陈祖晃开发建设项目水土保持技术规范

学习国标《开发建设项目水土保持技术》讲稿---------地质勘察及相关工程部分陈祖熀现就国标水土保持技术规范中，对工程地质与地质灾害、水土流失以及对水土保持工程相关问题的规定，摘要说明，并对如何贯彻执行新规范化相关地质勘察及相关工程部分的规定，谈几点看法。一、新规范对地质勘察提出的要求和规定。新老规范比照，老规范是《开发建设项目水土保持方案技术规范》属于水利行业标准，新规范是《开发建设项目水土保持技术规范》上升到国家标准。新规范总结了老规范（1998年版）实施办法9年来的实践经验，吸收了相关行业规范的最新成果，依据水土保持工作的现状和发展趋势，为贯彻国家相关法规，预防控制和治理开发建设活动导致的水土流失，防止水土流失危害，制定国标新规范。新规范主要内容有总则、基本规定、各设计阶段任务、水土保持方案、水土保持初步设计专章以及拦渣、斜坡防护、土地整治、防洪排导、降水蓄渗、临时防护、植被建设、防风固沙工程等的规定要求。新规范化很重要的是“对主体工程的约束性规定”，包括工程选址（线）、建设方案及布局，取土（石、料）场和弃土（石、料）场选址，以及主体工程施工组织设计、工程施工、工程管理等有关水土保持工程作出约束性规定。新规范中有19条（款）强制性条文，必须严格执行。新规范中，有关地质勘察及环境地质的条（款）在相关设计中都有规定要求，现摘要部分如下：（一）在“3基本规定”中有：3.2.1开发建设项目水土保持设计文件:1.当主体工程建设地点、工程规模或布局发生变化时，水土保持方案及其设计文件应重新报批。2.当取土（石、料）场、弃土（石、渣）场、各类防护工程等发生较大变化时，应编制水土保持工程变更设计文件。4.征占地面积在1公顷以上工挖填土石方总量在1万立方米以上的开发建设项目，必须编报水土保持方案报告。（二）在“和设计阶段的主要任务”中，有：4.2.1项目建议书阶段：1.简要说明项目区水土流失现状与环境状况，预防监督与治理状况。3.初步分析项目建设过程中可能对水土流失的影响。4.提出水土流失防治总体要求，提出下阶段要解决的主要问题。4.2.2可行性研究阶段：1.开展相应深度的勘测与调查以及必要的试验研究。2.从水土保持角度论证主体工程设计方案的合理性及制约因素。3.对主体工程的选址（线）、总体布置、施工组织、施工工艺等比选方案进行水土保持分析评价，对主体工程提出优化设计要求和规范意见。6.分析工程建设中可能引起水土流失的环节、因素、定量预测水力侵蚀、风力侵蚀量及分布，定性分析引起重力侵蚀、泥石流等灾害的可能性。定性分析开发建设所造成的水土流失危害类型及程度。7.确定水土流失防治措施总体布局，按防治工程分类进行典型设计，并明确工程设计标准，估算工程量。在5.4项目区概况介绍的基本要求中，应说明地质、地貌、水文、土壤、植被及其它内容。其中要求说明，项目所处的大地构造、位置和地质结构、岩层和岩性，折层、断裂和地震烈度、不良地质灾害等，项目建设区地貌类型、地形态等。可研阶段水土保持措施体系的深度设计，要求对主体及附属工程。取土场和弃渣场等，做出典型设计（平面图、主要断面图、技术参数、稳定设计、主要工程量、估算费用等。）4.2.3初步设计阶段：1.开展相应深度的勘测与调查。2.分区（段）复核土石方平衡及弃土（石、渣）场、取料场的布置。4.在项目划分的基础上进行水土流失防治措施的设计。6.2.4水土保持工程措施设计规定。2.