渣场中部原桥梁部位设置1:1.5~1:1.75坡率进行路堤填筑，路堤最大高度约14m。

3、排水工程：依据既有沟谷水文特征，弃渣填筑前在原沟底设置大型渗水盲沟，在拟设置弃渣场体上设置底宽5m，顶宽14.5m，高4m采用C20砼浇注的改移沟渠，并在弃渣填方前部边坡通过后在挡墙的泄流槽上通过。在前部高大挡墙前部设置消能池，以缓冲水流能量。弃渣上部的填筑的路基部位设置直径5m的钢波纹管涵，确保沟谷流水的正常通过。

图3 实施的工程地质断面图

工程设计咨询阶段，笔者认为场地利用“双S形”沟谷的有利地形进行弃渣是可行的，但考虑到大型弃渣场所在沟谷常年有水，故确保弃渣场的稳定与沟谷水的合理疏排是弃渣场安全的直接控制重点。

1、弃渣坡脚挡墙高为24m，施工及将来使用风险偏高，一旦出现失稳，对下游将造成较大的灾害。故建议将挡墙后部设置的宽约25m的平台，在结合挡墙土压力核查的基础上优化为10m，从而将挡墙高度降低为10m左右，提高挡墙的安全系数和降低使用风险。

2、高大挡墙后部弃渣场填方边坡采用1:2坡率，每高10m设置一级宽10m的平台是非常不利于拱导槽行洪时水流的安全通过。过陡的坡率和过大的平台与陡缓交界将造成流速过大的洪水发生“上扬”，将直接导致排导槽的发生过大的冲刷，存在较大的安全隐患。

故建议采用1:2~1:3.5的渐进型坡率设置，将各级填方边坡的平台由10m调整为2m，且在沟槽中设置高度20cm的阶梯状陡坎和降流坎，从而有效减小洪水时水流的冲刷作用。

3、考虑到线路后部沟谷中在洪水时常有较大颗粒带出，故建议在沟谷内侧地形转折处的前部设置多排拦挡坝，有效拦截沟谷中的较大颗粒，防止洪水时大颗粒的撞击造成下游沟渠的损坏。并宜将C20的砼改移沟渠材料调整为钢筋砼C30，以提高材料的抗冲击能力。

4、由于弃渣场存在后期的沉降问题，故建议改渠应尽量设置在弃渣填方外侧的自然斜坡上，并尽量采用耐沉降的钢波管材料进行设置。改渠设置前应采用沙层找平，并铺设土工格栅，以进一步降低改渠由于差异沉降引起的开裂损坏。

图4 建议优化的工程地质断面图

但由于多种因素，以上关键性的咨询意见并未执行。

图5 基本完工后的弃渣场

图5 基本完工后的线路后部改渠排导槽进口

工程基本完工后的第二年雨季，由于洪水时水流在宽大平台部位发生“上扬”冲出改移沟渠，对弃渣造成持续的冲刷而部分沟渠基础淘蚀严重而脱空，导致沟渠损坏严重，弃渣大量冲刷流失，给下游村庄造成了严重的威胁。

图6 洪水冲毁改移沟渠而冲刷弃渣

基于此，在灾后重建时，技术人员依据咨询意见进行了必要的“亡羊补牢”，在线路后部修建了两条拦挡坝，改移沟渠加强了刚度设置和沟槽的降流坎等的设置，调整了弃方边坡的坡形坡率。工程整改几年来经过了多次暴雨的洗礼，工程使用效果良好。

图7 线路后部沟渠流水颗粒较少

图8 沟渠材料及形式调整