山岭区弃渣场综合设计研究

0 引言

山岭区公路、铁路等项目的建设过程中，不可避免地存在弃渣场。弃渣场作为附属工程，设计阶段一般未被足够重视，未对其进行详细设计，造成施工过程中没有相应的设计依据，施工现场弃渣不规范，存在一定安全隐患，后期环保验收时存在很多问题。为避免出现类似问题，需要加强弃渣场综合设计工作，保证弃渣场稳定，避免水土流失。

1 项目概况

1.1 工程概况

蒙华铁路胡家堡弃渣场位于山西省运城地区河津市，该处弃渣场位于路线附近一冲沟内，拟弃渣40万m3，拟占地35亩，拟最大弃渣高度46 m，弃渣场下游200 m范围内未见构筑物。

1.2 工程地质条件

1.2.1 地形地貌

河津市由吕梁山区、南北坡高垣阶地及黄河汾河河谷等地貌单元组成，境内有一山（吕梁山）、二河（黄河、汾河）、三峪（遮马峪、瓜峪、神峪）。因汾河横穿辖区中部而过形成平坦而肥沃的河谷盆地，地形自北向南呈两端高中向低的马鞍状。

建设高原特色农副产品现代物流园区，打造具有农垦特色、服务农业产业的现代物流产业体系和服务网络新格局；完成了13个州（市）“好买卖”乡村新型商业中心建设工作，推动全省乡村现代农业新型经营体系建设，助力解决广大农民“买难、卖难”的问题，积极探索云南省农村商贸流通体系新模式新业态，达到了农产品“卖得快、卖得远、卖得好”的效果。

1.2.2 气象

河津市位于黄土高原，属暖温带大陆性黄土高原气候，受季风和内蒙沙漠气候的影响，四季分明。春季温和，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷多风，春季略长于秋季，冬季略长于夏季；年平均气温13.5℃，年平均降水量544.9 mm。

非正常工况Ⅱ：弃渣场施工完成后遭遇地震荷载的工况。

1.2.3 地震参数

地震基本烈度7度，基本地震动峰值加速度为0.15 g。设计地震分组为第二组。

随着网络信息技术的普及，学术期刊的发展环境迎来了极大的变化与挑战。作为分享科研信息和学术交流的阵地，科技期刊的生存方式也发生了根本性的变化。新媒体的出现，多种多样的传播方式使得科研成果的生产加工和转化发生了改变。虽然是科技期刊，应该走在科技前端，但由于期刊品牌在市场上没有知名度和影响力，在收发稿件上很落后，作者和审稿专家队伍也很难扩大范围。对于很多互联网同步不及时的地方科技期刊，期刊品牌影响力不够，知名度也小，许多优秀稿件无处可投，同时稿件的外审工作繁杂，这显然阻碍了科研成果的展示和交流。

  

图1 弃渣场断面图，mFig.1 Spoil yard section，m

2 弃渣场边坡设计

2.1 边坡型式

弃渣场坡脚处设置挡土墙，挡土墙以上设置7级边坡，每级边坡高度8 m，边坡坡率1∶2，平台宽度一般为5 m，在第三级边坡平台处设置15 m宽平台。当原地面横坡、纵坡大于1∶5时应挖台阶，台阶宽度不应小于5 m。弃渣应分层填筑分层压实，压实度不低于90%。顶部按横向2%双向坡度、纵向2%坡度进行设计，详见图1所示。

2.2 边坡稳定性计算

弃渣场抗滑稳定安全系数见表1[1]。

（1）是人们智慧的结晶，汇集了人们的智慧，不能对他人的作品进行抄袭。同其他著作权一样，商品的包装著作权同样受到法律的保护。包装在一定程度上对产品有着宣传作用，影响着企业的信誉。如果包装与产品的实际质量有很大的差距，不仅损害群众利益，也会影响企业自身的发展。[1]因此要重视包装的重要性，对其给予法律上的支持。

 

表1 抗滑稳定安全系数Tab.1 Stability safety factor

  

