铁路建设项目弃土弃渣综合利用浅析.pdf

2023年 第13卷 第3期Vol.13 No.3 2023铁 路 节 能 环 保 与 安 全 卫 生Railway Energy Saving&Environmental Protection&Occupational Safety and Health环境保护Environment Protection2023年第13卷第3期铁路建设项目弃土弃渣综合利用浅析王鑫，李锐锋（中国铁路设计集团有限公司 机械动力与环境工程设计研究院，天津 300308）摘要：铁路建设是“交通强国”战略的重要组成部分，工程建设土石方开挖会产生弃土弃渣，为有效解决好弃土弃渣问题，需要在源头上出渣减量化、过程中出渣资源化、末端实现合规化，最终实现弃渣综合利用最大化。通过对铁路建设项目弃渣处置现状的分析，阐述水土保持方案及工程建设中弃渣综合利用的途径，提出增强铁路建设的环保意识、加强与职能部门的沟通、提高对弃渣综合利用的主动性、建立健全管理制度等建议，为后续铁路项目前期规划设计、方案编制及施工阶段弃渣综合处置提供借鉴。关键词：铁路建设项目；综合利用；弃土弃渣中图分类号：X731；U215 文献标识码：B DOI：10.16374/ki.issn2095-1671.2023.00260 引言近年来我国生态文明建设取得显著成效，“绿水青山就是金山银山”的理念深入人心，党的二十大明确提出实施全面节约战略、推进各类资源节约集约利用、加快构建废弃物循环利用体系，这要求在推进经济高质量稳步的同时，资源利用效率及绿色发展也需同步提升。铁路作为国家战略性、关键性重大基础设施，是国家经济的大动脉，是“交通强国”战略的重要支撑，相较而言铁路在综合交通运输体系中具有大能力、低成本、节能环保等技术经济比较优势，但铁路在建设过程中因大量开挖会产生弃土弃渣，若处置不当会造成土地资源的浪费，同时弃土弃渣堆放不合理还可能诱发泥石流、滑坡等。由于铁路建设项目存在线路长、征占地面积大、跨越行政区划多、地形差异大、土石方挖填量大、工期长、自然和社会环境条件复杂等情况，部分铁路建设项目在勘察设计和建设过程中未能对弃土弃渣有效利用，所以亟需发挥生态环境保护和水土保持的引导、优化和促进作用，改善弃土弃渣综合利用情况。依据环境保护和水土保持相关法律法规及技术标准的要求，弃渣应优先考虑综合利用，工程难以利用及不能进行综合利用的弃渣或经综合利用后多余的弃渣应堆放在专门的存放地。目前铁路建设项目弃渣源头减量和资源化研究尚处于起步阶段，为深入落实生态文明理念，需要在源头上进行出渣减量化、过程中进行出渣资源化、末端实现合规化，最终实现弃渣综合利用最大化。本文旨在通过对铁路弃土弃渣处置现状的分析、水土保持方案及工程建设中弃渣综合利用途径的梳理，从增强环保意识，健全建设单位、主管部门弃土弃渣管理制度等方面提出弃渣综合利用的建议，为铁路建设项目前期规划设计、工程施工等弃渣收稿日期：2022-11-28修订日期：2023-05-12作者简介：王鑫(1984)，男，陕西延安人，高级工程师，主要从事铁路环境保护和水土保持工作。文章编号：2095-1671（2023）03-0009-0409环境保护铁 路 节 能 环 保 与 安 全 卫 生2023年第13卷第3期综合处置提供借鉴。1 铁路建设项目弃土弃渣综合利用现状分析通过对部分在建铁路等项目弃土弃渣去向的调研发现，目前铁路建设项目存在弃土弃渣利用率不高、设置弃土弃渣场数量较多的现象，影响铁路建设项目弃土弃渣综合利用的主要因素体现在以下方面。（1）设计阶段对弃土弃渣问题的统筹考虑方面。由于地形原因，工程在山区、丘陵区多以隧道或路堑通过，在平原区多以桥梁形式通过，会产生隧道挖方、路堑挖方和桥梁基坑开挖土方及钻渣；由于施工工艺、建设项目管理水平等影响，工程弃渣利用基本按照工程设计的土石方挖填方案执行，未统筹考虑站前、站后及区域土石方调配，导致弃渣弃土利用的系统性和创造性不足。（2）弃土弃渣综合利用管理制度方面，尤其是弃土弃渣综合利用的政策方面，缺乏政策支持则很难直接体现为经济收益，施工单位综合利用动力不足；在建设过程中弃土弃渣综合利用存在受标段划分、施工进度、跨行政区域等土石方调配方案难以实施的情况；综合利用责权利需明晰，以免后期出现推诿扯皮现象。（3）与城市管理、自然资源、水利等职能部门和消纳企业沟通方面，如果不能进行充分对接，则不能很好的与区域内其他项目进行综合利用。基于以上原因，原可作为建筑资源的部分弃土弃渣被堆放在弃渣场内，丧失了弃土弃渣二次利用的价值，造成了资源的浪费，还需耗费土地、人力和物力进行处置，加上弃土弃渣场的选址、防护、稳定安全及后续维护问题，无形中增加了工程项目施工成本和弃土弃渣场处理成本1。