摘要：平陸運(yùn)河工程建設(shè)具有極大重要性且意義深遠(yuǎn)，但在平陸運(yùn)河工程開挖過程中，開挖總量超過2.2億m3，棄渣將占用大量土地，成為工程建設(shè)重大的制約因素。文章對開挖棄渣提出了“精心設(shè)計(jì)，減少總量;綜合利用，變廢為寶;科學(xué)施工，縮短運(yùn)距;減少污染，降低投資”綜合處理思路，并提出了妥善解決平陸運(yùn)河工程棄渣問題的建議方案。

關(guān)鍵詞：運(yùn)河;開挖;棄渣;綜合處理

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：U615.1-A-54-190-5

0 引言

平陸運(yùn)河北連西江航運(yùn)干線，南通北部灣，是一條通江達(dá)海的水運(yùn)通道。2020年6月交通運(yùn)輸部等聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于珠江水運(yùn)助力粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的實(shí)施意見》中明確提出，推進(jìn)湘桂運(yùn)河、贛粵運(yùn)河研究論證，開工建設(shè)平陸運(yùn)河，形成干支銜接、區(qū)域成網(wǎng)、江海貫通、連接港澳、溝通水系的高等級航道網(wǎng)絡(luò)。在各級政府的高度重視下，平陸運(yùn)河工程的建設(shè)提上議事日程，已開展前期工作和各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)論證，有望在“十四五”期間開工建設(shè)，規(guī)劃即將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，讓運(yùn)河早日發(fā)揮效益。

平陸運(yùn)河工程主要開發(fā)任務(wù)是航運(yùn)，通過竣深原有河道、開挖造渠形成分水嶺航道、建設(shè)梯級樞紐對全河段進(jìn)行連續(xù)渠化，采取綜合措施使平陸運(yùn)河達(dá)到Ⅰ級航道標(biāo)準(zhǔn)，連通北部灣和西江航運(yùn)干線，同時(shí)兼顧供水、灌溉和防洪。

平陸運(yùn)河北面始于西津樞紐庫區(qū)郁江支流沙坪河口，往南溯沙坪河而上，在沙坪鎮(zhèn)和舊州鎮(zhèn)之間跨越分水嶺，沿欽江支流舊州江南下，至陸屋鎮(zhèn)進(jìn)入欽江，沿欽江干流入海至欽州港。

平陸運(yùn)河設(shè)計(jì)代表船型為5000噸級江海聯(lián)運(yùn)散貨船和250 TEU集裝箱船?？紤]各種船型組合的情況下，雙線船閘年單向通過能力>8 500萬t，當(dāng)5 000噸級及以上大型船舶承載貨物占比>50%時(shí)，考慮貨流不平衡且上行下行貨量為6∶4的情況下，雙線船閘雙向年通過能力可達(dá)1.83億t，可滿足預(yù)測水平年2050年的運(yùn)量需求。

1 問題的提出

1.1 平陸運(yùn)河航道等級及通航特征水位

平陸運(yùn)河全長約137 km，總水頭為64.5 m，航道等級為Ⅰ級，全線規(guī)劃建設(shè)4個(gè)梯級，每個(gè)梯級按雙線船閘設(shè)計(jì)。船閘尺度：閘室有效長度為300 m，閘室有效寬度為34 m，船閘門檻最小水深為8.5 m。

其上游段從沙坪河口跨越分水嶺至青年樞紐段長約96 km，按內(nèi)河庫區(qū)航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，航道水深為6.7 m，底寬為80 m，最小彎曲半徑為360 m;下游段從青年樞紐至欽州港段長約41.5 km，按沿海潮汐河口航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，航道水深為6.3 m，底寬為100～135 m[1-2]，最小彎曲半徑為360～450 m[1-2]。

根據(jù)現(xiàn)階段的規(guī)劃方案，平陸運(yùn)河總體線路自北往南為：西津庫區(qū)沙坪河口（K00+000）→沙坪鎮(zhèn)（K20+400）→分水嶺（K26）→舊州江→第一級船閘馬道頭（K30+540）→第二級船閘企石垌（K44+414）→陸屋鎮(zhèn)（K48+400）→舊州江與欽江匯流處（K49+700）→欽江→第三級船閘大田坪（K63+570）→第四級船閘青年水閘（K95+538）→欽州市（K96+500～K104+800）→沙井→欽州港。

