石料厂采石场主体工程水土保持分析与评价

1、石料厂采石场主体工程水土保持分析与评价主体工程方案比选及制约性因素分析与评价xxx县xxx石料厂选址未在交通干道面山侧，符合相关要求。由于矿山规模较小，矿区面积小，主体工程设计时，从周边可选场区内选择较优矿址，未考虑比选方案。项目区距离村庄较远，项目区内无居民点和基本农田，主体工程方案不受限制。主体工程制约性因素分析与评价工程选址制约性因素分析与评价根据开发建设项目水土保持技术规范（GB50433-2008）中工程选址规定。（1）工程区周边无生态脆弱区及泥石流易发区，不存在制约因素；（2）xxx县为国家重点防治分区，工程区选址不在水土流失重点治理成果区内，减少对植被的破坏，考虑了环境容量的承载

2、力；（3）工程选址未占地水田、水浇地等生产能力较高的土地；（4）工程区内无县级以上监测点；（5）工程不在xxx县及以上人人民政府划定的崩塌和滑坡危险区、泥石流易发区；（6）本项目选址未在交通干道面山侧，符合城镇规划和景观要求，不在正常的可视范围内；（7）工程区上游汇水面积较小，主体工程还考虑了完善的工程类防护措施，工程的选址不会对下游造成影响；（8）与水保2007184号文的规定符合性分析如下。表5-1 本工程与水保2007184号制约性因素分析表序号水保2007184号文的规定本工程情况符合性1促进产业结构调整暂行规定（国发200540号）、国家发展和改革委员会发布的产业结构调整指导目录中限

3、制类和淘汰类产业的开发建设项目本项目符合国家产业结构调整符合2国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要确定的禁止开发区域内不符合主体功能定位的开发建设项目本项目不属于“禁止开发区域”符合3违反水土保持法第十四条，在25度以上陡坡地实施的农林开发项目本工程不属于农林开发项目符合4违反水土保持法第二十条，在县级以上地方人民政府公告的崩塌滑坡危险区和泥石流易发区内取土、挖砂、取石的开发建设项目本工程不在崩塌滑坡危险区和泥石流易发区内取土、挖砂、取石符合5违反中华人民共和国水法第十九条，在符合流域综合规划的水工程本工程不属于“水工程”符合6根据国家产业结构调整的有关规定精神，国家发展和改革主管部门同意后

4、方可开展前期工作，但未能提供相应文件依据的开发建设项目已有相关部门核准文件。符合7分期建设的开发建设项目，其前期工程存在未编报水土保持方案、水土保持方案未落实和水土保持设施未按期验收的本工程属新建工程，新建后进行此项工作内容符合8同一投资主体所属的开发建设项目，在建设及生产运行过程中存在未编报水土保持方案、水土保持方案未落实和水土保持设施未按期验收的无其它开发建设项目符合9处于重要江河、湖泊以及跨省（自治区、直辖市）的其它江河、湖泊的水功能一级区的保护区内可能严重影响水质的开发建设项目，以及对水功能二级区的饮用水源区水质有影响的开发建设项目本工程不涉到所述区域符合10在华北、西北等水资源严重短

5、缺地区，未通过建设项目水资源论证的开发建设项目不属于水资源严重短缺地区符合综上所述，本工程选址无水土保持制约因素。工程布局水土保持分析与评价项目区根据自然条件合理选择布置场地，工业场地、弃渣场均与矿山开采区相邻布置，缩短了原矿和废弃剥离土的运输距离，从而减小了矿山道路占地面积。工业场地选择在地形坡度相对较缓的地块，弃渣场同时也做为块石等大型矿石的堆场，合理利用场地，减少开挖及扰动地表量。办公生活区布置在进场道路旁的缓坡地内，既不需修建进厂道路，也可以减小土石方的开挖和回填量。工程建设期间，施工临时场地、临时营地均考虑布置在工业场地内，不再规划临时场地和营地，减小了工程临时占地。工程建设和生产期

