人民长江Yangtze Ｒiver Vol．51，

Supplement （Ⅱ）Dec．，2020

收稿日期：2019－11－07作者简介：仲

康，男，工程师，硕士，主要从事水土保持与环境工程设计工作。E －mail ：1506362107@qq．com

文章编号：1001－4179（2020）S2－0151－04

弃渣资源化利用方案研究

———以三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程为例

仲康，刘晖，黄斌，王苑，童迪

（长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉430010）

摘要：国内生产建设项目弃渣一般通过工程自身利用、布置大型弃渣场、集中运至受纳场等方式来处理，而国外已经采取诸多措施旨在提高并扩大土石方弃渣、

建筑垃圾等的回收利用，实行跨区域行业弃渣资源化利用。以三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程为例，通过分析基础设施建设对矿建材料的需求和新形势下矿建材料供求的发展趋势，在充分分析开挖料物质特性和可用性的基础上，借鉴三峡工程弃渣综合利用的成功经验，

并结合区域经济发展对弃渣物料的需求，提出了生态造景利用、基础设施建设利用、石料商品化销售利用等3种弃渣资源化利用方案，相关经验可供类似工程借鉴。关

键

词：弃渣；资源化利用；三峡水运新通道；葛洲坝航运扩能工程

中图法分类号：TV49

文献标志码：A

DOI ：10．16232/j．cnki．1001－4179．2020．S2．039

1研究背景

生态文明建设是中国特色社会主义事业的重要内

容，

关系人民福祉，关乎民族未来。以来，长江大保护、

黄河大保护、“无废城市”等一系列环境保护行动相继展开。大型生产建设项目通常会产生大量弃渣并存在弃渣处理的问题，

国内工程弃渣一般通过工程自身利用、布置大型弃渣场、集中运至受纳场等方式来解决该问题

［1－3］

。当前的研究重点也主要着眼于弃

渣合理利用于本工程和弃渣场防护方案，

而国外诸如日本、

韩国、美国等国家从区域协同、资源化、可持续、多渠道等环境保护角度出发，采取法律制度和技术创新等措施

［4－6］

，旨在提高土石方弃渣、建筑垃圾等回收

利用率。

三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程是为扩大三峡、

葛洲坝枢纽通过能力，提升三峡至葛洲坝区段通航能力，

提高航运效率和服务水平，适应长江水运运输发展需求的一项重大工程。三峡水运新通道推荐一次新建两线船闸方案，

葛洲坝航运扩能工程推荐将现有3号船闸改建为两线船闸方案。三峡水运新通道工程

建设开挖总量13527万m 3，

直接利用180万m 3

，转运利用760万m 3，弃渣总量12603万m 3

；葛洲坝航运扩能工程开挖和拆除总量1022万m 3

，工程直接利用量51万m 3，弃渣总量为971万m 3

。

如何合理利用大量弃渣是该工程水土保持工作的

一大难点。该工程总弃渣量规模巨大，

需要足够大的场地集中防护堆存，

工程场址位于长江沿岸，周边分布生态保护红线区、

长江三峡风景名胜区、长江三峡国家地质公园、

水源保护区、生态公益林等敏感区域，弃渣场选址存在多重制约。工程计划总工期102个月，工程建设活动接近9a ，

弃渣对生产生活和生态环境影响较大。因此，

如何资源化利用弃渣，减少弃渣对生态环境的不利影响成为工程建设的关键问题之一。针对三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程弃渣

难点，

本文在区域内多部门调研的基础上［7－10］

，根据弃渣特性，

结合周边生态造景和基础设施建设需求提出弃渣综合利用的方案，

结合当前矿建材料的供需矛盾提出弃渣制成砂石作为商品销售的方案。

2沿江矿建材料基本情况

2．1

基础设施建设对矿建材料需求分析

矿建材料是基础设施建设的重要货类，从长期趋

势来看，其需求与腹地城镇化和基础设施建设发展进程密切相关［11－14］，是城镇化和基础设施建设中不可或缺的建筑材料。由于长江流域矿建材料资源分布不均衡，优质黄砂主要分布于长江干流湖北至安徽段及赣江等支流河道，长期以来自然形成了以黄砂为主的矿建材料由中游地区向上游和下游地区输送的基本运输格局。

2018年矿建材料占三峡过闸货运总量的33．3%，已连续7a成为过闸运输的第一大货类。矿建材料过闸运量增长主要得益于川、渝、云、黔4省市经济社会的快速发展，近些年上游4省市GDP增速远高于全国平均水平，经济社会发展和城镇化的不断推进，拉动了砂石等矿建材料需求的不断提升。矿建材料需求与沿江工业化和城镇化进程密切相关，项目前期研究阶段，原三峡办委托国家发展和改革委员会综合运输研究所等机构分别开展了过闸运量需求预测研究，其中矿建材料三峡枢纽过闸运输需求的综合预测结果列于表1。

