合寧高速公路大隴段擴建工程水土流失危害及防治措施

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合寧高速公路大隴段擴建工程水土流失危害及防治措施
     摘要：通過對合寧高速公路大隴段擴建工程可能造成的水土流失影響因素分析及可能造成水土流失危害的預(yù)測，將水土流失防治分區(qū)分為主體工程防治區(qū)、取土場防治區(qū)、施工場地防治區(qū)、施工道路防治區(qū)、拆遷安置區(qū)等五個防治分區(qū)。針對各防治分區(qū)新增水土流失特點，提出相應(yīng)的水土流失防治措施。
關(guān)鍵詞：合寧高速公路水土流失危害防治措施
    一、工程概況
    合寧高速公路大蜀山至隴西立交段（以下簡稱“大隴段”）位于合寧高速公路的起點，該路段既是國道主干線的一部分，又是合肥市外環(huán)高速公路的南半環(huán)，與合徐、合安、合巢蕪及合淮阜等高速公路相連，因此，該路段兼具國家高速公路、城市快速通道的多重功能，同時又是合肥周邊地區(qū)多條高速公路之間相互連接的紐帶，在國家和安徽省高速公路網(wǎng)中具有極為重要的地位。
    合寧高速公路大隴段擴建工程起點位于合肥市西郊井崗鎮(zhèn)，與在建的合淮阜高速公路終點相接，終點位于隴西樞紐互通立交東，路線走向與老路一致，全長42.64km。全線改擴建十八崗、小西沖、龍?zhí)?、肥東、隴西5處互通立交，遷建機場互通立交1處，新增美丹路、望江東路分離式立交2處，改擴建南淝河特大橋1座，改擴建黑河、龍?zhí)梁?、店埠河大?座，新增肥東服務(wù)區(qū)1處。
    擴建工程采取“兩側(cè)直接拼寬為主，局部分離”的擴建方式，擴建后全線采用八車道高速公路標準，瀝青砼路面結(jié)構(gòu)，整體式路基寬42.0m，設(shè)計行車速度120km/h。原路基寬26.0m，擴建后，整體式路基在原路兩側(cè)各拼寬8.0m，分離式路基寬13.25m。新建橋梁及拼寬部分設(shè)計荷載為公路Ⅰ級。
    本工程路基土石方總量為403.29萬m3。工程總占地502.4hm2，其中永久占地429.36hm2，臨時占地73.04hm2。工程總投資19.65億元，其中土建工程投資14.85億元，平均每公里造價4608萬元。施工總工期從2006年10月至2009年9月共計36個月。
     二、水土流失影響因素分析及危害
    1.水土流失影響因素分析
    工程建設(shè)過程中的路基填筑、棄土棄渣的臨時堆放及房屋的遷拆等工作，將占壓破壞地表植被、擾動表土結(jié)構(gòu)，改變現(xiàn)狀地形，在重力作用、雨滴打擊、水流沖刷等外營力的作用下，易引發(fā)新的水土流失[1]。
    1.1工程開挖和填筑對水土流失的影響
    在路基填筑過程中，因表層土剝離、取土和棄土等工作，使其工作面的原生地貌和植被遭受破壞，地表裸露、土壤結(jié)構(gòu)疏松，表土抗蝕能力減弱，原有的自然穩(wěn)定狀態(tài)受到破壞，失去原有植被的防沖、固土功能，從而在雨滴打擊、水流沖刷等外營力的作用下，增加新的水土流失。
    路基填筑導(dǎo)致地形、地貌的改變，在施工場地形成填筑邊坡，改變原有坡面的匯流條件，易造成水力侵蝕，使水土流失由原來的面蝕改變?yōu)闇衔g，形成新增水土流失。加上地質(zhì)構(gòu)造、土壤類型等因子，在重力作用下，新筑邊坡也易產(chǎn)生滑、塌等形式的土壤侵蝕。
    1.2取土
    取土將對地表植被造成嚴重破壞，底層土壤裸露，土壤結(jié)構(gòu)嚴重破壞，抗侵蝕能力降低，遇暴雨將會發(fā)生水土流失。
    1.3施工棄土對水土流失的影響
    棄土流失的影響主要有：占壓土地、自然植被及其它水土保持設(shè)施，降低原有的水土保持功能；棄土為松散堆積體，若不采取適當?shù)姆雷o措施，容易造成土體表面的沖刷，甚至產(chǎn)生土體塌滑，引起新增水土流失，棄土亦再塑了原地貌，影響周邊地區(qū)的水土流失狀況[2]。
    1.4其他臨時占地