6、间所需的电源，从就近电源接入，并且采用栽植水泥杆作为架线支撑，有效的控制了工程占地。另外，工程建设所需的砂石从附近合法料场购买及考虑利用矿山首采平台建设时开挖的石方，不需在其它地方取料，减小了水土流失面积。主体工程在进行本项目总平面布置时，考虑到在满足生产工艺流程的情况下，节省投资；因地制宜，紧凑布局，节约用地，提高利用系数；工业场地以及办公生活区布置满足矿山生产安全规范的要求；合理的组织货流、人流的流向、流量，方便交通运输；满足消防、卫生、交通等有关规范的标准要求。经分析，工程工体布局充分利用了工程区的地形、地貌条件，并从环境保护，保护水土资源角度出发，符合水土保持要求。工程取料场水土保持分

7、析与评价本工程建设期间所需的砂石料从附近合法为场购买或利用矿山首采平台建设时产生的砂石料，不涉及工程取料场选址问题。弃渣场选址合理性分析与评价弃渣场选在开采区南侧的平缓地内，占地面积0.91hm2，利用有效的地形解决矿山建设和开采期间产生的剥离土，规划弃渣场容量能满足使用要求。弃渣场设挡渣墙和完善的防、排水设施，一般不会造成弃渣流失、污染环境。本项目矿体出露，弃渣量较小，弃渣场同时作为块石等大型产品堆场，充分利用了场地。（1）弃渣场周边无公共设施、工业企业、居民点等，不会对生产、生活、安全造成不利影响；（2）弃渣场位置不在河流、湖泊管理范围内；（3）弃渣场不是位于对重要基础设施、人民生命财产安

8、全及行洪安全有重大影响的区域；综上所述，弃渣场选址合理可行，符合相关规范的要求。工程施工组织设计制约性因素分析与评价在经得相关部门批准建设后，主体工程与水土保持工程同时纳入管理中，并通过开展招投标确定施工单位，同时委托具有相应资质的监理单位承担监理工作。确定工程施工单位和监理单位后，应明确项目相关负责人和水土保持负责人。工程施工期间，建设单位、监理单位、施工单位均有了明确的管理目标和要求，为建设优质工程保驾护航。在工程建筑材料方面，也要求外购砂和利用首采平台建设产生的石方，控制了因自主开发这些建材而造成的新增水土流失。综上所述，充分反映了建设施工中对水土保持工作的重视，说明了施工组织设计的合理

9、性。施工组织设计符合水土保持相关法律法规对开发建设项目水土保持要求。工程施工工艺水土保持分析与评价工程开挖尽量减小开挖扰动的范围，避免不必要的开挖和过多的破坏原状土。大量的土方开挖原则上应避开雨季施工，同时施工过程中采取必要的临时防护措施。场地平整尽量利用机械施工，减少施工期限，同时，小的基础开挖工程尽量以人工为主，有利于减小工程施工作业面，减少对地表的扰动。以上各项工程施工工艺除了有利于各工序间的交叉衔接外，还需满足工作建设进度需要，保证施工安全，对于减少地面重复开挖扰动有利于水土保持。主体工程采用的施工工艺是合理的。根据主体工程特点，工程区主要进行场地区域平整，尽量使土石方得到充分利用，使

10、土石方临时堆放、调运量少，运距短。本工程的施工工艺，大大减少了裸露地表的裸露时间及面积，也对回填区域进行压实，减少水土流失的危害性。在绿化区施工过程中，应该尽量保留该原有的具有较好景观价值的乔木和景观群。减少对地表的扰动，减少水土流失的危害性。工程占地分析与评价本项目占地面积4.12hm2，占地林地、草地及荒山（主要为岩石裸露地表）。其中占用林地1.13hm2，占用草地1.11hm2，占用荒山1.88hm2。工程占地中，永久占地4.11hm2，临时占地0.01hm2(临时占地主要为辅助设施区占地)。从占地类型分析，未占用基本农田、水浇地等生产能力较高的土地。工程建设虽然占用了具有一定水土保持功

11、能的地类，但项目区不属水土保持的敏感地区，其选址符合水土保持要求。从占地性质分析，在主体工程设计中，充分考虑地形条件，依地形布置，在满足工程布置的同时，减少临时占地。因此，工程建设占用土地方面评价是不违反水土保持相关规定的。土石方平衡水土保持分析与评价工程建设期间将产生土石方开挖总量约7627m3，其中表土596m3，矿石4004m3，其它土石方3027m3；挖方中用于回填3027m3，可利用矿石4004m3，废弃表土596m3，废弃表土将堆放在弃渣场，用于矿山封场绿化时覆土。矿山在生产运行期间，矿山设计规模为3万m3/a，剥采比为0.03，每年产生剥离量约900m3，矿山服务期内共将产生剥离