由于弃土弃渣综合利用率低，如果不加强弃土弃渣综合利用将会产生危害，主要表现在以下方面：大量弃土弃渣的存放需要占用土地资源，造成土地资源的浪费；新堆置的弃土弃渣如未采取苫盖等措施或运输过程中未做好防护会造成大气污染2；铁路经过城市区域产生的弃土弃渣如果没有采取严格的监管监控措施，随意堆置会影响市容市貌，影响城市环境卫生；弃土弃渣处理不当还会对生态环境造成影响，严重时有可能诱发滑坡、泥石流等。2 弃渣综合利用的政策性要求近年来，为全面落实国家生态文明建设方针政策，生态环境部、水利部、国铁集团出台了一系列法规、标准、规范性文件及铁路行业管理要求，其中中华人民共和国水土保持法第二十八条要求依法应当编制水土保持方案的生产建设项目，其生产建设活动中排弃的砂、石、土、矸石、尾矿、废渣等应当综合利用；不能综合利用确需废弃的，应当堆放在水土保持方案确定的专门存放地，并采取措施保证不产生新的危害。关于印发的通知(水保监202063号)3中明确规定，多余的土石方应首先综合利用，不能直接废弃，应开展综合利用调查并明确综合利用途径，并要求做到综合利用方案切实可行，确实不能利用的应集中堆放在专门存放地。同时，各级地方政府为落实生态文明建设的相关政策和中华人民共和国水土保持法第十七条的规定，关闭了部分原有的取土场、采石场，使建设项目的原材料紧张，尤其是土(石)方显得尤为紧缺，这在一定程度上也为铁路建设土石方综合利用提供了需求空间4。综上，国家和地方各级政府通过对取土场及采石场数量的控制、对工程弃渣综合利用方案制订的高标准，以及对不可综合利用弃渣堆放位置的严要求，促使生产建设项目尽可能多的利用工程产生的弃渣，并对不可利用于本工程的弃渣进行安全、合理的处置。3 弃渣多元化综合利用途径依据多个铁路建设项目水土保持方案、工程实例及水土保持设施验收报告，对目前铁路建设项目土石方综合利用主要方式进行了梳理，主要包括以下方面。3.1加大土石方自身调配利用路堤和以填方为主的站场在填筑过程中需要大量的土石方，增加填方路基、站场区到发线、场段所、广场及道路对隧道出渣的利用，增加站场通站道路、改移道路对桥梁开挖土方的利用及增加桥下摊铺数量，增加梁场、拌和站、施工便道等对回填土质要求10铁路建设项目弃土弃渣综合利用浅析 王鑫 等2023年第13卷第3期环境保护较低的临时用地对弃土弃渣的利用，这些都可以减少工程弃渣量。例如，东北地区某铁路位于中低山丘陵区，隧道占比50%，隧道出渣量大，在设计阶段工程强化了源头减量化设计，通过土石方合理调配利用，增加隧道出渣量用于主体工程路基和站场填方，增加路基利用方约106万m3，增加站场利用方约98万m3，减少弃渣量约204万m3；上海某市域铁路梁场、铺轨基地需要约28万m3土石方作为回填的基础用料，通过调研，路基、桥梁、隧道的弃土弃渣可满足临时用地回填要求，通过调配利用不仅减少弃方，也减少了购土方数量，为工程节省了投资。充分利用车站站前广场对铁路本体弃土弃渣的消纳能力，如华东地区某铁路位于平原区，桥梁占比超过90%，在建设过程中重视利用工程桥梁和站场挖方用于车站站前广场的填筑，减少弃渣量约100万m3。3.2作为骨料或其他建筑材料用于建设东北地区某铁路位于中低山丘陵区，通过分析隧道洞深岩性及施工工序，对全线隧道出渣采取破碎工艺，将弃渣变为砂石骨料用作工程隧道衬砌或建筑材料，共利用隧道弃渣约500万m3，做到既节约了材料采购成本，又可满足绿色发展和环境保护的要求。3.3弃土弃渣用于解决地方用土用料需求加大与沿线地方对接，将弃土弃渣用于解决地方用土用料需求。铁路建设项目线路长，会经过很多乡镇、村庄。通过多个项目的现场调查发现，部分村庄中存在因为地形或历史原因形成的一些无法利用的坑塘、取土坑及砖厂开挖形成的洼地等，同时也会存在需要整修的破损乡镇或村庄非等级道路，这些都需要大量的土石，这些可以利用铁路建设工程的弃土弃渣。例如，山西省某山区铁路挖方总量约4 300万m3，在项目实施过程中积极与地方政府沟通，了解土地整理、道路整修等需求，通过乡镇、地方企业及部分单位修路填坑造地等，利用工程弃渣弃土约900万m3，很大程度上减少了土地的占用和破坏，同时也减少了水土流失和安全隐患的发生。再者，利用铁路建设项目弃渣恢复的耕地对完善当地农业用地有所帮助，群众对扩大集体耕地做法积极配合，当地政府给予了高度评价。3.4设计阶段提前筹备弃土弃渣综合利用方案在设计阶段提前筹备弃土弃渣综合利用方案，与其他用土项目签订意向协议。例如，华东某铁路位于平原区，铁路工程开挖土石方数量较多，自身回填利用后仍有大量余方，由于华东地区土地资源紧张，本着土石方综合利用和节约土地的原则，重点研究挖方综合利用途径，对接沿线地区拟建、在建工程项目及土石方利用单位，最终确定9处综合利用项目并签订了综合利用意向性协议，弃渣主要应用于其他公路工程建设、建材原材料和项目场地平整等，综合利用土方约800万m3。