铁路建设项目弃渣场选址合理性分析研究

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  【摘  要】铁路建设项目因隧道、路堑、桥梁基坑开挖等产生大量弃土弃渣,经综合利用后剩余弃土弃渣需指定弃渣场进行妥善处置,弃渣场为铁路、公路等线型建设项目水土保持的重点和难点,弃渣过程中及弃渣结束后若防护措施不当会造成水土流失,并产生水土流失危害,损毁下游农田、水利等设施,若选址不当会严重威胁下游居民点及重要基础设施的安全,故弃渣场选址俨然已成为铁路建设项目弃渣场防治的重中之重。本文以太行山山地丘陵区某铁路项目为例,对所有变更弃渣场逐个进行了选址合理性分析,判定选址是否依法合规,方法和流程可为类似铁路建设项目提供参考和借鉴,最后提出了选址合理性分析中存在的需要探讨的相关问题。
  【关键词】铁路;水土保持;弃渣场
  1 项目概况
  某铁路主要位于山西省,末端部分位于河南省,线路长度358.761km,主要技术标准为新建高速铁路,正线数目为双线,设计速度250km/h,全线设13座车站。路基占线路长度的27%;桥梁占线路长度的30%;隧道共39座,长154.10km,占线路长度的43%。工程共设弃渣场131处,弃渣量为3537.90万m3,占地627.48hm2,其中沟道型120处,缓坡型2处,采石坑型1处,洼地型8处。131处弃渣场中最大堆渣高度大于20m的94处,弃渣量大于50万m3的3处,均为洼地弃渣场。
  该铁路水土保持方案于2015年取得了批复,原水保方案弃渣场110处,2016年下半年施工单位进场后最终落地131处,其中位置与原水保方案位置一致且堆渣量未超出20%的27处,位置一致堆渣量超出20%的5处,变更渣场共计104处,变更原因主要为线路平面和纵断变化、地方政府要求、征占地难度等因素。根据办水保[2016]65号文要求需编制水土保持方案(弃渣场补充)报告书,在弃渣场补充报告书中对变更渣场逐个进行了选址合理性分析,选址不合理的进行了优化和另选位置,弃渣场补充报告书于2017年取得了批复。
  由于受地形、曲线半径及城市规划制约,工程穿越了10处环境敏感区,其中自然保护区2处、水源保护区2处、山西省泉域2处、风景名胜区1处、森林公园1处、地质公园1处、文物1处(朱载堉墓全国重点文物保护单位)。穿越环境敏感区种类和数量多,各类敏感区内禁止或者限制取土场、弃渣场、制梁场等临时工程选址。
  2 弃渣场选址合理性分析依据
  2.1 水土保持法律及规范规定
  根据《中华人民共和国水土保持法》和《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433-2008),弃土(石、渣)场选址按以下原则执行:
  (1)识别弃渣场下游1km范围内的公路铁路等设施、工业企业、居民点等,并分析弃渣对其是否构成安全隐患。
  (2)禁止在河道内弃渣。
  (3)弃渣场汇水面积不宜大于1km2,大于1km2时,优化位置使汇水面积减少至小于1km2。
  (4)弃渣场不宜设置在沟谷纵坡陡、出口不易拦截的沟道,所有弃渣场测算沟道比降,不在纵坡陡的沟道内设置弃渣场。
  (5)在山区宜选择荒沟、凹地、支毛沟,平原区宜选择凹地、荒地,本工程131处弃渣场中沟道型120处,缓坡型2处,采石坑型1处,洼地型8处。
  (6)弃渣场需避开滑坡体等不良地质条件地段和泥石流易发区。
  (7)弃渣场选址应遵循“少占压耕地,少损坏水土保持设施”的原则,所有弃渣场需取得区县国土、水利、林业、环保部门的同意,占压耕地的的弃渣场后期进行复耕。
  2.2环境敏感区条例或管理办法
  环境敏感区种类繁多,主要有自然保护区、饮用水水源保护区、风景名胜区、湿地公园、森林公园、地质公园、文物等,依据环境敏感区条例或管理办法,本文执行原则如下:
  严禁在水源保护区(一级、二级)、自然保护区、风景名胜区、文物保护单位、湿地公园内设置弃渣场,尽可能避让森林公园、地质公园、准水源保护区等环境敏感区,确需设置时,应取得主管部门同意意见,同时选址须符合环评批复要求。
  3 弃渣场选址合理性分析
  3.1 选址合理性分析方法及过程
  第一步,查阅所有弃渣场平面布置图,并依据1:1万图、谷歌图等手段识别弃渣场下游1km范围内的居民点、公路铁路等设施、工业企业等,并注明相应距离,初步筛选出有安全隐患的弃渣场。