平陸運(yùn)河各梯級樞紐通航特征水位如表1所示。

1.2 平陸運(yùn)河沿線地貌及開挖概況

運(yùn)河沿線區(qū)域地貌特征為中低山脈與寬谷丘陵相間分布。運(yùn)河線路走廊自北而南依次為低山—丘陵、海濱低丘地帶。低山—丘陵由高程為100～500 m的低山和數(shù)十米的丘陵組成;海濱低丘分布在低山—丘陵地貌帶與海岸帶之間，地貌特點(diǎn)為低矮、渾圓的圓丘，海拔高度在15～50 m之間。

平陸運(yùn)河的航道等級高，開挖尺度大，特別在跨越分水嶺段，沒有河谷可利用，需全程開挖，且原有的沙坪河及欽江上游河道狹小而彎曲、河底高程高，因而全程開挖量大、棄渣量多，是本工程的一個(gè)主要特點(diǎn)。全線平均挖深為11.48 m，最大挖深超過50 m。

各段地貌特點(diǎn)如下：

（1）沙塘江江口至沙坪鎮(zhèn)，樁號K0+000～K20+500段線路為西津樞紐庫區(qū)，沿河低矮丘陵被庫水隔離成孤島，兩岸山丘頂高程為62～140 m左右，河流一級階地高程為63～67 m。此段航道設(shè)計(jì)底高程為51.1 m，航道底寬80 m。平均開挖深度>7.0 m。

（2）樁號K20+500～K28+400段線路長度約7.9 km，線路走廊為低山丘陵及山丘間谷地，頂高程為75～254 m，谷底高程為66～102 m。線路于26 km處從郁江流域和欽江流域分水嶺低凹的鞍部通過，鞍部高程約90 m，鞍部兩邊山丘頂高程為140～150 m。該段沒有河谷可利用，需開挖造渠。此段航道設(shè)計(jì)底高程為51.1 m，航道底寬80 m。最大開挖深度

>50 m，平均開挖深度>18.0 m。

（3）樁號K28+400～K43+300段長度約為14.9 km，年?duì)I村西北面至龍灣坪，該線路沿欽江支流舊州江侵蝕、堆積形成的谷底寬度為200～650 m，谷底地貌總體為河流堆積一階臺地，高程為35～75 m，兩岸山丘頂高程為70～

360 m，溪流河槽寬度由3～6 m漸變寬至33～40 m，溪流底高程為60～31 m。第一級船閘馬道頭樞紐（K30+540）在該段航道上，該船閘上游段航道設(shè)計(jì)底高程為51.1 m，下游段航道設(shè)計(jì)底高程為27.3 m，航道底寬80 m。該段平均開挖深度>15 m。

（4）樁號K43+300～K96+500段長度約為53.2 km，龍灣坪至青年水閘電站，線路走廊區(qū)為丘陵—河谷平原地貌，欽江兩岸為平坦河流一級階地，高于河水面

6～13 m。龍灣坪至陸屋鎮(zhèn)（k49+700）舊州江河槽寬15～40 m，陸屋鎮(zhèn)至青年水閘電站欽江河槽寬度為50～130 m，河底高程為2～

32 m。欽江兩岸山丘頂高程為75～245 m。平陸運(yùn)河下游的三級船閘均位于此段航道上。第二級船閘企石垌樞紐（k44+414）下游段航道設(shè)計(jì)底高程為

15.3 m，第三級船閘大田坪樞紐（k63+570）下游段航道設(shè)計(jì)底高程為1.0 m，航道底寬80 m。該段平均開挖深度>16.0 m。

（5）青年船閘電站至出?？?，樁號K96+500～K118+000段長度約為21.5 km，線路走廊區(qū)為欽江河口三角洲平原，兩岸地形平坦，地面高程為7～12 m，河槽寬度為46～250 m，河底高程為2～3 m。樁號K96+500～K104+800段兩岸為欽州市區(qū)。第四級船

閘青年水閘樞紐（k95+538）下游航道設(shè)計(jì)底高程為

-7.6 m，航道底寬100 m。該段平均開挖深度>8.0 m。

（6）樁號 K118+000～K136+550段長度約為18.5 km，線路走廊為欽州灣濱海灘涂地貌，水下地面高程為-1.1～19.7 m，殘丘頂層高程為16.0～56.5 m。該段航道設(shè)計(jì)底高程為-7.6 m，底寬135 m，平均開挖深度為1.3 m。

