北方林區(qū)鐵路建設(shè)水土流失防治措施研究

單洪偉

(黑龍江省水土保持科學(xué)研究所，哈爾濱150070)

北方林區(qū)鐵路建設(shè)水土流失防治措施研究

單洪偉

(黑龍江省水土保持科學(xué)研究所，哈爾濱150070)

隨著中國(guó)鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展以及國(guó)人環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，林區(qū)鐵路環(huán)保景觀與水土保持設(shè)計(jì)必將受到社會(huì)的重視，文章以“伊春至翠巒鐵路改線工程”為例，闡述了鐵路建設(shè)中水土流失的特點(diǎn)及防治對(duì)策，結(jié)合工程措施與植物措施進(jìn)行防護(hù)，從而有效地改善鐵路沿線的生態(tài)環(huán)境。

鐵路;水土流失;防治措施

1 項(xiàng)目及項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 項(xiàng)目概況

伊春至翠巒鐵路改線工程位于黑龍江省伊春市內(nèi)友好區(qū)和烏馬河區(qū)境內(nèi)，路線走廊呈南北走向，北端接軌于湯林線雙子河站，南迄于華能電廠電廠站。工程路線全長(zhǎng)20.005 km，路基長(zhǎng)19.323 km，按鐵路Ⅳ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建設(shè)，正線為單線，行車(chē)速度按80 km/h設(shè)計(jì)，路基標(biāo)準(zhǔn)面寬度分為 5.4、5.6 m和6.0 m 3種，區(qū)間正線軌道類(lèi)型按中型軌道標(biāo)準(zhǔn)，鋪設(shè)有縫線路、有砟軌道。

工程全線共設(shè)特大橋633.31 m/1座，框構(gòu)中橋69.41 m/1座，框 架 中 橋 318 m/1座，框 架 小 橋564.58 m/3座，框架涵洞39座(其中原位新建1座、原位利用2座);全線共設(shè)車(chē)站2個(gè)，其中接軌站1個(gè)(雙子河站)、新建終點(diǎn)站1個(gè)(電廠站)。項(xiàng)目建設(shè)布置施工生產(chǎn)生活區(qū)8處，棄土場(chǎng)3處、表土?xí)捍鎴?chǎng)1處，新建施工便道6.5 km。工程總占地面積103.84 hm2，其中永久占地86.27 hm2，臨時(shí)占地17.57 hm2。工程建設(shè)挖方總量為77.76 萬(wàn) m3，填方總量為148.74 萬(wàn) m3，借方總量為90.94 萬(wàn) m3，棄方總量19.96萬(wàn) m3(其中表土剝離5.52萬(wàn) m3，永久棄方14.44 萬(wàn) m3)。

1.2 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目位于黑龍江省東北部伊春市，地處小興安嶺東南端，總體地形有東南高、西北低之勢(shì)，地勢(shì)起伏較大，海拔高程 200～500 m，相對(duì)高差 60～100 m;屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，最大凍深為2.6 m，多年平均降水量為652 mm，多集中在6—9月份，多年平均風(fēng)速為1.75 m/s，最大風(fēng)速23 m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)。主要土壤類(lèi)型以暗棕壤為主。項(xiàng)目區(qū)植被屬長(zhǎng)白山植物區(qū)系，植被類(lèi)型為溫帶針闊混交林。

2 防治責(zé)任范圍

根據(jù)本工程的總體布局及項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)，確定該工程水土流失防治責(zé)任范圍為117.57 hm2。

2.1 項(xiàng)目建設(shè)區(qū)

項(xiàng)目建設(shè)區(qū)包括主體工程區(qū)占地、站場(chǎng)工程占地、施工生產(chǎn)生活區(qū)占地、施工便道占地、棄土場(chǎng)占地和表土?xí)捍鎴?chǎng)等區(qū)域，總面積為103.84 hm2。

2.2 直接影響區(qū)

直接影響區(qū)主要指主體工程區(qū)、站場(chǎng)工程、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道、棄土場(chǎng)和表土?xí)捍鎴?chǎng)等項(xiàng)目建設(shè)區(qū)以外因施工而可能造成水土流失及直接危害的區(qū)域，主要包括路基兩側(cè)、站場(chǎng)工程周邊、棄土場(chǎng)周邊、施工便道兩側(cè)、施工生產(chǎn)生活區(qū)周邊、表土?xí)捍鎴?chǎng)周邊等。根據(jù)對(duì)同類(lèi)工程的類(lèi)比調(diào)查，結(jié)合有關(guān)項(xiàng)目水土流失監(jiān)測(cè)和工程建設(shè)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定本項(xiàng)目直接影響區(qū)范圍如下:

1)主體工程區(qū)內(nèi)路基挖方邊坡征地范圍外1 m，填方邊坡征地范圍外2 m范圍;特大橋梁基礎(chǔ)施工上游10 m范圍，下游50 m范圍;框架中小橋梁基礎(chǔ)施工上游5 m范圍，下游20 m范圍。

2)站場(chǎng)工程周邊2 m范圍。

3)棄土場(chǎng)周邊3 m范圍。

4)施工生產(chǎn)生活區(qū)周邊1 m范圍。

5)施工便道兩側(cè)2 m。

6)表土?xí)捍鎴?chǎng)周邊2 m。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，直接影響區(qū)總面積為13.73 hm2。

3 水土流失防治方案

3.1 水土流失防治分區(qū)

3.1.1 分區(qū)原則

1)分區(qū)內(nèi)氣象水文特征、地形地貌特征、土壤植被等生態(tài)特征具有相似性［1］。

2)分區(qū)應(yīng)與地方水土保持規(guī)劃中水土流失防治分區(qū)的劃分相協(xié)調(diào)、一致。

3)分區(qū)內(nèi)建設(shè)時(shí)序以及工程建設(shè)新增水土流失特點(diǎn)相似。

3.1.2 防治分區(qū)

根據(jù)工程布局、施工擾動(dòng)特點(diǎn)、建設(shè)時(shí)序、地貌特征、水土流失影響等，將伊春至翠巒鐵路改線工程的水土流失防治區(qū)劃分主體工程防治區(qū)、站場(chǎng)工程防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)、棄土場(chǎng)防治區(qū)、表土?xí)捍鎴?chǎng)防治區(qū)和施工便道防治區(qū)等6個(gè)防治分區(qū)。

3.2 防治措施布設(shè)

3.2.1 水土流失防治措施布設(shè)原則

1)水土流失防治措施的布設(shè)遵循植物措施與工程措施、施工臨時(shí)工程和永久措施相結(jié)合的原則。

2)注重臨時(shí)防護(hù)、優(yōu)化土石方的綜合利用及合理調(diào)配，盡量減少施工過(guò)程中對(duì)原地貌、植被的破壞。

3)在調(diào)查的基礎(chǔ)上，充分借鑒當(dāng)?shù)厮帘３值某晒?jīng)驗(yàn)，樹(shù)草種的選擇以當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹(shù)種為主。

4)水土保持措施的配置要與環(huán)境相協(xié)調(diào)的原則。

3.2.2 水土流失因子分析及防治措施布設(shè)

3.2.2.1 主體工程防治區(qū)

主體工程區(qū)由于路基清理、路塹開(kāi)挖、路基填筑等施工活動(dòng)，形成松散堆積土和裸露坡面，特別是橋梁施工，擾動(dòng)地表強(qiáng)度較大，對(duì)土石方極易產(chǎn)生水土流失［2］。產(chǎn)生水土流失的主要時(shí)段為路基清理填筑和橋梁基礎(chǔ)等施工前期，施工后期，主要為路面鋪設(shè)和邊坡防護(hù)施工，產(chǎn)生水土流失較輕。

1)工程措施。

a)表土剝離、回覆:對(duì)主體工程防治區(qū)內(nèi)占地類(lèi)型為耕地且地形條件較平坦的區(qū)域進(jìn)行表土剝離，將剝離的表土集中堆放到表土?xí)捍鎴?chǎng)，施工結(jié)束后，表土全部回覆于路基兩側(cè)實(shí)施植物措施的區(qū)域。

b)路基排水工程:依路基的自然縱坡及路線縱向匯水面積設(shè)置路基排水工程，全線路基排水工程由側(cè)溝、天溝、排水溝和截水溝組成。

c)路基邊坡防護(hù)工程:對(duì)路堤邊坡高H＜4 m，采用客土植草結(jié)合栽種灌木防護(hù)，路肩采用硬化處理措施(干砌片石護(hù)肩);路堤邊坡高H≥4 m采用M10漿砌片石拱型截水骨架內(nèi)培土植草+栽種灌木防護(hù)，骨架尺寸均采用3 m×3 m，拱骨架厚度0.6 m，肋骨架厚度0.6 m;對(duì)土質(zhì)及風(fēng)化巖石路塹邊坡采用客土植草結(jié)合栽種灌木防護(hù)、漿砌片石骨架內(nèi)培土植草和漿砌片石護(hù)坡;一般土質(zhì)及軟質(zhì)巖路塹邊坡高度≤6 m時(shí)坡面客土植草(撒播草籽)防護(hù)，坡高＞6 m時(shí)采用3 mm×3 mm10漿砌片石拱型截水骨架內(nèi)培土植草+栽種灌木防護(hù)。