计算方法 级别简化的毕肖普法运行条件正常运行洪水运行特殊运行3 3 3最小安全系数1.25 1.10 1.10

2.2.1 计算工况

正常工况：弃渣场施工完成后经常发生或持续时间长的工况。

非正常工况Ⅰ：弃渣场施工完成后处于暴雨或连续降雨状态下的工况。

实验参数设定：直流电源电压E=200V，输出功率P0=500W，逆变器输出电流峰值I0max=7A，输出电压有效值U0=100V，额定负载电阻R=20Ω，缓冲电容C1=10nF，谐振电容Cr=100nF，谐振电感Lr=25μH，滤波电感Lf=1mH，滤波电容Cf=2.2μF，逆变器死区时间Δ=1μs，辅助开关Sa1、Sa2、Sa3、Sa4触发脉冲占空比分别为ρSa1=0.8，ρSa2=0.8，ρSa3=0.01，ρSa4=0.01，谐振电感电流阈值为Ia=12A，开关频率fc=20kHz，输出频率f0=50Hz.

2.2.2 计算参数选取

根据弃渣场地质条件和堆土及土体组成情况含水率，分别确定地基和土体的黏聚力、内摩擦角。2.2.3 计算结果

采用理正软件进行计算，稳定分析方法采用简化Bishop法[2]，滑裂面形状采用圆弧形，计算结果见表3所示。

利用词的多义或同音的条件，有意使语句具有双重意义，言在此而意在彼，这种类型的谚语在田林平塘高山汉族中相对较少。例如：

根据《公路排水设计规范》要求，水沟深度0.4＜h＜1.0 m时，平均流速应不大于3 m/s；水沟深度1.0＜h＜2.0 m时，平均流速应不大于3.75 m/s。根据泄水能力计算表和坡面洪峰流量计算表得知，溢洪道、截水沟和横向排水沟泄水能力均大于相应洪峰流量，断面尺寸满足要求。泄水能力计算结果见表6。

3 弃渣场支挡设计

其中，QP为频率为p的最大洪峰流量，m3/s；K为径流系数，取0.65；i为设计频率平均24小时降雨强度，mm/h；F为汇水面积，km2。

采用理正软件分别对挡土墙滑动稳定性、抗倾覆稳定性、地基应力及偏心距、截面强度进行验算，计算结果显示，在正常工况和地震工况下，结果均满足安全性要求。

 

表2 土层参数表Tab.2 Soil parameters table

  

名称 工况 重度/kN·m－3饱和重度/kN ·m－3黏聚力/kPa内摩擦角/（°）正常17.4--15.026.0地基 非正常工况Ⅰ17.418.211.020.0非正常工况Ⅱ17.4--15.024.5正常17.4--12.023.0土体 非正常工况Ⅰ17.418.29.017.0非正常工况Ⅱ17.4--12.021.5

 

表3 边坡稳定性计算结果Tab.3 Slope stability calculation results

  

滑动圆心 滑动半径/m 滑动安全系数正常工况 （5.123，72.382）74.381.58非正常工况Ⅰ （1.249，85.134）85.2201.41非正常工况Ⅱ （2.017，85.526）85.5831.19

  

图2 挡土墙断面图，cmFig.2 Retaining wall section,cm

4 弃渣场排水设计

根据《水土保持工程设计规范》，降雨强度为[3]：

弃渣场永久性截排水设施的排水设计标准采用5年一遇10 min短历时设计暴雨。

4.1 洪峰流量计算

4.1.1 降雨强度

根据《山西省水文计算手册》，降雨强度为：

 

其中，ip为频率为p的24小时暴雨量；kp为频率为P的皮型曲线模比系数；Hˉ24为最大24小时暴雨均值。

根据《山西省水文计算手册》，查得：

 

4.1.2 洪峰流量计算

 

弃渣场下游坡脚设有重力式挡土墙，基底为黄土，地基承载力特征值不低于140 kPa。挡土墙依据地形分台阶开挖，挡土墙最高为H=6.0 m，挡土墙计算高度为7.5 m，其断面如图2，对其进行验算。

采用带漫反射附件的NICONET5700型傅立叶变换红外光谱仪[5]，对样品进行了4 000～400 cm-1范围内的漫反射光谱测试；测试条件为扫描16次，分辨率为4 cm-1。对同一种样品又做了多角度测试，样品的漫反射红外光谱见图5。