1.3 開挖量及棄渣量的主要數(shù)據(jù)

根據(jù)現(xiàn)階段規(guī)劃方案，本工程開挖土地面積為19.19 km2，其中陸域面積為10.02 km2，水域面積為9.17 km2。開挖總量為22 026萬m3，其中陸上開挖量為

15 400萬m3，占70%，水下開挖量為6 626萬m3，占30%。平均挖深為11.48 m，其中陸地平均挖深為15.37 m，水下平均挖深為

7.23 m。各段航道開挖量及需棄渣量如下頁表2所示。

如果不考慮綜合利用，平陸運(yùn)河工程陸上棄渣量為15 400萬m3，水下棄渣量為6 626萬m3，而西津庫區(qū)和欽州灣茅尾海難以容納如此巨大的水下棄渣量，大部分的水下棄渣也將轉(zhuǎn)到陸上棄渣場倒棄，合計(jì)棄渣量超過

22 000萬m3。如按填深10 m計(jì)，棄渣場占地面積>2 200萬m2，勢必要占用大量土地作為棄渣場，增加運(yùn)量和運(yùn)距，造成水土流失并污染環(huán)境，延長工期，增加工程投資，這與平陸運(yùn)河的建設(shè)理念“節(jié)約、環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展”是相悖的，因此，必須研究妥善利用和處理平陸運(yùn)河工程數(shù)量巨大棄渣的方案，趨利避害，變廢為寶。

2 棄渣利用、處理方案分析

平陸運(yùn)河工程開挖總量巨大，需充分利用、綜合處理和解決棄渣的問題?？傮w思路是：精心設(shè)計(jì)，減少總量;綜合利用，變廢為寶;科學(xué)施工，縮短運(yùn)距;減少污染，降低投資。

2.1 減少開挖總量

總體路線方案要進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究，優(yōu)化布局，精心設(shè)計(jì)，對工程優(yōu)先目標(biāo)統(tǒng)籌排序，盡最大可能減少征地、移民和土石方開挖量，從源頭上減少開挖量、降低棄渣總量。

2.2 充分利用石方，并減少運(yùn)距

本工程建設(shè)需要使用大量石材，可將開挖出來的石材，經(jīng)加工后用于本工程，一舉兩得，變廢為寶。

陸上開挖量中若10%為石方，約有石方1 540萬m3;水下開挖量中若5%為石方，約有石方331萬m3，共有1 871萬m3石方可供本項(xiàng)目使用。既能減少棄渣1 871萬m3，又能為本工程提供石料，減少了購買石材和人工砂的費(fèi)用。剩余需處理的石方開挖量共20 155萬m3，其中水下6 295萬m3，占31.23%，陸上13 860萬m3，占68.77%。

本工程建設(shè)每個(gè)樞紐用混凝土量約為80萬m3，估計(jì)共需混凝土320萬m3左右，需要使用大量骨料和人工砂;河道兩岸的護(hù)坡工程需用大量的塊石和片石;船閘后方的回填，也需要相應(yīng)的級配材料。

在項(xiàng)目工程可行性研究階段，既需要較準(zhǔn)確計(jì)算出本項(xiàng)目共需石方的數(shù)量、分類，以及需求的沿線分布，也要提前按初步設(shè)計(jì)階段的深度布孔進(jìn)行地質(zhì)勘察，摸清區(qū)域地質(zhì)和工程地質(zhì)的情況。

（1）分析可利用石方總量、類別與本項(xiàng)目的石方用量、類別是否匹配，可利用的盡可能利用，如石方量富裕，可加工后出售。

（2）分析石方開挖位置，盡量與石方使用的位置相匹配，以縮短運(yùn)距。可考慮在四個(gè)梯級壩址處各設(shè)一個(gè)石材加工點(diǎn)，開挖出來可利用的石方，運(yùn)到最近的石材加工點(diǎn)使用;河道的護(hù)坡需用的塊石和片石，則運(yùn)到施工點(diǎn)使用，減少運(yùn)距和轉(zhuǎn)運(yùn)量;石材加工后的廢料，可作為級配骨料用于船閘后方回填。

2.3 利用水下棄渣造地，用于平陸運(yùn)河配套工程建設(shè)