  第二步,依据1:1万图、1:5万图或谷歌图复核所有弃渣场汇水范围和汇水面积,筛选出汇水面积大于1km2的弃渣场。
  第三步,依据线路平面图、环境敏感区图复核弃渣场与沿线各类环境敏感区相对位置关系,判定弃渣场是否在环境敏感区内。
  第四步,外业逐个调查弃渣场环境现状、弃渣场容量、沟道地形、汇水范围等,对于下游1km范围内分布有居民点、公路铁路等设施、工业企业的弃渣场,详细调查相对位置关系和高差关系,必要时测量居民点或基础设施的高程及与弃渣场沟道沟底的高差,便于分析判断安全隐患。
  第五步,依据渣场设计平面图和各类纵断图复核渣场容量,依据沟心纵断面推算最大堆高、沟道比降等参数。
  第六步,综合选址合理性分析,不合理的进行重新選址或优化。
  3.2 选址合理性分析
  3.2.1下游有村庄的弃渣场
  104处变更弃渣场中下游1km范围内有村庄居民点的共14处,经分析12处选址可行,要求强化拦挡和排洪措施,2处弃渣场(68号和87号)对村庄构成安全隐患,其中68号弃渣场下游200m为村庄,距离较近,且渣场正对村庄,村庄规模较大,渣场最大堆高16m,存在安全隐患,在雨季、大风季节发生水土流失严重影响村庄周围环境,重新选址,新位置选址合理;87号弃渣场下游340m为村庄,弃方较大,弃土高度较高,存在安全隐患,重新选址,新位置选址合理。   3.2.2 下游有公路铁路等重要交通基础设施的弃渣场
  104处变更弃渣场中下游1km范围内有公路铁路等设施的共18处,经分析16处选址可行,要求强化拦挡和排洪措施,2处(39号和91号)对既有设施构成安全隐患,39号下游500m处为武乡县电厂灰场,弃渣场下游正对灰场排水暗管,存在安全隐患,重新选址,新位置选址合理;91号弃渣场下游110m为既有铁路,存在安全隐患,重新选址,新位置选址合理。
  3.2.3 汇水面积大的弃渣场
  4处弃渣场汇水面积大于1km2,分别为7号、57号、59号、111号弃渣场。
  7号弃渣场汇水面积为2.26km2,优化位置,移至上游支沟,调整后位置合理,汇水面积0.22 km2。
  57号弃渣场汇水面积2.95km2,优化位置,移至上游支沟,位置合理,汇水面积0.34km2。
  59号弃渣场汇水面积4.5km2,应移至上游支沟,位置合理,汇水面积0.55km2。
  111号弃渣场汇水面积2.93km2,沟道上游地形条件较差,且往上游移动位置后渣场会处于线路上游,渣场位置所在沟道比降较小,经核算挡渣墙断面处百年一遇流量为101.60m3/s,设计渣场排水系统最大过水能力为76.33m3/s,不能满足排水需求,加大断面尺寸满足排洪,位置可行。
  3.2.4环境敏感区内弃渣场
  本工程弃渣场基本避开了所有环境敏感区,4处弃渣场在庞庄水库准水源保护区内,分别为4号、5号、7号、8号弃渣场,选址合理性分析如下:
  (1)与相关文件符合性分析
   环评批文中未禁止在庞庄准水源保护区内设置弃渣场。
   铁路穿越水源地专题报告中未对准保护区内的施工行为作出限制性规定,仅对二级保护区内提出了禁止的施工行為。
   《饮用水水源保护区污染防治管理规定》((89)环管字第201号,2010年12月22日修正)第十二条规定准保护区内禁止新建、扩建对水体污染严重的建设项目;改建建设项目,不得增加排污量。设置弃渣场不属于水体污染严重的项目。
   《中华人民共和国水污染防治法》(2008年6月1日起施行)第六十条 禁止在饮用水水源准保护区内新建、扩建对水体污染严重的建设项目;改建建设项目,不得增加排污量。设置弃渣场不属于水体污染严重的项目。
  (2)环境影响比选定性分析
  首先经工程化验,隧道出渣本身没有有毒有害等污染、危害性,弃渣场不会对地表及地下水水质产生污染,不违反法律法规规定;其次若将4处弃渣场拟弃156万m3弃渣运至保护区外,运距为15 km ~30km,运渣路线主要为与庞庄水库入库河流乌马河并行的319省道,按每车运输20m3计算,共计78050车次,运输扬尘、运输车辆漏油等将严重影响乌马河水质,进而影响庞庄水库水质。从环境影响角度,在准保护区内原地处理无污染无危害性质的弃渣的环境影响远小于运出准保护区外的环境影响。
  (3)环保主管部门意见
  区县环保局同意4处弃渣场选址,并签署了正式纪要。
  (4)合理性分析