12、及废土总量9222m3，剥离物中主要为表层土和土石间废土，堆放于弃渣场用于后期绿化覆土。从土石方流向可以看出，本项目弃渣量较小且都是表层土或矿石间夹杂土体，均可用于封场期的绿化覆土，从而降低了水土流失防治成本。从利用数量上分析，剥离土全部被最终利用，降低了防治成本，也降低了弃渣防治难度，减小了危害的可能性。从本项目的实际分析，土石方控制到了较小的状态，也是符合水土保持要求的。主体工程设计具有水土保持功能措施分析与评价界定原则以防治水土流失为主要的防护工程，应界定为水土保持工程。以主体工程设计功能为主、同时兼有水土保持功能的工程，不纳入水土流失防范措施体系，仅对其进行水土保持分析与评价；当不能满

13、足水土保持要求是，可要求主体设计修改完善，也可提出相应的补充措施（纳入水土流失防治措施体系）。对建设过程中的临时征地、临时占地，因施工结束后需归还当地群众或政府，水土流失防治责任将发生转移，须通过水土保持验收予以确认，各项防护措施均应界定为水土保持工程，纳入水土流失防治措施体系。对永久占地区内主体设计功能和水土保持功能难以直观区分的防护措施，可按破坏性试验的原则进行排除：假定没有这项措施，主体设计功能仍旧可以发挥作用，但会产生较大的水土流失，该项防护措施界定为水土保持工程，纳入水土流失防治措施体系。计入水土保持方案的措施及投资矿山开采区（一）截水沟（1）截水沟基本情况主体工程在设计时，已考虑了

14、开采区外围的截排水措施，矿界东侧排水沟与进场道路排水沟顺接；矿界西侧排水沟沿矿界外围至弃渣场外围，进入方案新增末端沉沙池，经沉淀处理后，排入项目区西侧箐沟。共布置截水沟280m，每延米浆砌石工程量为0.7m3。设计断面为梯形，底宽0.40m，深0.40m，沟边系数为0.3，底坡0.03，在坡度较大区域，采取台阶跌水消能，以减缓流速。截水沟采用M7.5浆砌石砌筑，过水面采用M10水泥砂浆抹面，抹面厚度3cm。（2）截水沟过水能力验算汇流面积通过1：1000地形图测算，主体工程布置截水沟上部汇流面积为0.015km2。最大清水洪峰流量计算根据开发建设项目水土保持技术规范，排水沟防御标准主体工程设计

15、防御标准（20年）最大1小时降雨量强度。计算如下：清水洪峰流量计算公式如下：QB=0.278KiF （式5-1）式中：QB最大清水洪峰流量，m3/s;K径流系数，根据xxx省水文手册结合项目区地貌类型，本处取0.60（多为荒草地及裸地）；i20年一遇最大1小时降雨强度，mm/h；F上游山坡集水面积（图面量测获取），km2。表5.5-1 截水沟汇水区洪峰流量计算表名称最大清水流量（m3/s）径流系数20年一遇设计降雨强度（mm/h）汇水面积（km2）截水沟0.190.6076.40.015过水能力验算主体工程设计截水沟断面尺寸为：底宽0.30m，深0.50m（含安全超高0.10m）。因底坡越大，

16、流水就越大，需要断面就越小，在验算时，选择最小底坡进行验算。 （ 式5-2） 式中：A过水面积；C谢才系数，用公式CR1/6/n计算；R水力半径；经验算，设计截水沟断面过水能力为0.32m3/s0.20m3/s。截水沟断面尺寸能满足相应防洪标准过水能力要求，详见表5-3。表5.5-2 截水沟过水能力验算表位置底宽沟深安全超高糙率底坡边坡流量断面型式汇流量m3/s验算结论（m）（m）（m）niim3/s截水沟0.300.500.10.0150.030.10.387梯形0.19满足过水断面面积（m2）湿周（m）水力半径（m）水面宽（m）0.1361.1040.1230.380注：根据水力计算手册，

