丘陵区风电弃渣场水土保持措施设计探讨以台山锅盖顶风电场项目为例.docx

ISSN 1672-2841 CN 44-1587 / Z广东水利电力职业技术学院学报 2014 年 第 12 卷 第 3 期Journal of Guangdong Technical College of Water Resources and Electric Engineering，2014，Vol.12， No.39-11丘陵区风电弃渣场水土保持措施设计探讨以台山锅盖顶风电场项目为例丘保芳，张凯锋，程中秋（广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635）摘 要：丘陵区风电场在工程建设中土石方量开挖量较大，产生大量弃渣，容易造成水土流失。 对此从丘陵区风电工程弃渣的特点、渣场选址、防治措施的布置等方面进行探讨，以期在设计 好弃渣场的前提下，减少水土流失对周边的影响。 关键词：丘陵区；风电弃渣场；水土保持措施中图分类号：S157文献标识码：A文章编号：1672-2841(2014)03-03目前，国家已将新能源的开发提到了战略高 度，风能等清洁能源将是未来一段时间新能源发 展的重点。从现有的开发技术和经济性看，风能 开发具有一定的优势。随着风电机组国产化进程 加快，风电机组的价格将进一步降低，风电的竞 争力将大大增强。开发风电是降低国家石化资源 消耗比重的重要措施，有利于改善能源结构，促 进经济的可持续发展。风电场工程在施工过程中产生的弃渣是主要 的水土流失源，水土保持方案编写时应注重对弃 渣场进行水土保持措施设计。1丘陵区风电场工程弃渣特点（1）弃渣量大。风力发电要求风力资源丰富， 风机一般选择山顶或山脊处，风机安装平台的平 整工程将产生大量弃渣。同时，在风电场风机施 工和检修时，需修建施工（检修）道路，丘陵区 道路施工不可避免产生大规模的弃土弃渣。（2）选址困难。丘陵区风电场所处地形起伏大， 地面坡度较大，沟道狭窄、地质构造不详，沟道 汇水面积大，弃渣场选址较为困难。（3）水土流失危害较大。风电场工程弃渣的 特殊性，决定了其危害性。一方面，弃渣堆放压 盖了原有植被，而且渣体松散，破坏原有坡面稳定性和原有生态景观。另一方面，在工程建设过 程中，大量弃渣若不注意防护，则可能在暴雨的 作用下形成坍塌，甚至可能产生泥石流灾害，对 渣场下游居民和公共设施如公路、铁路、水库的 安全构成威胁。（4）植被恢复难度大。风电场位于低山丘陵区， 植被覆盖良好，但由于建设过程施工活动改变了 原有地形地貌，改变了土壤结构，破坏现状植被， 适合植被生长的腐殖层表土易流失，植被恢复难 度增大。（5）水土流失严重。风电场主要水土流失时 段主要集中在施工期，弃渣场区是水土流失防治 重点区域之一。弃渣场水土流失特点呈点状，水 土流失类型属水力侵蚀范畴，以面蚀为主，在部 分地区兼有沟蚀。因此风电场工程弃渣应合理堆 放，确保堆渣稳定，并采取适当水土保持措施进 行有效防护。2 渣场的选址弃渣场的选址应综合考虑地形、地貌、地质、 周边敏感性因素、占地类型、容量、运距、经济 及可能造成的水土流失危害等因素。根 据开发建设项目水土保持技术规范 （GB50433-2008），弃渣场选址应符合下列规定 ：收稿日期 ：2014-6-20作者简介 ：丘保芳，女，工程师，主要从事水土保持设计工作。10广东水利电力职业技术学院学报2014，12（3）（1）不得影响周边公共设施、工业企业、居民点 等的安全 ；（2）不涉及河道的，应符合治导规划 及防洪行洪的规定，不得在河道、湖泊管理范围 内设置弃渣场 ；（3）禁止在对重要基础设施、人 民群众生命财产安全及行洪安全有重大影响的区 域布设弃渣场 ；（4）不宜布设在流量较大的沟道， 否则应进行防洪论证 ；（5）在山丘区宜选择荒沟、 凹地、支毛沟，平原区宜选择凹地、荒地，风沙 区应避开风口和易产生风蚀的地方。弃渣场的选址除须满足上述相关规范规程的 强制性要求外，还应尽可能避免占用耕地、林地 及土地生产力较好的区域 ；充分利用工程周边的 荒废土地，选择低洼、较有利地形，减少对当地 生态环境的破坏 ；充分利用工程建设永久征地， 与工程用地相结合 ；尽量缩短弃渣运距，控制在 经济运距范围 ；对沟道库容进行合理计算，在不 会形成较大弃渣高度前提下，满足堆渣量要求。