    工程建設(shè)過程中，施工場地和施工道路等臨時占地將對占地范圍內(nèi)的植被和地表土壤造成一定程度的破壞，這也會為水土流失的發(fā)生和加劇創(chuàng)造條件。
    1.5拆遷工程
    由于本工程的建設(shè)，將造成一定數(shù)量的拆遷安置。在移民安置過程中，受移民建房等人類活動的影響，將造成對土地、地表植被的占壓和破壞，成為新的水土流失發(fā)生的隱患。
    2.可能造成的水土流失危害
    工程建設(shè)過程中，由于擾動和破壞了原地貌，加劇了水土流失，如不采取有效的水土保持措施，將對工程和當?shù)氐乃临Y源帶來不利影響，主要表現(xiàn)：
    2.1增加溝渠淤積、影響項目區(qū)排水
    工程建設(shè)中擾動原土層，破壞了原地貌，植被受損，裸露地表增加，為各種侵蝕創(chuàng)造了條件。施工中棄土若不及時有效地防治，在降雨徑流作用下，泥沙將直接進入溝渠造成淤積，不利于項目區(qū)的排水除澇。
    2.2加速土地肥力流失，降低地力
    土地破壞后導(dǎo)致水土流失加劇，使土壤有機質(zhì)流失、結(jié)構(gòu)破壞，土壤中的氮、磷和有機物及無機鹽含量迅速下降。同時土壤中生物、微生物及它們的衍生物數(shù)量也大大降低，從而使立地條件惡化，不僅影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時也給以后的植被恢復(fù)和土地復(fù)墾工作增加了難度。
    2.3影響城市景觀，不利環(huán)境改善
    因施工期間有大量土方開挖和運輸，如不采取有效措施，減少土料散落和施工期揚塵，會造成一定的水土流失，對合肥市城市景觀和環(huán)境造成不利影響[3]。
    三、水土流失防治措施
    1.防治責任范圍
    項目建設(shè)區(qū)指工程永久占地及施工期間的臨時征、租地范圍和土地使用管轄范圍，主要包括路基、橋梁、互通工程、服務(wù)區(qū)等永久性占地以及取土場、施工場地和施工道路等臨時性用地等[4]。永久占地包括主體工程占地和線外工程占地，共計429.36hm2，臨時占地包括取土場、施工場地及施工道路等，共計73.04hm2。項目建設(shè)區(qū)面積共計502.4hm2。
    直接影響區(qū)主要指路基、橋梁、取土場排水、施工道路等項目建設(shè)區(qū)以外因施工而造成的水土流失及其直接危害的區(qū)域。經(jīng)實際調(diào)查，并參照已建類似工程，確定本工程直接影響區(qū)共0.88hm2。防治責任范圍面積合計503.28hm2。
    2.水土流失防治分區(qū)
    根據(jù)公路沿線的氣候特點、地形地貌類型、新增水土流失的特點及項目主體工程布局及建設(shè)時序，將水土流失防治分區(qū)分為Ⅰ區(qū)（主體工程防治區(qū)）、Ⅱ區(qū)（取土場防治區(qū)）、Ⅲ區(qū)（施工場地防治區(qū)）、Ⅳ區(qū)（施工道路防治區(qū)）和Ⅴ區(qū)（拆遷安置區(qū)）等五個防治分區(qū)。
    3.防治措施
    根據(jù)本項目建設(shè)過程中各工程地形單元水土流失的特點、危害程度以及水土流失防治的目標，在對主體工程中具有水土保持功能的防護措施進行分析評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合水土流失防治分區(qū)、公路工程建設(shè)的特點和已有的防治措施，以路基邊坡、取土場為重點治理單元，合理、全面、系統(tǒng)的規(guī)劃，提出各種工程地形單元新增的一些水土保持措施，使之形成一個完整的以工程措施為先導(dǎo)、以土地整治與植物措施相結(jié)合的水土流失防治體系。這樣既能有效的控制項目建設(shè)區(qū)內(nèi)的水土流失，保護項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，又能保證公路工程的建設(shè)和運營的安全[4]。
    3.1主體工程防治區(qū)