17、排水沟采用M10水泥砂浆抹面，糙率取0.015。（二）排水沟主体工程设计在矿山的安全平台、清扫平台以及采场底部均布置了排水沟，由于考虑到汇水面积不大，主体工程选择排水沟断面型式为矩形，过水断面尺寸为宽0.30m，深0.30m，底坡按0.01设计，采用M7.5浆砌石砌筑，衬砌厚度30cm，过水面采用M10水泥砂浆抹面，抹面厚度3cm。共布置排水沟450m，每延米M7.5浆砌石0.5m3。因各平台排水沟汇流面积较小，排水沟完全能够满足排水要求，断面尺寸主要满足施工要求，本方案不再进行复核。办公生活区（一）排水沟办公生活区占地面积较小，且布置位置地势平缓，只需进行简单的平整便可修建房屋，不会产生开挖

18、边坡。主体工程设计中，考虑了区内的排水沟，沿场地中布置，排水沟末端接入进场道路排水沟，共布置排水沟40m。设计排水沟为矩形断面，尺寸为宽0.30m，深0.30m，采用M7.5浆砌石砌筑，衬砌厚度30cm，过水面采用M10水泥砂浆抹面，抹面厚度3cm，基础土石方开挖32.40m3，M7.5浆砌石27m3，M10水泥砂浆抹面90m2。（二）绿化主体工程还在办公生活区南面和东面布置带状绿化，栽植景观植物，绿化面积约100m2。进场道路（一）措施介绍主体工程设计中，进场道路具有水土保持功能并应计入水土保持投资的措施主要为道路排水沟和外侧边坡挡墙，道路排水沟设计采用梯形断面，同时也为矿山东侧排水沟连接端

19、，所以道路排水沟设计过水断面尺寸为底宽0.80m，深1m，沟边系数为0.30，底坡为3。排水沟采用M7.5浆砌石砌筑，厚度0.30m；过水面采用M10水泥砂浆抹面，厚3cm。根据主体工程设计工程量统计道路排水沟400m，每延米M7.5浆砌石0.8m3。（二）措施设计标准验算根据1：1000地形图测算，矿山开采区及道路上游截汇流面积约0.03km2，按20年一遇防御标准，采用式5-1、5-2验算如下，详见表5.5-3、5.5-4。表5.5-3 排水沟拦截汇水区洪峰流量计算表名称最大清水流量（m3/s）径流系数20年一遇设计降雨强度（mm/h）汇水面积（km2）道路排水沟0.420.6576.40

20、.03表5.5-4 截水沟过水能力验算表位置底宽沟深安全超高糙率底坡边坡流量断面型式汇流量m3/s验算结论（m）（m）（m）niim3/s道路排水沟0.400.600.100.0180.030.30.876梯形0.44满足注：根据水力计算手册，排水沟采用M10水泥砂浆抹面，糙率取0.018。经验算，主体工程设计道路排水沟断面尺寸满足20年一遇防御标准要求。弃渣场主体工程设计中，已考虑了弃渣场挡渣墙，按照水土保持相关规定，应计入水土保持投资。（一）挡渣墙（1）措施设计介绍主体工程设计弃渣场挡渣墙为一般重力式挡墙，设计墙面坡比为1：0.3，墙背坡比为垂直，墙身在地面以上做排水孔，孔口尺寸0.1m0

21、.1m，挡渣墙地面高2m，顶宽0.5m，墙址宽0.50m，基础埋深0.8m，共布置挡墙68m，每延米M7.5浆砌石3.5m3。（2）稳定性验算1）渣体稳定分析渣体特性由于本项目所产生弃渣以土方居多，渣体具有一定黏结力，在渣体的堆积过程中，粒径较大的颗粒将先到达临时堆土场底部，这样在渣体底部自然形成较好的排水垫层，对降低渣体浸润线、提高渣体稳定有利。堆渣体稳定分析重点进行渣体在自重及外荷载（主要为地震荷载，本工程区地震设防烈度为度）等荷载作用下的稳定计算与分析，保证渣体在最不利荷载组合下有足够的稳定，不致发生通过渣体或渣体与渣场基础的整体剪切破坏。堆渣体坡比为1:2，对应坡角为27左右，缓于渣体

