點式市政建設(shè)項目水土流失分析及防治措施——以南寧市綜合檔案館為例

肖克飚，袁永慧，勞光寧

(1．廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，廣西南寧530011;2．西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西楊凌712100)

南寧市作為中國—東盟合作的前沿中心城市，其城市建設(shè)速度較快，市政建設(shè)工程正如火如荼地進(jìn)行著，城市建設(shè)帶來的人為水土流失問題十分突出。筆者試以編制南寧市綜合檔案館項目水土保持方案為契機(jī)，在對該項目的設(shè)計資料進(jìn)行詳細(xì)查閱以及多次深入現(xiàn)場查勘的基礎(chǔ)上，對其造成的水土流失進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防治措施。

1 項目及項目區(qū)概況

綜合檔案館項目位于良慶區(qū)，為典型的點式市政建設(shè)項目。規(guī)劃總建筑面積27 964 m2，占地3．27 hm2，開挖土方15.22 萬m3，回填利用土方0．05 萬m3?？偼顿Y2．56 億元，直接影響區(qū)面積0．60 hm2。于2011年11月1日開工建設(shè)，預(yù)計到2013年4月30日竣工。

項目區(qū)位于南寧市東南部(良慶區(qū))的五象新區(qū)核心區(qū)，微丘地貌，由東北向西南略傾斜，地形及地勢變化較大，高差約14 m。屬亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)，年降水量1 304．2 mm，多集中在每年的4—9月。土地利用類型以林地為主(93．5%)，其次為林間道路(6．5%)。經(jīng)估算，項目區(qū)內(nèi)土壤侵蝕模數(shù)背景值為518 t/(km2·a)，允許土壤流失量為500 t/(km2·a)，屬于輕度水蝕區(qū)，在全國土壤侵蝕區(qū)劃中為二級甲類型區(qū)(I4)——南方紅壤丘陵區(qū)［1］。

2 項目建設(shè)新增水土流失及危害

根據(jù)本項目最終的建設(shè)標(biāo)高，場地挖方面積3．20 hm2，占項目規(guī)劃占地的98%，挖方過程中形成的臨時性邊坡面積較大，擾動劇烈。本項目擾動地表及損壞植被面積合計為4．64 hm2。擾動面積按施工設(shè)計圖并結(jié)合實地調(diào)查法及直接測量法進(jìn)行計算，使最終的項目擾動地表面積更切合工程實際。

棄土棄渣主要來源于項目場地平整造成的廢棄土石。因本項目降低標(biāo)高較大，且場地的98%需開挖，所以造成的棄渣量較大，經(jīng)分析計算，項目建設(shè)共挖方15．22 萬m3，填方0．05萬m3，產(chǎn)生的棄土、渣量為15．17 萬m3。從水土保持角度進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)項目綠化需要，場地平整前，可將0．28 萬m3的表土收集并另外集中堆放，用于后期綠化覆土，因此可減少棄渣0.28 萬m3，最終棄渣量為14．89 萬m3。

因為針對該區(qū)域水蝕的研究較少，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所以我們采用類比法預(yù)測地表擾動造成的流失量。依據(jù)本工程特點，建設(shè)期為水土流失預(yù)測時段，其預(yù)測時段總體上為工程施工期1．5年。

造成土壤流失的施工活動主要為主體工程施工中的場地平整、建筑物基礎(chǔ)開挖、建筑施工、排水管道鋪設(shè)施工、棄渣、臨時堆土等，經(jīng)計算如不及時采取防治措施將新增土壤流失量830．51 t(表1)。

另外，工程竣工后，需要恢復(fù)植被的區(qū)域，在植物防治作用完全發(fā)揮前，仍會造成一定的水土流失，經(jīng)預(yù)測，自然恢復(fù)期造成的新增土壤流失量為13．40 t。綜上可知，因項目建設(shè)將新增土壤流失量843．91 t。

由表1 可知，該項目造成的新增水土流失主要集中在主體工程區(qū)和棄渣場區(qū)，前者可能新增土壤流失量占到項目建設(shè)新增土壤流失量的92．10%，后者占到5．14%，新增水土流失比較集中。