由于部分综合利用项目已进入施工准备阶段，部分项目处于立项审批阶段，各项目建设时段略有差异，方案提出施工单位进场后应及时对接方案选定的综合利用项目，签订综合利用实施协议，明确水土流失防治责任；过程中加强与地方政府的沟通协调，进一步优化土石方调配，做好弃渣综合利用工作。3.5弃土弃渣用于其他项目填筑加强与其他相邻项目联系，将弃土弃渣用于其他项目填筑。采取相邻项目调配利用，使工程多余土石方用于其他工程的填方，可以降低其他项目在取土取料过程中造成的影响，如东北某铁路位于黑龙江省中东部平原微丘区，在工程建设阶段积极响应地方水行政主管部门的要求，将工程弃土弃渣用于堤防加固工程的填筑工作，减少了堤防填筑取土造成的影响和项目弃渣，达到了资源合理利用，减少铁路弃渣约30万m3。对弃土弃渣进行加工后作为建材。将工程弃渣交砂石料加工企业或砖厂制作为建筑材料，如某铁路位于黑龙江省中东部平原微丘区，地方某砖厂由于政策要求原材料紧张，建设期间施工单位与砖厂签订了综合利用协议，将工程土方用于某砖厂制砖，为砖厂提供了原材料的同时减少了铁路工程弃渣，实现了双方受益，减少铁路弃渣约150万 m3。对弃土弃渣经基质改良后进行回填覆土利用，此项研究在铁路行业应用相对较少，由于现状大部分废弃渣土未进行分类，后续应从盾构施工工艺、弃土弃渣分类、喷播试验等方面进行研究，最大程度保证铁路弃渣的合理利用。综上，目前铁路建设项目土石方综合利用前期主要集中在减量化环节，施工过程中主要集中在资源化11环境保护铁 路 节 能 环 保 与 安 全 卫 生2023年第13卷第3期环节，但基本上还处于起步阶段，虽然部分项目已开展了前期研究，但尚缺乏系统性和延续性，亟待进一步完善。4 关于弃渣综合利用的建议4.1增强铁路建设的环保意识在设计阶段和水土保持方案编制过程中应进一步增强环境保护的大局意识，牢固树立资源节约意识，提升铁路建设项目环水保工作质量和工作效率。贯彻“全员、全过程”系统工程，牢固树立“人人有责、人人尽责、人人共享”理念。统筹考虑各专业弃土弃渣利用，不断强化源头减量化设计。同时，应对建设项目土石方调配方案和弃渣综合利用方案进行充分调查及深入研究，统筹考虑方案的可能性与可行性，设计阶段组织进行减量化工作，从优化平纵断面、减少辅助坑道设置、移挖做填、骨料利用等方面加大自身利用数量，并在外业调查阶段积极对接各政府部门，专题研究地方资源化利用方案，从废弃地填坑造地、地方在建项目、与本工程同期实施的规划项目等综合利用潜能入手，合理确定弃渣利用数量，签订意向性协议并进行土石方调配，便于后期综合利用方案的实施。4.2加强与职能部门的沟通弃土弃渣资源化利用是一项复杂工作，应充分了解项目所在地的政策要求，如直辖市及大部分省会城市城镇区域均已制定了相关的消纳和综合利用实施方案及管理要求，工程建设期加强与城市管理、自然资源、水利等职能部门及消纳场运营单位的沟通，按照相关规定对弃渣实施全过程和全方位管理，做好利用土石方的地方项目建设时间与铁路建设项目弃渣时序的匹配。通过优化施工工艺、时序等解决项目与铁路建设项目的工期、进度不尽相同而导致的弃土弃渣综合利用困难的问题。目前，国内各地陆续设置整合供需双方信息的工程渣土供需信息交互平台，使渣土供需双方及时掌握出土、需土信息，在充分考虑管辖范围内各项目的土石方需求量、弃方量、类别及时序后，对在建或规划建设类项目进行土方精准调配，形成工程渣土就近平衡局面，既解决渣土出路、降低运输成本，又可满足需土方的需求，增强了生产建设项目间土石资源信息共享，形成节约资源和保护环境的空间格局及产业结构。4.3提高对弃渣综合利用的主动性建设单位、施工单位应充分认识到综合利用是铁路建设绿色生态的重要标志，是实现沿线绿水青山的必备条件。建设单位可以考虑建立奖励制度，激发施工单位对弃渣综合利用的积极性。在铁路施工单位进场后积极寻求弃渣利用，充分了解临近地方项目建设及规划情况，并将工程出渣性质、产生的时间及数量及时通报，以便尽快达成综合利用意向。在初步确定弃土弃渣项目后应与利用项目的负责人做好沟通，在综合利用前签订综合利用协议，明确水土流失责任、制订利用计划和实施方案，以便能够更好的控制弃土弃渣产生、运输、使用的各个环节5。4.4建立健全管理制度建议地方各级政府强化对土石方综合利用的管理，建立相关制度和政策，为建设项目提供相应支持，同时在符合法律法规及政策要求的前提下，以大数据技术为辅助，搭建信息化平台以科学规范工程渣土管理，参与协调生产建设类项目间土石方弃、借、购等事务，为土石方得到最大程度的综合利用提供制度保障及技术支持。