    主體工程施工期各種防護工程沒有實施前易產(chǎn)生水土流失，主體工程設(shè)計中沒有對施工期路基邊坡等單元（特別是填方邊坡）提出有效的臨時性防護措施，原有設(shè)計中的防護措施可能難于對施工過程中路基坡面水土流失進行全面地控制，主體工程施工過程中應(yīng)采取水土保持臨時措施。
    ①施工期路基臨時排水措施
    a.路肩擋水土埂
    在路基施工中，在路肩邊緣兩側(cè)順路肩筑土坎，土坎斷面尺寸為高0.3m、頂寬0.3m、底寬0.75m、邊坡1:0.75，防止匯流直接下泄沖毀路基。
    b.臨時排水及沉砂
    沿線路縱向每間隔50m在路基邊坡上設(shè)置一臨時性邊坡排水溝（臨時排水溝用袋裝土碼砌而成），用以排泄路面上的集中匯流，邊坡排水溝在坡腳處設(shè)橫向截水溝或緩沖帶。在邊坡排水溝和截水溝的末端進入泄水道前設(shè)沉砂池兼消力池。
    ②臨時覆蓋措施
    填方路基施工結(jié)束后，如不能及時進行邊坡防護工程的施工，遇汛期可采用彩條布或草柵對路基邊坡進行覆蓋，以防降雨、徑流對路基邊坡形成的濺蝕、面蝕和沖蝕。
    ③表土剝離及臨時堆置措施
    臨時堆放的耕植土堆放邊坡控制在1:1.5左右，堆高控制在2.0m左右，采用袋裝土編織袋臨時防護，袋裝土采用開挖的土方裝填，編織袋防護高度1.0m。為了減少堆放過程中因降雨擊濺造成的水土流失，在堆體表面采取撒播草籽的方式提高植被覆蓋度，以增加防治效果。
    3.2取土場防治區(qū)
    項目區(qū)位于江淮丘陵區(qū)，第四系覆蓋層厚度一般為10～40m，以高、低液限粘土為主，其含水量低，可作為路基材料。本路段沿線經(jīng)濟發(fā)達，土地資源珍貴、土源供應(yīng)緊張，為保證擴建工程順利實施，根據(jù)現(xiàn)場實際需要采用遠運取土結(jié)合就近取土方式解決路基用土，在路基兩側(cè)用地界外50～100m的范圍內(nèi)布設(shè)取土場集中取土。根據(jù)料場地質(zhì)勘探資料，取土場土壤類型主要為黃棕壤和水稻土，土層厚度一般10～15m，局部達20m以上，儲量和品質(zhì)均滿足填筑要求。全線共設(shè)置取土場13個，主要分布在路線兩側(cè)，總占地總面積67.03hm2，總儲量378.63萬m3。
    ①工程措施
    取土坑分層開挖取土，為減少土的含水量，每層取土前先在坑區(qū)內(nèi)設(shè)置縱橫向排水溝，將水引入低洼處或及時用小型機械抽排。取土坑內(nèi)排水溝間距30～40m。施工應(yīng)嚴格按照取土場邊坡設(shè)計坡率進行開挖，挖深小于3m（包括表層土）。
    ②臨時措施
    施工前先將場地的表土剝離，厚度30cm，堆放于場地一角，堆高不大于3m，邊坡比為1:1.5，其周圍設(shè)裝土編織袋臨時攔擋。
    ③植物措施
    取土前應(yīng)先將30cm的表層土剝離，堆放在一旁，堆高2～3m，表面撒播草籽進行防護，留作路側(cè)及中央分隔帶綠化之用。3＃取土場開挖后采取植物措施進行綠化，采用金絲垂柳與夾竹桃行間混交配植，林下撒播結(jié)縷草草籽。金絲垂柳取一年生苗扦插，夾竹桃高大于lm，株行距為4×4m。其余取土場均蓄水，改造為魚塘，發(fā)展當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)[6]。
    3.3施工場地防治區(qū)
    施工場地施工時將會對占地范圍內(nèi)的植被和地表土壤造成一定程度的破壞，為水土流失的發(fā)生和發(fā)展創(chuàng)造了條件，必須采取措施進行防護[7]。
    ①工程措施
    在施工場地周圍開挖排水溝，采用50×50cm梯形斷面土質(zhì)排水溝，邊坡1:1，內(nèi)壁夯實。施工完畢后清除施工場地硬化層10cm，并返還表土，進行土地整治后歸還當?shù)剡M行復(fù)耕。
    ②臨時措施
    施工前先將場地的表土剝離，厚度30cm，堆放于場地一角，堆高不大于3m，邊坡比為1:1.5，其周圍設(shè)裝土編織袋臨時攔擋。
    ③植物措施
    對施工前場地堆放的表土表面撒播紫花苜蓿草籽。
    3.4施工道路防治區(qū)