本工程場地平整在2011年11月至2012年1月進(jìn)行，雖然避開了雨季施工，但還是會對地表造成劇烈擾動，遇雨勢必造成較嚴(yán)重的水土流失。建筑安裝及室外工程的施工期為2012年2月至2013年5月，跨越了1 個多雨季，加之挖填產(chǎn)生的邊坡及棄渣場、臨時堆土場改變了區(qū)域微地貌單元，南寧市雨季暴雨頻繁，若不及時采取相應(yīng)的防護(hù)措施，勢必造成強度大、歷時短的水土流失，且危害較嚴(yán)重:①造成城市排水系統(tǒng)淤塞，增加城市內(nèi)澇;②破壞項目區(qū)土壤結(jié)構(gòu)，土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量下降，使項目區(qū)土壤向粗骨化發(fā)展［2］，不利于項目區(qū)綠化植被的生長;③影響城市環(huán)境，給周圍居民生活帶來不便;④工程開挖、填筑邊坡可能引發(fā)滑坡、崩塌等，威脅施工安全。

表1 施工期水土流失預(yù)測結(jié)果

3 水土流失防治措施

因市政項目所處的位置獨特，故防治其造成水土流失的標(biāo)準(zhǔn)要高一些。按照“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學(xué)管理、注重效益”的方針，依據(jù)“誰開發(fā)，誰保護(hù)，誰造成水土流失誰治理”的指導(dǎo)思想［3－4］，結(jié)合造成水土流失的特點，遵照工程措施、植物措施為主，臨時措施為輔的原則，在各施工單元布設(shè)相應(yīng)的切實可行的防護(hù)措施。

3．1 項目建設(shè)區(qū)水保措施

3．1．1 工程措施

(1)攔擋措施。指定棄渣即將工程建設(shè)造成的廢棄土石堆放于指定地點，這樣做有利于保護(hù)環(huán)境，更利于水土保持。本工程的棄渣場選在南寧市規(guī)劃區(qū)以外的一處支毛溝內(nèi)，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、上游匯水面積小，容量也適宜。在使用前，本著“先擋后棄”的原則［5］，為防止堆放的廢棄土方滑塌或散落，在棄渣場外緣渣腳擬修建漿砌石擋土墻，以保護(hù)坡腳，避免引發(fā)牽引性滑塌。墻體采用重力式結(jié)構(gòu)，墻身、基礎(chǔ)均采用M7．5 漿砌石壘砌，墻高2．5 m、頂寬1．0 m、底寬2．5 m，墻面為鉛直，墻背自墻頂以1 ∶0．5 的斜坡直達(dá)墻底。穩(wěn)定計算中，計算參數(shù)選取為:內(nèi)摩擦角φ 為28°，黏聚力c 為19 kPa，天然容重γ 為19．0 kN/m3，擋土墻容重γ 為23．0 kN/m3，墻體與地面摩擦系數(shù)μ為0．30。

(2)排水措施。為引走棄渣場上游匯水，棄渣之前沿棄渣場臺面邊緣設(shè)置截水溝，以攔截和引導(dǎo)地表徑流，在擋土墻兩端坡面處設(shè)置急流槽消力、排水溝口設(shè)沉沙池沉沙后，通過排水溝將徑流排走，排水溝適當(dāng)延長與天然溝渠或農(nóng)用渠道相連。排水溝斷面設(shè)計為梯形，通過對匯水量的計算，排水溝底寬0．4 m、深0．4 m、內(nèi)坡比1 ∶0．5 可滿足要求。急流槽的斷面為矩形，尺寸為0．4 m ×0．4 m。排水溝和急流槽均采用M7．5漿砌石壘砌。

3．1．2 臨時措施

(1)臨時排水措施。為避免上游匯水對開挖坡面及開挖場地造成沖刷，場地平整前，在開挖際線外側(cè)修建排水溝。根據(jù)排水溝溝底比降計算，流速滿足“不沖、不淤”要求，設(shè)計為土質(zhì)排水溝即可，溝口接土質(zhì)沉沙池，排水溝底寬0．4 m、深0．4 m，梯形斷面，內(nèi)坡比1 ∶1。在臨時堆放表土場地(支毛溝)堆土跡線上緣亦修建相同形式的土質(zhì)排水溝，溝口接沉沙池。

(2)臨時攔擋。在場地平整時需在填方區(qū)域的下邊緣修建臨時擋土墻，擋土墻采用草袋裝土堆砌而成，斷面梯形(墻高0.6 m，頂寬0．6 m，底寬1．0 m)，在臨時堆放表土場地堆土邊坡的邊緣修建相同的臨時擋土墻。場地平整后，要在建筑物基礎(chǔ)開挖跡線外緣及管道埋設(shè)開溝時臨時堆放的回填土外緣修建臨時土埂，采用草袋裝土堆砌而成(埂高0．4 m，頂寬0．4 m，底寬0．8 m)，主要用于防止建筑物基坑以外的雨水流入基坑，攔擋開溝回填土。