（1）圍海造地，形成陸域建設(shè)欽州港江海聯(lián)運(yùn)作業(yè)區(qū)。

通過對平陸運(yùn)河與欽州港江海聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸組織分析可知，平陸運(yùn)河與欽州港之間的集裝箱中轉(zhuǎn)運(yùn)輸，通過新建欽州港江海聯(lián)運(yùn)港區(qū)中轉(zhuǎn)為優(yōu)選方案，其余貨種包括干散貨、液體散貨、件雜貨的中轉(zhuǎn)宜在欽州港既有的同類泊位上裝卸。

可考慮利用沿海青年水閘—10萬噸級航道段水下棄渣2385萬m3，在欽州港附近用于圍海造地，形成陸域用于建設(shè)欽州港江海聯(lián)運(yùn)作業(yè)區(qū)，這樣既解決了水下棄渣的問題，也解決了建港的陸域需求。

如平均填高10 m，利用率為0.9，則可圍海造地215萬m2。假如圍海造地岸線長1 500 m，則碼頭區(qū)域縱深1 430 m。可建15個(gè)250 TEU集裝箱船（船總長88.0～90.0 m）泊位，或建10～11個(gè)400 TEU集裝箱船（船總長125.0～130.0 m）泊位，年裝卸中轉(zhuǎn)集裝箱可達(dá)200萬TEU左右。但圍海造地的可行性、位置、區(qū)域、規(guī)模、地點(diǎn)，需根據(jù)海域使用規(guī)劃、港區(qū)總體規(guī)劃、欽州港江海聯(lián)運(yùn)作業(yè)區(qū)的規(guī)模、模型試驗(yàn)等因素確定，并使水下棄方運(yùn)距盡可能縮短。

（2）沙坪河口—沙坪鎮(zhèn)段水下棄渣1 140萬m3，可用于在西津庫尾造地，形成陸域，綜合開發(fā)使用。平均填高10 m，利用率為0.9，則可造地

103萬m2。棄渣造地的具體地點(diǎn)和規(guī)模，可根據(jù)相關(guān)規(guī)劃來確定，為了減少運(yùn)距，可設(shè)若干個(gè)庫尾造地棄渣場。

（3）水下棄渣量原為6 295萬m3，通過造地利用的棄渣量為3 525萬m3，水下棄渣轉(zhuǎn)陸上棄渣量為2 770萬m3。其中欽州干流段（陸屋鎮(zhèn)—青年水閘）46.2 km水轉(zhuǎn)陸棄渣量為2 470萬m3;分水嶺下游段19.2 km水轉(zhuǎn)陸棄渣量為285萬m3;分水嶺上游段3.6 km水轉(zhuǎn)陸棄渣量為15萬m3。

2.4 利用陸上棄渣，填筑各樞紐的防洪堤

各樞紐均需修建防洪堤。馬道頭樞紐庫區(qū)防洪堤長暫按2 000 m計(jì)，石企垌樞紐庫區(qū)防洪堤長5 600 m，大田坪樞紐庫區(qū)防洪堤長7 200 m，青年水閘樞紐庫區(qū)防洪堤長11 000 m，共長約25.8 km。暫按底寬30 m、頂寬10 m、堤高15 m考慮，防洪堤共需填方約774萬m3。

2.5 剩余的棄渣量及位置

本工程的開挖量中，扣除可利用的石方、圍海造地用的水下棄方、西津庫尾造地用的水下棄方和填筑各樞紐防洪堤用的土方后，共需棄方15 856萬m3，其中有2 770萬m3為水下棄方需轉(zhuǎn)陸上處理，如表3所示。

2.6 陸上棄渣場填平整理后，綜合開發(fā)

2.6.1 陸上棄渣數(shù)量及位置

陸上棄渣共計(jì)15 856萬m3，平均堆高為10 m時(shí)，占地1 585.6萬m2;平均堆高20 m時(shí)，占地

792.8萬m2。陸上棄渣場占地寬廣，將成為本項(xiàng)目建設(shè)的重要制約因素，必須采取綜合措施，變廢為寶，綜合利用，解決棄渣場占地寬廣的問題。

陸上棄渣量主要集中在沙坪鎮(zhèn)—青年水閘段航道，共計(jì)13 932萬m3，占

87.87%。其中沙坪鎮(zhèn)—陸屋鎮(zhèn)段長29.3 km，共棄渣8 275萬m3，平均棄渣282.42萬m3/km，分水嶺段航道、第一級梯級馬道頭樞紐和第二級梯級企石垌樞紐位于該區(qū)段內(nèi)，這三個(gè)位置的棄渣量最大，棄渣強(qiáng)度也最大。陸屋鎮(zhèn)—青年水閘段長46.2 km，共棄渣5 657萬m3，平均棄渣