对主体工程征占地范围外的渣场、料场等，应逐步进行设计，并明确设计标准和工程量。6.2水土保持初步设计专章主要内容规定。6.2.1概述内容。3.自然环境概况。应说明主体工程及主要单项工程地理位置、地形、地貌，项目区水土流失及水土保持现状，水土流失治理经验，主要水土流失特征，不良地质现象（发生区段、不良地质类型）、本期工程水土保持工程特性。6.2.10水土保持专章附件10项内容中，应有：1.弃渣等废弃物的综合利用书。2.外购土石料等的防治责任书以及设计图册等。在设计图册中，主要平面与断面图上表示地质与设计内容。4.2.4施工图设计阶段：1.进行水土流失防治单项工程的施工图设计。（其它略）（三）水土保持方案中，对地质调查和勘测的一般规定:5.2.1地质、地貌的调查内容、方法应符合下列规定：1.地质调查内容，应包括地质构造，断裂和断层、岩性、地下水、地震烈度、不良地质灾害等与水土保持相关的工程地质情况等。2.地质调查，应采取资料收集和野外调查方式进行。3.地貌调查内容，应包括项目区内的地形、地面坡度、沟壑密度、地表物质组成、土地利用类型等。4.调查方法，应采用地形图调绘（比例尺1∕5000~1∕10000），也可采用航片判读、地形图与实地调查相结合的方法。5.2.4水土流失调查内容和方法，有5条规定，其中：1.水土流失调查内容，应包括水土流失类型、面积及强度、现状土壤侵蚀（流失）量或模数、土壤流失容许量、水土流失发生、发展、危害及其造成原因等。2.调查方法：（1）水土流失类型和面积，应采取收集资料并结合现场实地勘察进行。（4）水土流失发生、发展、危害及其造成原因应以调查和收集资料为主。5.2.6工程调查与勘测调查内容和方法，有3条规定：1.主体工程的平面布局、施工组织，可采用收集相关资料及设计文件的方法。2.对100万m3以上的取土（石、料）场、弃土（石、料）场以及其他重要的防护工程，必须收集工程地质勘测资料及地形图（比例尺不低于1∕10000），并进行补充测量。3.工程建设可能影响的范围，应采用资料收集与实地调查相结合的方法。在“5.6水土流失防治责任范围及防治分区中”，5.6.1条明确指出：项目建设区范围应包括建（构）筑物，临时施工生产、生活、道路，料场和弃渣场对外交通、供水、通信、施工用电线路等，水库正常蓄水位淹没区等永久和临时占地面积。加外，在5.6.2条中，指出“直接影响区”应包括（1）规模较小的拆迁安置和道路等专项设施建设区，（2）排洪泄水区下游，（3）开挖面下边坡（4）道路两侧，（5）灰渣场下风向，（6）塌陷区，（7）水库周边影响区，（8）地下开采对地面的影响区，（9）工程引发滑坡、崩塌、泥石流的区域等。同时指出，对直接影响区应依据区域地形地貌、自然条件和主体工程设计文件。结合对类比工程的调查，根据风向、边坡、洪水下泄、排水、塌陷、水库水位下落、水库周边可能引起的浸渍，排洪涵沟上、下游的滞洪、冲刷等因素。经分析后确定，不应简单外延。在确定防治责任范围的基础上，应划分防治分区，并分区进行典型设计、计算工程量。二、新规范对工程选址（线）、取土（石）和弃渣场选址的规定:（一）对主体工程的约束性规定，3.2.1工程选址（线）有6条规定，其中：1.选址（线）必须兼顾水土保持要求，应避开泥石流易发区、崩塌、滑坡危险区，以及最引起严重水土流失和生态恶化的地区。2.选址（线）应避开全国水土保持监测网络中的水土保持监测站点，重点试验区。。。。。4.