(3)臨時苫蓋。對開溝回填土、臨時堆放的表土(用于后期綠化)及臨時堆放的沙料等采用密目網(wǎng)臨時苫蓋形式進(jìn)行防護(hù)。

3．1．3 植物措施

(1)護(hù)坡工程。除了主體設(shè)計的景觀綠化外，因場地平整形成的挖填坡面，土質(zhì)疏松且坡度較大，易發(fā)生水土流失。考慮到項目區(qū)的地貌類型，不需采用工程措施，只采用植物護(hù)坡兼具綠化措施，不但可以有效防止水土流失，還能起到美化環(huán)境的作用。具體措施為:在坡地邊沿交錯種植兩行黃素梅，株行距0．4 m×0．4 m，樹間地表撒播草種(百喜草)。坡面鋪馬尼拉草皮將坡面完全覆蓋，既美觀又可達(dá)到快速郁閉的效果。

堆棄廢棄土石的坡面采取灌草結(jié)合的形式防護(hù)，灌木為毛杜鵑和黃素梅，1 ∶1 混植，株行距2．0 m×2．0 m，樹間地表撒播草種(百喜草和狗牙根，1 ∶1 混播，撒播密度80 kg/hm2)。

(2)其他植物措施。棄渣場的廢棄土石堆放完畢后，對形成的臺面采取喬灌草結(jié)合的形式恢復(fù)植被。喬木選擇為馬尾松，灌木為毛杜鵑和黃素梅，草種為狗牙根和百喜草。草種撒播密度為80 kg/hm2;喬、灌木株行距為2．0 m×2．0 m，喬、灌木行間混植，比例為2 ∶1;灌木為行內(nèi)混植，比例為1 ∶1。

3．2 直接影響區(qū)水土保持措施

(1)圍墻工程。為防止施工過程中新增水土流失，擬定在施工場地填方處上邊緣布設(shè)圍墻，與挖方邊坡形成閉合施工場地。設(shè)計簡易圍墻總長約78 m，墻身采用水泥空心磚砌筑，水泥砂漿錯縫黏結(jié)，設(shè)計墻高1．6 m，厚0．30 m，基礎(chǔ)埋深0．5 m。

(2)苫蓋、灑水。在施工過程中對運輸車輛進(jìn)行苫蓋，并對道路定期灑水除塵，根據(jù)項目區(qū)氣候特點，對道路每天灑水4次，早晚各1 次，中午2 次。

4 結(jié) 語

根據(jù)對工程建設(shè)期水土流失狀況進(jìn)行分析，以及新增水土流失量的預(yù)測結(jié)果，本項目防治責(zé)任范圍內(nèi)的水土流失還是比較嚴(yán)重的，為了避免工程建設(shè)加劇當(dāng)?shù)厮亮魇?，提出如下建議:①建設(shè)單位應(yīng)與當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T密切配合，做好水土保持措施實施的管理和監(jiān)督工作，實行水土保持工程監(jiān)理制度，對水土保持工程的實施進(jìn)度、質(zhì)量和資金使用情況進(jìn)行監(jiān)控管理，保證工程質(zhì)量和進(jìn)度以及資金使用安全。②建設(shè)單位要根據(jù)工程實際，精確計算工程占地，并嚴(yán)格控制直接影響區(qū)的面積。③建設(shè)單位要根據(jù)階段施工組織設(shè)計成果，進(jìn)一步細(xì)化工程占地區(qū)域內(nèi)的工程措施內(nèi)容，并按水保方案要求提出具體的水土保持措施，防止水土流失。④在開挖、填筑高陡邊坡時，應(yīng)在其下邊坡設(shè)置臨時攔擋工程，不得隨意開挖、傾倒。⑤在綠化區(qū)域增加灌溉設(shè)施。

［1］姜德文．論水土保持方案的質(zhì)量評價體系［J］．水電站設(shè)計，2000，16(3):67－71．

［2］張鋒．子午嶺地區(qū)植被破壞加速侵蝕對土壤質(zhì)量退化過程的影響［D］．楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)，2006:5－6．

［3］焦居仁．開發(fā)項目水土保持［M］．北京:中國法制出版社，1998:67－93．

［4］GB 50433—2008，開發(fā)建設(shè)項目水土保持方案技術(shù)規(guī)范［S］．

［5］李文銀，汪治國，蔡繼清，等．工礦區(qū)水土保持［M］．北京:科技出版社，1996:169－176．