  综上,在准保护区内的4处弃渣场选址可行,应强化施工期环保管理及环保措施,将弃渣场等级提高至3级弃渣场,挡渣墙级别提高至3级,排洪工程级别提高至2级。并要求渣体不得含有重污染物,符合水源准保护区内“禁止在饮用水水源准保护区内新建、扩建对水体污染严重的建设项目”的规定。
  3.3 选址合理分析结果
  104处变更弃渣场中选址合理或可行的弃渣场93处;39号、68号、87号、91号等4处弃渣场存在安全隐患,重新选址后位置可行。7号、57号、59号、111号等4处弃渣场汇水面积大于1km2,其中7号同时也在庞庄水库准水源保护区内,7号、57号、59号等3处弃渣场优化位置后汇水面积小于1km2,选址可行;111号弃渣场沟道上游地形条件较差,往上游移渣场会处于线路上游,渣场位置所在沟道比降较小,经洪水计算,优化截水沟断面尺寸后满足排洪需求,选址可行;4号、5号、7号、8号等4处弃渣场在庞庄水库准水源保护区内,经分析选址可行,应强化施工期环保管理及环保措施。
  4 需要探讨的问题
  4.1 安全评价范围
  按照惯例,本文弃渣场安全评价范围为下游1km,分析了弃渣场对其下游1km范围内的居民点、公路铁路等设施的安全影响,所有弃渣场中最大堆渣高度最大的为76m,参照《水利水电工程水土保持技术规范》与下游重要基础设施的安全防护距离(1.5倍最大堆高)大于114m即可,与下游居民点的安全防护距离(2倍最大堆高)大于152m即可,最小安全防护距离远小于1km,在保证弃渣场选址安全可靠的情况下如何确定合理的安全评价范围是值得研究的问题,尤其是最大堆高小于20m的弃渣场,以便减少弃渣场选址难度。
  4.2 环境敏感区内弃渣
  目前国家高度重视环境保护和生态文明建设工作,弃渣场选址应尽可能避开所有环境敏感区,但因线路走向无法避免而以长距离隧道穿越环境敏感区时,产生大量隧道出渣,在不违背环境敏感区条例或管理办法时,应进行在敏感区内设弃渣场和弃渣运出敏感区外两方案环境比选,最终选择对环境影响较小的方案。如本文4处弃渣场在水源准保护区内,选址不违背环评批复要求和专题报告要求,符合法律法规要求,且环境影响小于弃渣场运出保护区外方案。
  另外,本文研究工程穿越山西泽州猕猴自然保护区实验区17km,其中94%为隧道形式,保护区段隧道出渣近216万方,环评批复要求在自然保护区内禁止设置弃渣场,本文按照环评批复要求,要求所有弃渣弃至保护区外弃渣场,虽然符合环评批复要求,但弃渣运距30~40km,且多为山路并在自然保护区内运输,施工期间运输弃渣产生的噪声、振动、扬尘等污染势必对保护区内野生动植物及生态环境造成较大影响。
  依据《中华人民共和国自然保护区条例》第三十二条规定:“在自然保护区的实验区内,不得建设污染环境、破坏资源或者景观的生产设施”,普遍认为弃渣场属于破坏资源或者景观的生产设施。此类情况首先考虑就地综合利用隧道出渣,出渣破碎加工成石料后用于工程本体的隧道衬砌、路基填筑以及保护区内道路边坡、河道堤防等基础设施加固等方面。其次,在符合《中华人民共和国自然保护区条例》相应条款的前提下,环评阶段应详细论述弃渣就地处置和运出保护外的环境影响比选,最终选择环境影响较小的方案,达到环境保护和经济建设双赢的目的。
  5 结语
  本文以太行山山地丘陵区某铁路项目为例,依据《中华人民共和国水土保持法》、《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433-2008)及环境敏感区条例及管理办法等,对所有变更弃渣场逐个进行了选址合理性分析,判定了选址是否依法合规。下游有村庄和公路铁路等基础设施弃渣场的安全隐患分析、汇水面积大于1km2弃渣场位置优化方案、在准水源保护区内弃渣场选址合理性分析方法等可为类似铁路建设项目提供参考和借鉴。最后提出了选址合理性分析中存在的需要探讨的相关问题,在今后工作中满足法律法规及规范要求下,优化弃渣场选址,从源头最大限度地减轻铁路弃渣对沿线生态环境的影响。
  参考文献:
  [1]《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433-2008).
  [2]《水利水电工程水土保持技术规范》(SL575-2012).
  [3]《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014).
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