22、的自然休止角，一般不会发生通过渣体的剪切破坏而导致渣体的边坡失稳，最有可能沿渣体与渣场底部的接触面发生整体剪切破坏，导致渣体整体滑动。根据工程特点，参照采用简化毕肖普法对渣场沿渣体与渣场底部的接触面进行稳定计算。（5-3） .(5-4）式中：Fs渣体沿圆弧抗滑稳定安全系数；Wi第i条块的重量，容重取1.45t/m3；bi条块的宽度，取滑弧半径的1/10，即0.1R；i第i条块底面倾角，（条块竖向中线处与滑弧面处）；Ci土的有效粘聚力，本例取1.2kPa；R滑弧半径，m；渣体内摩擦角，本例按湿润状态取值（35）；ui第i土条作用于土条底边上的孔隙水压力；li第i土条中心至滑动圆心的垂直距离；KH

23、水平地震加速度系数，KH的取值按度地震烈度； CZ综合影响系数，取0.25。利用式（5-3）、（5-4）及各参数的取值进行计算，计算结果见表5-7：表5-7 渣体稳定计算结果表项 目滑动力矩抗滑力矩抗滑稳定系数允许值稳定评价弃渣场88.96143.491.61 1.30稳定经计算，弃渣体抗滑稳定系数均大于允许值1.30，因此认为渣体是稳定的，并有一定的安全裕度。2）挡渣墙稳定计算土压力据前所述，将土体判定为散体，按无粘性土考虑，且考虑滑动土楔体与挡土墙背、滑动面之间的摩擦力作用，则可根据库仑散体压力理论公式进行计算分析。由于本例挡渣墙的安全隐患主要是土体在渣土压力作用下向前移动，而不会向填渣一

24、方推挤滑动，所以，土体的土压力仅计算主动土压力Pa。Pa= (5-5)式中：渣体容重，本例取1.40t/m3（表土）；H墙高，含基础埋深；Ka库仑主动土压力系数，查表或按下式计算，本例为0.45；经计算，各临时堆土场土压力见表5-8。表5-8 主动土压力计算表渣场名称墙高(含基础)渣体容重(t/m3)库仑主动压力系数主动土压力(t/m)弃渣场2.81.40.452.46依据式5-5计算可得出：力的作用方向与水平面成（+0）=32；作用点位于距墙底为H/3处。墙体自重沿墙长方向取1m长度计算坝体自重G0，砌体容重取2.30t/m3，墙体自重为13.18KN。G0=墙体断面积单位墙体长砌体容重7.

25、54KN，计算见表5-9。抗滑稳定性计算：主要是通过抗滑最小安全系数的计算进行分析，其抗滑最小安全系数要求Ks1.30（挡土墙要求为1.3）。(5-4)式中：Ks坝体抗滑最小安全系数，Ks1.3；W墙体自重；Pay主动土压力的垂直分力，PayPasin(+)，KN;基底的摩擦系数，取0.35；Pax主动土压力的水平分力，PayPacos(+)，KN Pa主动土压力，KN；墙摩擦角；墙背倾斜角度。表5-9 墙体抗滑稳定计算表工 程墙体自重(KN)PaPayPaxKs弃渣场挡墙7.540.452.4614271.621.852.22经计算，各临时堆土场抗滑最小安全系数Ks均1.30，所以，主体工程

26、设计挡土墙可以满足抗滑稳定要求。详见表5-9。抗倾覆稳定性计算主要通过抗倾覆最小安全系数的计算进行分析的，抗倾覆最小安全系数要求Kt1.5（墙体要求为1.5）。. (5-5)取前坝趾为倾覆力矩中心，求出作用在坝体上的各种性质的力，然后再从力矩中起找出各力的力臂。按照力的方向不同，将力矩分为两大类，一类是抗倾覆力矩MR，另一类为倾覆力矩（反方向）MT。计算式如下： 式中：Kt抗倾覆最小安全系数；MR作用于墙身各力对前趾的稳定力距，mN；MT作用于墙身各力对前趾的倾覆力距，mN；G0、Z0坝体自重、坝体重心到前坝趾处的力臂；Gc、Zc 坝上渣体重量、坝上渣体重心至前坝趾处的力臂，t、m；PaY、Z