5 结束语铁路建设项目弃土弃渣综合利用是一项复杂的系统性工作，项目前期需要主体设计专业、水土保持专业等人员在设计全过程中结合线站位选线选址、敷设方式，统筹考虑土石方调配方案和弃渣综合利用方案。在建设过程中需要建设单位、施工单位、水土保持监测和监理单位增强弃土弃渣综合利用的意识和积极性，牢固树立资源节约意识，做好与地方政府和其他建设项目的主动沟通，在工程建设中灵活运用并创新发展综合利用的途径，妥善解决好弃土弃渣综合利用问题，将建设生态绿色铁路的环水保理念贯穿始终。参考文献：1 袁涛.生产建设项目弃土弃渣综合利用J.黑龙江水利科技，2021，49(6)：67-69.(下转第33页)12基于响应曲面法的铁路含油污泥微波干化实验研究 赵亮 等2023年第13卷第3期环境保护Research on Microwave Drying Experiment of Railway Oily Sludge Based on Response Surface MethodologyZHAO Liang1，ZHANG Hanshu2，HUANG Li3，MU Pengcheng4，ZHANG Bo2，WANG Zheng1(1.School of Environmental and Municipal Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou Gansu 730030，China；2.School of Environmental Science and Engineering，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China；3.Architecture and Equipment Design Institute，Lanzhou Railway Design Institute Co.,Ltd.，Lanzhou Gansu 730030，China；4.Jinan Rolling Stock Depot，China Railway Jinan Bureau Group Co.,Ltd.，Jinan Shandong 250031，China)Abstract:In order to study the influence of microwave drying technology on the drying effect of railway oily sludge,response surface methodology was used to optimize the microwave drying process.The results show that the microwave drying of railway oily sludge can significantly reduce the moisture content of railway oil sludge.The drying effect of the constant power mode of microwave drying equipment is better than that of the constant temperature mode.The influence of processing time and microwave power on the drying effect is greater than that of oil sludge thickness and oil sludge pH,and the influence of the four factors is as follows:microwave power treatment time oil sludge pH oil sludge thickness.The interaction between sludge thickness and oil sludge pH is significant.The final best experimental conditions and prediction results are:drying time of 18.007 min,microwave power of 722.542 W,oil sludge thickness of 4.583 mm,oil sludge pH of 4.792.The moisture content of railway sludge obtained after drying by prediction of response surface method is 24.342%,and the measured data obtained by experiment is 27.58%,which has a small error with the prediction value,indicating that the accuracy of the model is good and the optimization process is feasible.Keywords:Railway oily sludge；Microwave drying；Response surface method2 李建明，王志刚，张长伟，等.