公路、铁路工程，在高填深挖路段，应采用加大桥隧比例的方案，减少大填大挖。填高大于20米工挖深大于30米的，必须有桥隧比选方案。路堤、路堑在保证边坡稳定的基础上，应采用植物防护或工程与植物防护相结合的设计方案。5.选址（线）宜避开生态脆弱区、固定半固定沙丘区、国家划定的水土流失重点预防保护区和重点治理区……6.工程占地不宜占用农耕地，特别是水浇地、水田等生产力较高的土地。（二）对主体工程的约束性规定，3.2.2取土（石、料）场选址有4条规定：1.严禁在县级以上人民政府划定的崩塌和滑坡危险区、泥石流易发区内设置取土（石、料）场。2.在山区、丘陵区选址，应分析诱发崩塌、滑坡和泥石流的可能性。3.应符合城镇、景区等规划要求，并与周边景观相互协调，宜避开正常的可视范围。4.在河道取沙（砾）料的应遵循河道管理的有关规定。（三）对主体工程的约束性规定，3.2.3弃土（石、渣）场选址有5条规定：1.不得影响周边公共设施、工业企业、居民点等的安全。2.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土（石、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土（石、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。*在山区冲沟布置弃渣场是，应查明有否滑坡和泥石流，及其影响问题。在河（海）岸选择弃渣场，应避开冲刷地带。因为山区一部分沟谷或沟坡，常见滑坡、崩塌等不稳定场地。*在利用原有的弃（堆）渣场时，应查明原来有否拦挡工程措施与植物措施？应界定水土保持的防治责任及范围。同样，利用原有取土（石、料）场时，也要重视处理水土保持防治责任与范围。*弃渣涉及海岸、滩涂等地带的，应遵守相关管理规定。*弃渣场选址，还应结合主体工程特点，合理布置弃（堆）土（石）场地，减少长距离搬运。对输变电工程塔位开挖量少、零星分散，采取就近选择小山沟、凹地等作为弃渣场地是合理的。三、拦渣工程(一)拦渣工程的型式主要有(1)拦渣坝(2)挡渣墙(3)拦渣堤三种型式,以及(4)围渣堰型式。其适用条件：7.2.1说明，在沟道中堆置弃渣或尾矿时，必须修建拦渣坝（尾矿库）。7.2.2说明，弃渣体易发生滑坡、坍塌，在堆置在坡顶及斜坡面时，必须修建挡渣墙。7.2.3说明，弃渣堆置在河（沟）道旁边时，必须按防洪治导线布置拦渣堤。应结合防洪要求进行布置。7.2.4说明，围渣堰的设计要求，指出平地堆渣场，根据地形地质、水文、施工条件，筑堰材料、弃渣岩性和数量等条件选择堰型。（二）设计要求在新规范中，对上述各种型式拦渣工程都有明确的设计要求，其中:7.3.1拦渣坝（尾矿库）的设计要求：1.坝址选择:（1）应有足够库容，（2）两岸地形地质条件适合布置溢洪道和施工场地，（3）坝基宜为新鲜岩石或紧密土基，（4）附近筑坝所需土、石、砂料充足，水源条件满足，（5）排废距离近，库区淹没损失小，不影响河道行洪和下游防洪。*对库容问题，除考虑常规的弃堆渣量和河（沟）道上游带来泥沙淤积量之外，应查明库区两岸有否较大塌滑体或已有而未防治的弃土（石）堆积等，可能产生水土流失增加的数量，或已占有的弃渣场库容量。*对坝基和两岸地形地质条件的要求，要根据设计坝型对地质地貌条件要求而定。如紫金山矿区有拱坝和重力坝及土堤，琴亭湖工程拦渣坝有土坝和砌石坝结合。