27、Y主动土压力竖向分力、对应力臂t、m；PaX、ZX主动土压力水平向分力、对应力臂t、m；将各数值代入式5-5中求得Kt均大于1.5。详见表5-10。经验算，主体工程设计挡土墙断面尺寸满足抗滑和抗倾覆要求，挡土墙是稳定的。表5-10 抗倾覆稳定计算结果表渣场名称计算结果标准值稳定情况临时堆土场挡墙2.341.50稳定主体工程设计具有水保功能并计入方案投资措施工程量根据主体工程设计具有水土保持功能并计入水土保持方案投资的措施分析，按照主体工程开发利用方案提供的投资估算进行计算，主体工程设计具有水土保持功能并计入水土保持方案投资的措施工程量为挡渣墙68m，截排水沟1190m，绿化100m2。详见表5

28、-11。表5-11 主体工程具有水保功能措施表防治分区措施名称数量 工程量（m3、m2）单价（元）投资(万元)矿山开采区浆砌石截水沟280mM7.5浆砌石1961803.53 采场平台排水沟450mM7.5浆砌石2251804.05 办公生活区浆砌石排水沟60m M7.5浆砌石301800.54 带状绿化100m2 带状绿化100300.3进场道路区道路排水沟400m M7.5浆砌石3201805.76 弃渣场挡渣墙68m M7.5浆砌石2381603.81 合 计17.99 不计入水土保持方案的措施（一）工业场地根据主体工程设计资料分析，除计入水土保持方案投资的措施外，还考虑了工业场地表层还

29、考虑硬化措施，硬化面积4500m2，因属主体工程必须的设施，故不计入水土保持方案投资。（二）办公生活区办公生活区除考虑了区内排水措施外，主体工程还设计对场区常用地进行砼硬化，硬化面积约0.03hm2。（三）道路区进场道路设计采用碎石硬化，硬化面积2100m2。主体工程设计中具有水土保持功能的措施评价本工程从矿区建设、环境保护和水土保持等角度，主体工程考虑了部分的水土保持措施，这些措施包括： eq oac(,1)矿区边界以外设置截水沟，拦截坡面汇水，可有效防止坡面汇水对开采区的影响。 eq oac(,2)进场道路设置排水沟、挡墙等措施，路面还考虑碎石硬化，一方面可有效的排导道路区汇水，减小径流对

30、路面的冲刷；其次路基挡墙有效的防护了填土区的稳定和填土体的流失。 eq oac(,3)工业场地考虑排水措施以及场地硬化，从一定程度上减少了水土流失。 eq oac(,4)办公生活区在有限的土地面积内布置建筑物，区内排水设施考虑周全，场区内还采取砼硬化，沿边还布置带状绿化，改善办公生活环境的同时，也发挥了较大的水土保持作用。经分析，以上措施在保证主体工程安全的同时，具有一定的水土保持作用，但从水土保持角度出发，还需完善大量的水土保持措施，本方案认为矿区今后水土保持工作重点有以下几方面：（1）矿山开采区在基建期本方案中对排水沟施工过程提出水土保持管理要求及外围排水沟末端沉沙池，同时提出运行期水土保

31、持要求。（2）工业场地本方案认为需要完善工业场地与矿山开采区的挡墙措施，防止降雨对边坡产生冲刷；工业场地堆料区内硬化采用碎石碾压平整，有利于场内雨水的入渗。由于场内建设时间较短，不考虑施工中的临时措施。矿山封场时，需对场地进行绿化。另外，还需就建设以及运行过程提出水土保持管理要求，建议主体工程堆料区（尤其是成品砂料仓）增加遮盖措施。（3）办公生活区主体工程已考虑的措施能够满足水土保持要求。由于施工时间不长，场地周边较为平缓，因此，在施工过程中不考虑临时措施，本方案不对办公生活区增加水土保持措施，仅在建设过程提出水土保持管理要求。（4）道路区主体已设计道路内侧排水沟，需要增加行道树、排水沟末端沉沙池、道路外侧挡墙，同时完善相应的排导设施。（5）弃渣场区主要堆渣区外围截排水沟及沉沙池。（6）运行期间应落实水土保持设施管护责