表1矿建材料过闸运输需求量综合预测结果万t

年份总量上行下行

2030363325451088

2050309019591131 2．2矿建材料产业面临的新形势

当前形势下，天然砂石受到严格保护，机制砂石成本较高且生产能力有限，目前长江沿线砂石料价格飞涨，局地出现无砂石料可用的情况。以湖北省砂石料价格为例，湖北省自然资源厅官网价格信息显示，2016 2018年砂石料平均价格分别为26，29，38元/t，2017年和2018年分别较2016年增长12%和46%，价格涨幅巨大。另据中国砂石协会2019年6月份统计，武汉市天然砂（中砂）出厂价为135元/t，机制砂（中砂）出厂价为104元/t，碎石15 25mm出厂价为102元/t，砂石价格已成倍增长。

根据矿建材料的市场供需情况可知，砂石料等矿建材料已成为稀缺资源，短期内供不应求，而工程建设通常需要弃渣并设置弃渣场，占用一定范围场地。三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程弃渣规模巨大，如何在查明弃渣物质组成和可用性的基础上将弃渣作为矿建材料等资源进行利用十分重要和紧迫，一方面可以提高工程弃渣利用率减少投资；另外一方面可以缓解市场需求。

3工程弃渣物质组成及可用性分析

三峡水运新通道基岩开挖料主要为闪云斜长花岗岩，由下至上按风化程度划分为新鲜岩石、微风化岩石、弱风化岩石和全强风化岩石，是优良的建筑材料，可满足各类基础设施对工程石料和回填料的要求，微新岩石也可作为机制砂石原材料。在考虑开挖料自身利用的条件下，工程开挖料中的微风化、新鲜岩石可用作抛石料（或块石料）和混凝土粗骨料，工程开挖料中的第四系松散堆积层、断层构造岩、裂隙密集带及各类岩脉、全强风化岩石可用作填筑石渣料、石渣混合料，弱风化岩石可用作抛石料（或块石料），全风化岩石可用作填筑风化砂砾料。

葛洲坝航运扩能工程开挖料成分较多，主要包含灰岩、灰质白云岩及白云岩、砾岩、砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质黏土岩等。在考虑开挖料自身利用的条件下，场址区灰岩、灰质白云岩及白云岩为坚硬岩，属于不易软化岩石，质量满足堆石料、砌石料和混凝土人工骨料质量技术要求，可作为混凝土人工骨料加以利用；砾岩、含砾砂岩和砂岩属于较坚硬岩－较软岩，质量满足堆石料和砌石料质量技术要求，可作为堆石料或砌石料加以利用；泥质粉砂岩、粉砂质黏土岩属于软岩且存在快速风化，质量满足泥岩防渗料质量技术要求，可用作上下游土石围堰；各类强风化层、砂砾石层、素填土层适宜用于所有场平工程。

为了减少弃渣，充分利用开挖料，该工程优先考虑了弃渣综合利用。对主体工程的土石方进行了平衡分析，初步估算，三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程开挖料中约991万m3土石方可用于主体工程混凝土粗骨料和各项物料填筑，约35万m3可用于施工场地平整，约10万m3可用于场内道路混凝土粗骨料和垫层料回填，约180万m3可用于下岸溪石料场开采坑回填。各主体工程对弃渣综合利用后，仍有绝大多数的弃渣需要集中堆存防护。

依靠工程本身消纳弃渣远远不能满足弃渣利用的要求，而工程所在地宜昌市是鄂西南的交通枢纽，公路、铁路、长江航运交通十分便利，公路有318国道和宜黄高速公路直达城区，铁路有焦柳铁路、汉宜铁路连接，城区紧靠长江主航道。若能与周边道路工程等基础设施建设、生态公园造景、矿山修复、石料加工、机制砂石等需求相结合，在满足需求方的质量要求及经济合理性的前提下，将弃渣作为资源进行综合利用，则能消耗掉大量的工程弃渣。