建议参照相关坝型的勘测设计规范要求（中小型工程），通过勘察，提出不同坝型对地质要求，提出地基处理意见，提供地质参数。*拦渣坝的溢洪道或排洪渠的设计非常重要，新规范对上游及周边来水处理，以及对库容与坝高等设计要求，做出了原则规定。应当防止出现类似××电厂煤灰坝（堆石坝）左岸排洪渠在陡冲沟交汇口，因暴雨的冲刷山坡塌滑，引起冲毁排洪渠事例；避免××水库土坝左岸溢洪道，先冲后护，泄洪冲刷岩土体，在大沟口河道淤积数万m3的水土流失问题。*现在水利水电工程的高拱坝设计，由于拱坝顶泄流对下游两岸与河床严重冲刷，将造成近万m3～数万m3岩土流失，由于防治的投资大，施工难，一般都采取“先冲后护”原则。应当予以重视处理。既要分析评价两岸山坡冲刷稳定问题，也要分析评价引起水土历史及危害。输变电铁塔弃土100多m3要设置弃渣场，每基悬殊太大。*拦渣坝、挡渣墙及拦渣堤设计，要避开河流凹岸等冲刷地段，要考虑坝基、墙基和堤基的防冲刷工程措施，以及基础埋置深度。还要考虑排洪渠出口地基的防冲措施。*拦渣坝、挡渣墙勘察设计，除按规范要求以外，应注意：（1）小型工程以现场调查为主，参考岩土经验指标。大中型工程应按相关工程规范要求进行勘察设计。（2）调查地基与山坡稳定条件，提供岩土设计计算参考值。（3）调查堆渣体物质组成份，及其堆渣体边坡稳定计算参数，必要时大中型工程进行现场试验。（4）调查地表水和地下水情况，为设计提供地面截（排）水和地下排水设施的水文地质资料。2.防洪标准的确定原则新规范指出，（1）防洪标准按国家标准《防洪标准》（GB50201-1992）规定。（2）当拦渣坝（尾矿库）一旦失事对下游的城镇、工矿企业、交通运输等设施造成严重危害，或有害物质会大量扩散时，应比规定确定的防洪标准提高一等或二等。对于特别重要的拦渣坝（尾矿库），除采用I等的最高防洪标准外，还应采取专门的防护措施。7.3.2挡渣墙的设计要求1．新规范指出，水土保持工程可采用重力式、悬臂式、扶臂式和加筋式等型式的挡渣墙。2．对墙址及走向选择，有4条规定，其中（1）应沿弃土、弃石、弃渣坡脚或相对较高的坡面上，布置挡渣墙，有效降低挡渣墙的高度。地基宜为新鲜不易风化的岩石或紧密土层。（2）挡渣墙沿线地基土层中的含水量和密度应均匀单一，避免地基不均匀沉陷引起墙基和墙体断裂等形式的变形。（3）挡渣墙的长度，应与水流方向一致，避免截断沟谷和水流。若无法避免，则应修建排水建筑物。*除上述以外，新规范对拦渣堤、围渣堰、以及贮灰场、尾沙库等工程设计做了规定。这里不重复了。*对挡渣墙地基的设计要求，应以满足设计的地基承载力和沉陷变形、抗滑稳定要求以及抗冲刷的基础埋深要求为准。如是松软地基，则采取地基处理。四、斜坡防护工程（一）8.1一般规定中指出，对开发建设项目因开挖、回填、弃土形成的坡面，应根据地形、地质、水文地质、施工方式等因素，采取挡墙、削坡、开级、工程护坡、植物护坡、坡面固定、滑坡防治等边坡防护措施。并指出：8.1.2对开挖、削坡、取土（石）形成的土（沙）质坡面或风化严重的岩石坡面，在降水渗流、冲刷下易湿陷、坍塌、滑坡等边坡失稳，应采取挡墙工程。8.1.3对易风化岩石或泥质岩层坡面，在削坡卸荷稳定边坡工程后，应采取锚喷工程支护，固定坡面。8.1.4对易发生滑坡的坡面，应根据滑坡体的岩层构造、地层岩性、塑性滑动层、地表地下水分布状况，以及人为开挖情况等造成滑坡的主导因素，采取削坡反压、拦排地表水，排除地下水，滑坡体上造林、抗滑桩、抗滑墙等滑坡整治工程。