4.2 截、排水沟流量计算

4.2.1 降雨强度

为了保证弃渣场在雨季等不利季节的安全稳定，设置的排水设施应能尽快排除弃渣场周边坡面积水及区域内洪水。弃渣场拦挡工程防洪标准等别判定为3级。防洪标准采用50年（重现期）一遇设计，100年（重现期）一遇校核。

教育既关乎国计，又涉及民生。党的十八大报告强调要“努力办好人民满意的教育”，不仅继续把优先发展教育作为教育改革与发展的中心任务，同时也把教育问题作为改善民生与社会建设的首要问题。这既是全面落实科学发展观的体现，也是进一步尊重人民对于美好教育和美丽中国的期盼。

 

 

表4 洪峰流量计算表Tab.4 Peak flow calculation table

  

部位 径流系数P=1%P=2%0.65 0.65汇水面积/km2 0.08 0.08降雨强度/mm·h-1 202.3 180.6坡面洪峰流量/m3·s-1 2.92 2.61

其中，qp,t为设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度，mm/min，取值2.0；cp为重现期转换系数，取1.0；ct为降雨历时转换系数，取0.72；q5,10为5年重现期和10 min降雨历时的标准降雨强度，mm/min。根据以上公式进行计算，求得：

 

4.2.2 坡面洪峰流量

弃渣场植被恢复植物种类的选择需遵循“深根性与浅根性相结合”的原则，同时还需具备耐贫瘠、速生等功能，以期在最短时间内发挥固土保水的效果。根据弃渣场所在区域的自然环境概况和弃渣场弃渣的成分，选用适合本地生长的植物。

 

其中，Q为设计径流量，m3/s；ψ为径流系数；F为汇水面积，km2；q为设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度，mm/min。

弃渣场周边洪峰流量和边坡洪峰流量计算结果见表5。

天然气作为优质一次能源，具有能效高、污染物排放少等优点。天然气发电与燃煤机组大气污染物实际排放量对比见表2。

 

表5 坡面洪峰流量计算表Tab.5 Slope peak flow calculation table

  

部位 径流系数弃渣场周边弃渣场坡面0.65 0.65汇水面积/km2 0.08 0.022降雨强度/mm·min-1 1.44 1.44坡面洪峰流量/m3·s-1 1.25 0.34

4.3 排水工程断面设计

4.3.1 排水设施总体布置情况

弃渣场顶部设2%的双向横坡及2%的纵坡，以利于排水。

本项目拟在弃渣场设置环形截水沟，截水沟设于弃渣与原山体结合部；截水沟水通过急流槽引至挡土墙外侧，急流槽出口处设跌水池进行消能。

土体顶部设七道横向排水沟，边坡台阶处均设置横向排水沟、弃渣场顶设置一道横向排水沟（分别位于距下游19 m、40 m、71 m、92 m、113 m、134 m及242 m处），横向排水沟水汇入中央排水沟。

4.3.2 排水断面设计

根据坡面洪峰流量，假定截水沟、横向排水沟及溢洪道断面尺寸，进行泄水能力检算，看是否满足要求。拟采用断面如图3～图5所示。

4.3.3 泄水能力计算

  

图3 横向排水沟断面，cmFig.3 Horizontal drainage section，cm

  

图4 截水沟断面，cmFig.4 Cutoff section，cm

  

图5 中央排水沟断面，cmFig.5 Central drainage section，cm

（1）沟内平均流速计算

 

其中，n为沟壁的粗糙系数；R为水力半径，m；I为水力坡度，可取用沟的底坡。

（2）排水沟泄水能力按下式进行计算

针对DE算法控制参数选择较盲目，且后期随种群多样性下降而易陷入局部最优的不足，引入免疫原理和二次变异的思想对DE算法进行改进。

 