生产建设项目弃土弃渣特性及资源化利用潜力评价J.水土保持学报，2020，34(2)：1-8.3 水利部水土保持监测中心.关于印发生产建设项目水土保持方案技术审查要点的通知：水保监202063号A.北京：水利部水土保持监测中心，2020.4 姜德文.新国标实施后水土保持方案重要内容探讨J.中国水土保持，2019(9)：4.5 赵泽亚.铁路建设项目弃渣场管理存在的问题和解决方案研究D.北京：中国铁道科学研究院，2019.Analysis on Comprehensive Utilization of Waste Soil and Slag in Railway Construction ProjectWANG Xin，LI Ruifeng(Designing and Research Institute of Mechanical Power and Environmental Engineering，China Railway Design Group Co.,Ltd.，Tianjin 300308，China)Abstract:Railway construction is an important part of the strategy of a country with strong transportation.Waste soil and slag will be produced in earthwork excavation of engineering construction.In order to effectively solve the problem of waste soil and slag,it is necessary to reduce slag at the source,recycle slag in the process,achieve compliance at the end,and finally maximize the comprehensive utilization of waste slag.Based on the analysis of the present situation of waste slag disposal in railway construction projects,this paper expounds the water and soil conservation scheme and the way of comprehensive utilization of waste slag in engineering construction,and puts forward some suggestions,such as strengthening environmental protection consciousness in railway construction,strengthening communication with functional departments,improving the initiative of comprehensive utilization of waste slag,establishing and perfecting management system,etc.,which provide reference for the early planning and design of follow-up railway projects,scheme compilation and comprehensive disposal of waste slag in construction stage.Keywords:Railway construction project；Comprehensive utilization；Waste soil and slag(上接第12页)33