8.1.5对经防护达到安全稳定要求的边坡，宜恢复林草植被。（二）8.3设计要求中，（1）对土质坡面削坡开级工程，对石质边坡削坡提出了设计要求；（2）对砌石护坡（干砌石、浆砌石护坡）、混凝土护坡（必要时加锚固定）、喷水泥砂浆或喷混凝土护坡、格状框条护坡、砌石草皮护坡、挂网喷草护坡，以及对稳定性差的岩石坡面，采取喷浆固坡、锚杆支护、喷锚支护、喷锚加筋支护等的适用条件和设计提出了要求。防治工程的内容很多，又很具体，具体详见新规范。总之，新规范由原来的《开发建设项目水土保持方案技术规范》，上升为国家标准的《水土保持技术规范》后，内容更加全面，技术要求严密，涉及项目建设的水土流失防治责任范围以及调查、预测、设计、监测、实施保障措施、投资费用的规定等等。需要系统、深入地学习研究。今天仅谈一小部分，如有不妥之处，请指正。（三）常见边坡的几个问题1.边坡工程安全等级和采用不同计算方法所需的边坡稳定安全系数要求：（1）国标《岩土荛勘察规范》（GB50021-2001）4.7.7边坡稳定性评价：重要工程：宜取Fs=1.30~1.50一般工程：宜取Fs=1.15~1.30重要工程：宜取Fs=1.05~1.15(2)国标《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002），5.3.1边坡工程稳定性验算，其稳定性系数不小于下表，否则应进行边坡处理。地质条件很复杂或破坏后果极严重的，稳定系数适当提高。边坡安全等级稳定安全系数计算方法一级边坡二级边坡三级边坡(1)平面滑动法(2)折线滑动法1.351.301.25(3)圆弧滑动法1.301.251.20(3)水利行业标准《水利水电工程边坡设计规范》（SL-2007），3.4.2采用5.2节规定的极限平衡方法计算的边坡抗滑稳定最小安全系数应满足下表规定：破坏有重大影响的1级边坡，在正常运用条件下的稳定系数取1.30~1.50。边坡级别运用条件1级2级3级4级5级正常运用条件1.30~1.251.25~1.201.20~1.151.15~1.101.10~1.05非常运用条件Ⅰ1.25~1.201.20~1.151.15~1.101.10~1.05非常运用条件Ⅱ1.15~1.101.10~1.051.05~1.002.存在下列一种或多种情况的边坡，可初步判别有可能失稳的边坡：①顺坡向卸荷裂隙发育的边坡。②已发生倾倒变形或蠕变的边坡。③已发生张裂变形的下软上硬的双层工多层结构边坡。④在碎裂结构岩体验生活和散体结构岩体验生活开挖的边坡。⑤存在有倾向坡外的结构面，且结构面的倾角小于坡角，并大于其内摩擦角的岩质边坡。⑥坡面上出现平行边坡走向的张裂缝或环形裂缝的边坡。⑦分布有巨厚层崩积质的边坡。⑧坡脚被水淹没或被开挖的新、老滑坡体、崩塌体和土质边坡。⑨坡脚受水流冲刷的土质边坡。⑩有迹象表明边坡可能失稳或曾经失稳的边坡。3.边坡分类法很多，按岩土边坡分类总的分为①岩质边坡；②土质边坡；③岩土混合边坡。这里提请注意的实例：①玉山水电站渠道，整片弱~微风化花岗岩夹一层泥厚1~2cm裂隙面倾角小于400，顺坡倾斜，产生岩体滑体，堵塞小溪河道；②大目溪水电站老渠道，上层是粘土，下层是倾向河床的岩石，产生土体滑动，堵塞小溪河道；③土质边坡一般大于1：1，在暴雨时常产生塌滑现象，坡顶坡面排水很重要；④弃土边坡和松散填土边坡，极易产生湿陷塌坡，其稳定坡比取决于松土物质试验参数和坡高，以及环境条件等，要特别注意其水土流失防治。