第1章绪论
1.1研究问题的提出
水电工程有别于其他建设工程：第一，一般来说，水电工程多位于山高、坡陡、水流急、河道比降大的河流上，工程弃渣难于堆放。根据有利于生产、方便生活、节省投资、少占耕地和良田的原则，渣场常布置于从首部至厂房河段的河滩、河岸以及支沟沟道岸边，甚至沿坡面在沟坡较高处堆放弃渣。第二，水电工程枢纽建筑物多，在引水式开发的水电站中，这些建筑物位置分散，使得工程施工点多、战线长。第三，水电工程建设过程中弃渣量大、堆渣场多。
水电工程弃渣的特殊性决定了其危害性。在工程建设过程中，大面积开挖及其弃渣堆放破坏了工程区原有地表植被及坡面的稳定，形成了新增水土流失源，严重影响了工程区环境及生态平衡。更为严重的是，大量弃渣堆放在河滩、河岸及支沟内，雨量较大时将随径流流入或直接滑入河道，使河道淤积，抬高河床，影响河道的过流能力，对工程区及其下游地区的防洪和当地群众的生命、财产及生存环境构成严重威胁。因此，水电工程弃渣必须合理堆放，并采取适当的工程措施对弃渣场进行有效的防护。
随着我国大型水电工程持续建设，工程开挖弃渣量、渣场堆渣容量、渣场堆渣边坡高度均达到世界*规模和水平，工程弃渣及渣场规模较以往水电工程有较大幅度的提高，有的工程弃渣量甚至超过8000万m3，单座弃渣场容量已达4000万m3以上，堆渣高度超300m。渣料来源多样、物理力学性能悬殊、地形地质条件复杂、布置受限，渣场环境容量问题和安全稳定问题异常突出。
渣场设计和堆（土）石坝设计有相似的地方，也有不同的地方。渣场堆渣体的物理力学指标变化很大，地基（基础）处理不能按照土石坝设计的要求进行，否则造价太高，工期也不能保障。因此如何设计合适的堆渣体剖面并确保渣场的安全，是设计、施工和建设者非常关心的问题，也是工程安全的重要课题。
渣场设计涉及的范围较广，包括了挡排、防护、沟水处理、泥石流防治等，其设计成果对水电工程的施工布置、场地选择、工程征地、物流组织、施工道路设计影响较大。目前的规划主要适用于布置在沿河、沿江滩地和大中型冲沟内的渣场，对其设计没有专门的导则加以规范，参照的设计标准也不尽相同。加之不同单位对渣场规划和设计的重视程度不同，个别渣场甚至出现了工程事故。
2018年以前，与《水电工程施工组织设计规范》（DL/T 5397—2007）配套使用的设计导则中，没有专门的渣场设计标准。本书研究项目通过归纳和总结设计、施工和运行的成果，根据国内*新的技术成果，开展了水电工程大型渣场及渣料绿色处置的各项研究，进而编制完成了《水电工程渣场设计规范》（NB/T 35111—2018）。
1.2国内研究现状
1.2.1渣场洪水设计标准
2015年以前，针对渣场提出洪水设计标准的规范有《水电工程施工组织设计规范》（DL/T 5397—2007）、《水电建设项目水土保持方案技术规范》（DL/T 5419—2009）、《水土保持工程设计规范》（GB 51018—2014），提出可供参考标准的规范有《尾矿设施设计规范》（GB 50863—2013）。
《水电工程施工组织设计规范》（DL/T 5397—2007）将渣场分为施工期临时渣场、库区死水位以下渣场、工程永久性弃渣场三类，分别提出各类渣场洪水设计标准。其中，施工期临时渣场、库区死水位以下渣场洪水设计标准在5～20年重现期内选用，工程永久性弃渣场洪水设计标准在20～50年重现期内选用。
《水电建设项目水土保持方案技术规范》（DL/T 5419—2009）按渣场规模、渣场位置、渣场失事环境风险程度、渣场失事对主体工程施工和运行影响程度四个因素将渣场划分为特大型、大型、中型、小型共四类，与渣场类型相应的渣场洪水设计标准为PP为频率，P=1/N，其中，N为重现期，如P=10%表示10年一遇。=10%～20%、P=5%～10%、P=2%～5%、P=1%～2%。渣场规模以300万m3、100万m3、10万m3为区间界限值。
《水土保持工程设计规范》（GB 51018—2014）按渣场堆渣规模、堆渣高度及渣场失事对周围环境造成的危害程度将渣场划分为1级、2级、3级、4级、5级。与渣场级别相应的洪水设计标准（洪水重现期）为10年以内、10～20年、20～30年、30～50年、50～100年。渣场规模以1000万m3、500万m3、100万m3、50万m3为区间界限值。
《尾矿设施设计规范》（GB 50863—2013）根据尾矿库的库容、堆渣高度将尾矿库定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等，相应的洪水设计标准（洪水重现期）为1000～5000年、500～1000年、200～500年、100～200年、100年以内。库容以50000万m3、10000万m3、1000万m3、100万m3为区间界限值。
从上述规范来看，除《尾矿设施设计规范》（GB 50863—2013）规定的尾矿库洪水设计标准较高外，其他规范规定的渣场洪水设计标准均在10～100年重现期内选用，但选用标准的依据不尽相同（任金明等，2016b）。
在水电工程渣场设计中，渣场洪水设计标准主要参考《水电工程施工组织设计规范》（DL/T 5397—2007）和《水电建设项目水土保持方案技术规范》（DL/T 5419—2009）。由于上述规范渣场洪水设计标准选用的原则不一致，导致各设计单位、设计部门对在渣场洪水设计标准的选取上存在较大的分歧与差异，水电工程渣场洪水设计标准统计资料见表1.1和表1.2。从表1.1、表1.2中可以看出，相同堆渣规模的渣场，不同设计单位渣场洪水设计标准的选取各不相同；堆渣规模小的渣场洪水设计标准超过堆渣规模大的渣场。
展开