    施工道路在施工過程中一般不采取路面硬化措施，易于因降雨擊濺或徑流沖刷作用而造成路面土壤的侵蝕，是工程建設(shè)中對水土流失較為敏感的工程單元。本工程施工道路均采用泥結(jié)碎石路面，路基寬7.0m，路面寬5.0m，泥結(jié)碎石路面厚20cm，總長1759m。
    ①施工期防護及管理措施
    對于開辟施工道路過程中新產(chǎn)生的廢渣必須及時清除，運至附近取土場統(tǒng)一進行處置，與取土場表層土一起堆放，禁止隨處亂棄。施工期間做好施工道路的防、排水措施。除此以外，為防止施工期間施工車輛隨意碾壓，破壞原地表植被，增加水土流失，在施工過程中嚴格規(guī)定行車通道，避免破壞施工道路沿線的植被和生態(tài)[8]。
    ②工程措施
    為防止坡面徑流對路面的沖刷，擬設(shè)置簡易排水溝。排水溝斷面采用梯形，尺寸為底寬50cm，深50cm，邊坡1:1。
    3.5拆遷安置區(qū)
    本項目采用貨幣包干拆遷制，拆遷安置工程費用由建設(shè)單位統(tǒng)一交給地方政府，由地方政府解決。包干合同中要注明水土保持責任，侵占水土保持設(shè)施的必須另外進行水土流失治理或交納相應(yīng)的水土流失防治費用。對拆遷安置區(qū)的水土流失防護措施提出以下要求[9]：
    ①拆遷安置建房占地應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，集中布置，嚴禁亂占耕地，保護土地資源。在“三通一平”過程中產(chǎn)生的棄土、棄渣不得任意向溝道侵倒，盡量結(jié)合打基墊院，用于平整宅基地，充分利用棄土。剩余棄渣結(jié)合村、鎮(zhèn)建設(shè)，集中統(tǒng)一堆置并及時綠化。
    ②拆遷安置工程區(qū)應(yīng)合理布設(shè)排水系統(tǒng)，以免徑流沖刷，引起水土流失。
    ③拆遷工程完工后，在拆遷安置區(qū)搞好村鎮(zhèn)綠化，積極開展“四旁”植樹和道路綠化，以美化環(huán)境，保護村莊，發(fā)展庭院經(jīng)濟。綠化時應(yīng)采用安置地適生樹種，做到適地適樹，應(yīng)種植一些常綠喬、灌木以及布置花卉、草坪等，以達到保持水土、恢復(fù)和改善景觀的目的。
    四、結(jié)語
    本工程的建設(shè)具有良好的環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益，對促進當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展具有顯著作用。雖然工程建設(shè)存在著損壞原有地貌，產(chǎn)生棄土棄渣等可能造成水土流失的不利因素，但通過采取相應(yīng)的水土保持防治措施，對可能造成的水土流失進行有效的防治，可以減少工程建設(shè)所引起的水土流失。從水土保持角度來看，不存在制約工程建設(shè)的關(guān)鍵因素。
參考文獻
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    [2]GB/T16453.1-16453.6-1996，水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范［S］.
    [3]JTJ/T006-98，公路環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范［S］.
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    [5]王禮先.林業(yè)生態(tài)工程學［M］.北京:中國林業(yè)出版社，1998.123-129.
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    [9]陳子平.編制公路建設(shè)項目水土保持方案的體會［J］.中國水土保持.2003(4).27-28.
    作者簡介
    夏文博（1976.1～），男，安徽宿松人，工程師，主要從事水資源、水土保持及環(huán)境影響評價等工作