3渣场设计原则弃渣场防护遵循“先拦后弃，集中堆放”的 原则。每个渣场为各自独立的工程，堆渣前在各 渣场沟口布置挡渣墙、周边布设排水设施，堆渣 完毕后对渣面采取植物措施进行防护，以确保各 渣场的稳定，减少水土流失，避免对渣场下游造 成危害。根据各渣场容量、堆渣高度、可能对周 边环境造成的危害等情况，本着经济合理和安全 可靠的原则，分别确定各渣场的建筑等级，从而 确定建筑物的洪水标准和整体稳定要求。在堆渣前先行施工截水沟及挡渣墙，截水沟及 挡渣墙施工完毕后方可进行堆渣。堆渣应先上游后 下游，同一区域堆放要“中间高、两边低”，以利 于排水，在前一段区的渣料堆放达到设计高程时， 即实施相应的水保措施，然后再进行下一区域堆 渣，以免弃土裸露时间过长，造成大的水土流失。4水土保持设计（以锅盖顶风电场为例）4.1 锅盖顶风电场基本情况锅盖顶风电场位于台山市赤溪镇，距台山 市城区运输距离约为 53.6km。风电场场址东西 宽约 4.1km，南北长约 5.3km，场址范围面积约 15.4km2。风电机组拟布置在两条东西走向的山脊 上，海拔高度在 344m684m 之间。工程开挖总量约 81.33 万 m3，土石方回填总 量约 44.28 万 m3， 借方 0.11万 m3（砂料 ），余方 37.16 万 m3（其中表土 3.24 万 m3，0.11 万 m3 平整 于电缆线路施工场地，33.81 万 m3 运往弃渣场）。工程规划 2 处弃渣场用于堆放工程弃渣总量 33.81 万 m3。弃渣场占地面积 4.50hm2，占地类型 为有林地，堆渣依地形堆放，弃渣最终表面为坡面， 坡比为 1 ：2。4.2 弃渣场措施设计考虑到 1# 弃渣场堆渣量、占地面积、集雨面积均较大，故本文以 1# 弃渣场为例进行典型设计。1 弃渣场位于施工营造区西南侧，占地面积2.62hm2，占地类型为有林地，集雨面积为 0.13km2， 原地面高程 580 600m，容渣量为 26.40 万 m3， 拟堆渣量为 23.31 万 m3，最大堆渣高度约 20m， 拟堆放连接 16-25 风机施工道路弃渣及风机施 工产生的弃渣，需新建进渣场临时道路长约 80m， 宽 5.0m，泥结石路面，占地约 0.04hm2。（1）工程措施 1）表土剥离在堆渣 前，先进行表土剥 离，剥离面积 23900m2，表土量 4780m3，剥离表土用于后期绿化 覆土，绿化覆土 4780m3。2）截水工程在渣场上游设置截水沟，以拦截上游汇水， 截水沟断面及过流断面根据设计洪水流量确定。1# 渣场截水沟采用断面尺寸为底宽 0.6m、深0.6m、边坡1 ：0.5，截水沟采用 30cm 厚浆砌石衬砌，1 渣场设置截水沟长度为 477m。渣场处于沟道内，分级放坡堆渣，堆渣结束 后在场地中砌浆砌石排水沟，输导场中雨水。排 水沟与截水沟相连接，构成场内排水系统。经计算， 1# 渣场设置排水沟长为 606m，截排水沟开挖土方 均填在弃渣场范围内。3）拦挡工程为防止弃渣流失，在各弃渣场沟底出口处修 建挡渣墙拦挡。结合渣场实际情况，方案确定渣 场采用重力俯斜式挡墙型式布设拦挡工程。挡渣墙采用梯形断面，墙高 3.50m，墙顶宽 0.4m，背坡1 ：0.55，面坡1 ：0.1，采用 M7.5 浆砌石。 M7.5 浆砌石挡渣墙每隔 20m 设一道结构缝，缝宽 2cm，缝间填塞聚苯乙烯高密度板。根据挡渣墙实 际高度，在墙身底部、中部设置 50 塑料管排水 管，排水管间距 2m、梅花形布置，墙背侧用土工 布包裹，并保持倾向墙面 5% 的比降，基础开挖至 原状密实土层，挡渣墙要求地基承载力不得低于丘保芳，张凯锋，程中秋：丘陵区风电弃渣场水土保持措施设计探讨以台山锅盖顶风电场项目为例11150kPa。弃渣堆置坡度按 1 ：2.0 控制，弃渣过程 中进行适当碾压，以提高渣体的密实性和稳定性， 增强渣体抗侵蚀能力，防止水土流失，堆渣体每 隔 6m 高程设置一条宽 2m 的马道。根据现场地形， 1 渣场挡渣墙长度为 134m。