其中，Qc为沟的泄水能力，m3/s；υ为沟内的平均流速，m/s；A为过水断面面积，m2/s。

根据表3计算结果，正常工况下滑动安全系数大于1.25，非正常工况下滑动安全系数大于1.10，满足规范要求。

在谈判阶段首先最易忽略的问题是根据项目人员投入的规模测算推算人员在境外发放工资的方式、工作签证以及国内辅助人员个人所得税缴纳方式。其次是合同签订的方式，是通过国内总公司签订合同，还是通过在当地设立子公司/分公司，通过国内总公司联合体的方式签订合同，合同签订模式为后续的税务筹划带来基础框架。再者是合同适用的优惠汇率。“一带一路”项下的工程项目往往可申请税收优惠，与工程配套的设计咨询合同，同样可以适用，因此在合同谈判阶段应力争取税收优惠。

 

表6 泄水能力计算表Tab.6 Drainage capacity calculation table

  

排水工程分类 沟壁粗糙系数 水力半径 水力坡度中央排水沟截水沟横向排水沟0.025 0.025 0.025 0.375 0.273 0.171 0.02 0.02 0.02过水断面面积/m2 1.2 0.6 0.24计算流速/m·s-1 2.94 2.38 1.74设计流速/m·s-1 2.94 2.38 1.74泄水能力/m3·s-1 3.53 1.43 0.42计算洪水流量/m3·s-1 2.92 1.25 0.34

5 弃渣场绿化设计

弃渣场植被恢复采用乔灌草相结合的方式。随着植被逐年生长，植被覆盖率将不断提高，植物根系逐渐发达，增强弃渣场坡面及顶面的拦截径流、蓄水、保护土壤不受侵蚀的能力。弃渣场的生态环境将得到明显的改善，最大程度的恢复自然生态[4]。

5.1 植物生态习性分析

坡面洪峰流量计算公式为：

5.2 植物防护措施设计

（1）边坡植草防护设计

边坡植被恢复采用灌草结合的方式，进行覆土撒播草籽绿化，覆土厚度为0.20 m。草籽选用披碱草+紫穂槐，混合比例1∶1，按80.0 kg/hm2控制。

中药在抗肿瘤方面扮演着非常重要的作用[1]，槐耳提取物在中国有1600年的使用历史[2]，研究表明槐耳提取物在体外可抑制多种肿瘤细胞活性及增殖作用[3]。自噬是一个保守的依赖溶酶体的降解途径，可降解长寿命蛋白质、细胞器和部分细胞质，并已被证明参与包括能量代谢、细胞器周转、生长调节和衰老等生理病理过程[4，5]。近年来研究表明，自噬在肿瘤细胞生长、分化和抵抗药物治疗等方面扮演重要角色[6]。槐耳是否能通过影响胃癌细胞自噬进而影响胃癌的发生发展，尚鲜有报道。本研究以胃癌细胞NCI-N87为研究对象，探讨槐耳清膏对NCI-N87细胞自噬影响及可能的机制。

（2）弃渣场顶面植被恢复设计

弃渣场场顶面植被恢复采用乔灌草相结合的方式。清理后对弃渣场顶表面进行适当松土并覆盖0.50 m厚度的表土。树种选择刺槐，灌木选择紫穂槐，草种选择披碱草。刺槐选择胸径＞5 cm、苗高分别为＞2.5 m的带土球苗木，采取穴状整地，种植穴规格为0.70 m×0.50 m（直径×深）；株行距为3.0 m×3.0 m穴植，呈“品”字形配置。林下撒播1∶1披碱草、紫穂槐混合籽，撒播密度为80 kg/hm2。植草1～2年应进行养护、采取封闭措施，保证存活率。

6 结语

随着环保和水保意识的增强，弃渣场的稳定和安全越来越重要，本文对结合胡家堡弃渣场，对弃渣场综合设计进行了相应研究，包括边坡、支挡、排水及绿化设计，为同类项目提供一定参考。

参考文献：

重庆市基层医疗卫生机构药学人员的基本情况及药学服务开展情况调查 ………………………………… 魏 来等（10）：1404

[1]JTG D30-2015，公路路基设计规范[S]．

[2]公路设计手册（路基）[M]．人民交通出版社，1996．

[3]GB 51018-2014，水土保持工程设计规范[S]．

[4]王意龙．浅谈新理念、新技术在山西高速公路环保景观绿化设计中的应用[J]．山西交通科技，2011（2）．