122.45萬m3/km，第三級梯級大田坪樞紐和第四級梯級青年水閘樞紐位于該區(qū)段內(nèi)，這兩個(gè)位置的棄渣量也很大，棄渣強(qiáng)度次之。

2.6.2 棄渣場的選擇及綜合利用

結(jié)合平陸運(yùn)河沿線城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，在運(yùn)河航道沿線附近選擇若干個(gè)山岙或合適的地點(diǎn)作為棄渣場。作為棄渣場的區(qū)域，其容量應(yīng)盡可能與該區(qū)段的棄渣量匹配;其地點(diǎn)也應(yīng)盡可能靠近開挖地段，特別應(yīng)選擇盡可能靠近分水嶺段航道、第一級梯級馬道頭、第二級梯級企石垌、第三級梯級大田坪和第四級梯級青年水閘這五個(gè)位置的山岙或合適的地點(diǎn)作為棄渣場，以減少棄渣的運(yùn)距，減少修建棄渣道路的長度，提高效率，節(jié)約投資，降低對環(huán)境的影響。

在棄渣過程中，要及時(shí)整平各個(gè)棄渣場的土地，并同步建設(shè)各個(gè)棄渣場的擋土墻防護(hù)工程、排水系統(tǒng)、邊坡處理、綠化等工程，防止水土流失，保護(hù)環(huán)境。

填平的棄渣場經(jīng)整理并完成水土保持工程后，作為城鎮(zhèn)開發(fā)、產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)以及綜合開發(fā)用地，也可作為部分工礦企業(yè)、學(xué)校搬遷回建用地，或作為部分集中居民點(diǎn)建設(shè)以及留地安置用地等。

2.7 科學(xué)施工，減少投入

盡可能利用旱季、枯水期施工。陸屋鎮(zhèn)（K49+700）至青年水閘（K95+900）航道水下開挖量約2 470萬m3，需轉(zhuǎn)運(yùn)陸上處理?？傮w上，該段航道應(yīng)從下游（K95+900）往上游（K49+700）開挖，枯水期增加設(shè)備爭取多開挖，盡可能創(chuàng)造并利用陸上開挖的條件，減少水下開挖量和水下棄渣轉(zhuǎn)陸上棄渣的轉(zhuǎn)運(yùn)量。需特別研究水下開挖量轉(zhuǎn)陸上棄渣的處理方案，以縮短工期、減少工程投資。

沿海青年水閘—10萬噸級航道段水下開挖，應(yīng)從欽州港往欽江青年水閘方向開挖;沙坪河口-沙坪鎮(zhèn)段水下開挖，應(yīng)從西津庫區(qū)往沙坪鎮(zhèn)方向開挖，以方便泥駁通行棄渣。

3 結(jié)語

平陸運(yùn)河是一條通江達(dá)海的水運(yùn)通道，該工程建設(shè)的重要性毋庸置疑，意義深遠(yuǎn)，是功在當(dāng)代、利在千秋的重大工程。平陸運(yùn)河工程將如靈渠、都江堰等古代水利工程一般，為民造福，名垂青史。

平陸運(yùn)河工程的開挖總量達(dá)到2.2億m3，如不加以科學(xué)利用、綜合處理，棄渣勢必占用大量土地，大大加劇運(yùn)河沿線土地資源緊張的局面，并影響環(huán)境，大幅增加工程投資，將對平陸運(yùn)河的建設(shè)造成較大的制約。

本文通過分析，對本工程開挖棄渣科學(xué)利用、綜合處理提出了“精心設(shè)計(jì)，減少總量;綜合利用，變廢為寶;科學(xué)施工，縮短運(yùn)距;減少污染，降低投資”的總體思路，并提出了建議方案，可以妥善解決平陸運(yùn)河工程棄渣問題，以踐行平陸運(yùn)河“節(jié)約、環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展”的建設(shè)理念。

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收稿日期：2021-03-18

作者簡介：

唐羽玲（1987—），工程師，主要從事航運(yùn)樞紐工程建設(shè)管理工作。