因可研阶段设计未对渣场及工程区地质进行 详细勘察，在进行堆渣体及挡渣墙稳定计算时， 各项计算参数均根据同类工程取经验值，因此在 下阶段需对渣场及工程区进行详细勘察，查明渣 场及工程区工程地质情况及各项参数，并复核渣 场堆渣体及挡渣墙稳定。（2）植物措施 工程弃渣结束后，需对弃渣场进行植被恢复，在工程措施防护的基础上，对渣场顶部和坡面进行 全面整地。全面整地后采取乔灌草混种栽植绿化的 植物措施，以便在短时期内形成相对稳定植物群落， 达到尽快恢复地面植被覆盖的目的，控制水土流失。1# 弃渣场（扣除水沟及挡墙等硬化的面积） 全面整地面积共 2.39hm2，采取乔灌草混种栽植绿 化，绿化用土采用弃渣场自身剥离表土，铺草皮 23900m2，栽植乔木 ( 木麻黄 )1991 株，栽植灌木 ( 马 缨丹 )3984 株。（3）临时防护措施1# 弃渣场剥离表土 4780m3，剥离的表土临时料及临时堆放的表土，将其用于工程区复绿覆土。 由于施工期会产生一定量的水土流失，因此在两端排水出口各设置一个沉沙池，沉沙池长 6.0m、 宽 2.0m、 深 1.5m，采用砖砌结 构，采用 24cm 砖进行衬砌，内表面采用 M7.5 砂浆抹面。在1# 渣场设置 2 个沉沙池。5结语由于风电场弃渣场具有弃渣大、水土流失危 害大的特点，因此为其选址显得尤为重要，渣场 是水土保持设计的重点区域。建议主体设计优化， 通过方案比选、优化施工组织设计以及加强弃土 弃渣的综合利用，从源头减少弃渣量。通过水土 保持方案的编制，将弃渣场在工程措施和植物措 施等方面综合考虑，对弃渣场防护措施进行高标 准布设，做好表土保护、排水、拦挡措施、堆渣 结束后的全面整地和植物恢复措施。同时强调施 工过程中的水土流失预防措施，坚持“预防为主、 保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突 出重点、科学管理、注重效益”的方针，确实落 实各项防护措施，确保项目建设与水土保持协调 发展，尽量减少新增水土流失量。参考文献：堆置在弃渣场一角，在弃渣场工程措施范围内，为 防其遭降雨径流冲刷流失，堆土场周边采用编制土1开发建设项目水土保持技术规范（GB50433-2008）S. 北京 : 中国计划出版社，2008.袋拦挡，土袋土料取用剥离的表土。土袋挡墙高2丘保芳江门台山锅盖顶风电场工程水土保持方案 R.0.6m、宽 0.5m，1 渣场土袋挡墙长 240m，编织 土袋 72m3，表层采用塑料彩条布覆盖，塑料彩条3广州 ：广东省水利电力勘测设计研究院，2013 高宝林，周全，高武林 . 水电工程弃渣场水土保持措布面积共 1912m2。弃渣结束后，拆除土袋挡墙土施设计探讨 J. 中国水土保持，2011，（3）：36-38Study on Design of Soil and Water Conservation Measures in Wind Power Residue Field of Hilly AreaA Case Study of Guogaiding Wind Power Project in TaishanQIU Bao-fang , ZHANG Kai-feng, CHENG Zhong-qiu(Guangdong Provincial Investigation，Design and Research Institute of Water Conservancy and Electric Power, Guangzhou 510635, China)Abstract:A large amount of earthwork is excavated in wind field of hilly area in the engineering construction and a lot of waste slag is produced. Therefore, it is likely to cause soil erosion. This paper discusses measures for the prevention and control of layout