4弃渣资源化利用方案

4．1生态造景建设利用方案

三峡截流纪念园和长江珍稀鱼类保育中心即采用工程弃渣作为建筑材料进行场地平整，并配套相关建筑设施建成，现已成为三峡工程重要组成部分。近年

251增刊（Ⅱ）仲康，等：弃渣资源化利用方案研究———以三峡水运新通道和葛洲坝航运扩能工程为例

来，宜昌市相继出台了《宜昌市城区山体生态恢复规划（2013年）》和《宜昌市城市绿地系统规划（2014 2030年）》，弃渣利用在这些规划项目中应用前景广泛。

宜昌城区早期采石厂分布众多，实施采石场管理后，大量企业面临关闭，而这些废弃的采石场即将面临地表裸露和水土流失等问题，需同步进行山体保护与生态修复。通过走访调查和资料统计分析，目前宜昌市内至少有4家采石企业已经或即将关停，且点军区规划中仍有很大一部分采石场面临关闭。根据4家采石企业开采时间和年生产能力测算，弃渣回填量约为83万m3。同时山体绿化可将弃渣作为建筑材料使用，山体绿化硬化部分对建筑材料指标要求较低，弃渣中碎石、块石等有用料均可利用。

根据宜昌市绿地规划，工程周边规划建设的生态公园达35处，包含各类综合公园、风景明胜园、湿地公园、带状公园、专类公园等，生态公园对建筑材料需求巨大，主要用于场地回填、主干道路、景观墙、广场、混凝土结构等部位，可将本工程石渣、碎石、条石、块石、混凝土骨料等直接或间接加工后进行利用，满足指标要求。

4．2城市及周边基础设施建设利用方案宜昌处于城市建设高峰期，依据宜昌市“十三五”城市建设规划，将实施大量基础设施建设项目，主要包含道路桥梁工程、景观工程、市政公用工程等，这些均需要大量砂石、碎石供应。

以工程场址为中心，按照城市主干道延伸范围，将14km半径范围内区域作为三峡新通道和葛洲坝航运扩能工程辐射区，包含了宜昌市大部分城区及秭归县城，将区内规划建设的重大基础设施作为弃渣可运输利用对象，其中城市桥梁、道路和绿道对碎石、混凝土及粗细骨料、回填料需求巨大；景观工程对条石及饰面用花岗岩有需求；市政公用工程、公共服务设施和社会投资项目均会涉及混凝土和石料的取用。按照类别配给利用料，并加工成成品后进行利用。

4．3石料商品化利用方案

针对矿建材料供不应求的现状，将该工程石料商品化利用可一定程度缓解市场困境。宜昌石材资源储量丰富，分布集中，水泥用灰岩在全省举足轻重，建筑用花岗岩、饰面石材资源潜力巨大，全国有名。根据《宜昌市矿产资源总体规划（2006 2015年）》，市场对于各类石料需求较大，主要包含建筑石料用花岗岩、饰面用花岗岩、建筑石料用灰岩等。据宜昌市发展与改革委员会最新资料统计，2010年饰面用花岗岩荒料需求量约140万m3。按目前饰面用花岗岩产量70万m3标准计算，“十三五”期间远不能满足自给需求。而三峡新通道的闪长花岗岩和葛洲坝扩能工程灰岩是良好的建筑材料。

弃渣作为石料商品，可以运输销售利用。即在考虑长江中下游沿岸部分地区实行禁采的条件下，依托丰富的工程渣料资源，通过水运将工程弃渣运往长江中下游沿江地区，以满足长江中下游城市基础设施建设对矿建材料的需求，以及长江中下游河道治理工程建设对抛石护岸等石料的需求。

通过加工弃渣，制成机制砂石运输销售利用。根据表1中矿建材料过闸运输需求量综合预测，长江上游对矿建材料需求巨大。可在靖江溪弃渣场与坝区分别设置2个商品粗骨料加工系统，系统生产能力可达4500t/h和1500t/h，商品粗骨料年生产能力可达3000万t；在下岸溪弃渣场设置工程与商品细骨料加工系统，系统生产能力可达1000t/h，商品细骨料年生产能力可达380万t。同时在靖江溪溪口上游侧设置3 4个3000t的商品骨料外运码头，用以向长江上游运输商品石料。

5建议

（1）弃渣资源化利用是一个复杂的系统工程，要加强与城建、交通、规划、国土、水利等职能部门的协作协调，同时要理顺弃渣管理系统的内部机制，对弃渣实施全过程和全方位管理，弃渣产生、运输和消纳之间应建立信息沟通机制。

（2）建议实行弃渣资源化管理，加强综合利用。

①通过提供弃渣交易信息平台促进弃渣对周边地区建设工地的回填；②利用城市工业园区和新区开发建设的时机，消纳部分弃渣；③结合生态红线范围和禁采区的划定，对因山体采石采矿挖掘遗留的开采坑实施弃渣回填，最大限度地恢复山体原貌。

（3）建议建设单位积极组织和实施石料商品化利用，调查市场需求，制定生产计划，拓展运输渠道，加大营销力度，尽可能提高弃渣利用率。

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151－154．

（上接第97页）

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（编辑：刘媛）

引用本文：高磊，陈运坤，屈尚侠，等．广州南沙区软土地面沉降特征及监测预警分析［

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154．4

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