2)臨時(shí)措施。

a)編織袋裝土攔擋:結(jié)合工程全線路基實(shí)際類(lèi)型及工程施工時(shí)序，在路堤邊坡高度＞8 m及路塹邊坡＞6 m路段，在邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

b)密目網(wǎng)覆蓋:對(duì)路堤、路塹路基高度＞6 m的路基坡面，在防護(hù)及綠化工程完畢之前采用密目網(wǎng)覆蓋。

3)沉砂池:大橋基礎(chǔ)施工時(shí)，產(chǎn)生泥漿棄渣，經(jīng)沉砂池沉淀后運(yùn)至路基填方利用，設(shè)沉砂池4個(gè)，砂池尺寸為長(zhǎng)度5 m，寬度3 m，深2 m，結(jié)構(gòu)為砌磚，施工結(jié)束后拆除建筑物，利用永久棄渣填平。

3.2.2.2 站場(chǎng)工程防治區(qū)

站內(nèi)建筑物基礎(chǔ)土方開(kāi)挖、回填，擾動(dòng)地表強(qiáng)度較大，產(chǎn)生土石方極易產(chǎn)生水土流失。

1)工程措施。

a)表土剝離、回覆:對(duì)站場(chǎng)工程占地類(lèi)型為耕地的區(qū)域?qū)嵤┍硗羷冸x，剝離表土分別集中堆放于2個(gè)站場(chǎng)的到發(fā)線預(yù)留處內(nèi)，施工結(jié)束后回覆利用。

b)站內(nèi)路基排水、防護(hù)工程:站內(nèi)新建軌道路基均為填方路基，但路堤邊坡高度未超過(guò)8 m。設(shè)計(jì)對(duì)路堤邊坡高H＜4 m時(shí)，采用植草結(jié)合栽種灌木防護(hù)，當(dāng)路堤邊坡高H≥4 m時(shí)采用M10漿砌片石拱型截水骨架內(nèi)空心磚內(nèi)培土植草+栽種灌木防護(hù)。骨架尺寸均采用3 m×3 m，拱骨架厚度0.6 m，肋骨架厚度0.6 m。電廠站站址地面橫坡不明顯，路基排水工程采用路基兩側(cè)護(hù)道外設(shè)排水溝。

2)植物措施。

)站區(qū)綠化:對(duì)站區(qū)內(nèi)站前廣場(chǎng)、辦公區(qū)和道路周邊采取綠化設(shè)計(jì)，具體綠化設(shè)計(jì)意見(jiàn)為:

a)旅客車(chē)站、生活區(qū)宜采用庭院綠化設(shè)計(jì)方法。站區(qū)綠化不得影響旅客乘降和貨物裝卸，不得影響可視信號(hào)瞭望和各類(lèi)管線的安全使用。站臺(tái)柵欄可用攀緣性植物覆蓋，或用高綠籬替代。站臺(tái)中間可種植喬、灌木或綠廊。在站房側(cè)布置種植喬木和灌木。墻面采用種植攀緣性植物綠化。站前廣場(chǎng)綠地率指標(biāo)≥10%。

b)辦公生產(chǎn)區(qū)周?chē)木G化應(yīng)以衛(wèi)生防護(hù)的要求為主。宜在向陽(yáng)面栽植落葉喬木，東西向栽植高大濃蔭的喬木，北向混栽常綠和落葉喬木及灌木，空地處應(yīng)廣植草坪。窗前1～2 m種植灌木綠篙，內(nèi)鋪裝草坪，點(diǎn)綴花卉。車(chē)站辦公、貨場(chǎng)、段、所綠化率指標(biāo)≥20%。

c)一般的條件下，綠化帶在道路中所占比例為20%以上。人行道樹(shù)下可種植鋪草皮灌木。

3)臨時(shí)措施。編織袋攔擋、密目網(wǎng)覆蓋:對(duì)區(qū)內(nèi)堆土表面采用密目網(wǎng)滿(mǎn)鋪覆蓋，并在堆土邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

3.2.2.3 施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

施工準(zhǔn)備期，表土剝離、場(chǎng)地平整等施工，易產(chǎn)生水土流失，土建施工期，施工機(jī)械碾壓，擾動(dòng)地表。

1)工程措施。表土剝離、回覆:對(duì)施工生產(chǎn)生活區(qū)占地類(lèi)型為耕地、荒草地的區(qū)域?qū)嵤┍硗羷冸x，剝離表土堆放于區(qū)內(nèi)臨時(shí)堆土場(chǎng)，施工結(jié)束后，表土全部回覆于擾動(dòng)區(qū)域。

2)植物措施。

a)植草:施工結(jié)束后，設(shè)計(jì)對(duì)占地類(lèi)型為荒草地的區(qū)域及時(shí)清理場(chǎng)地，回覆表土后植草恢復(fù)植被。草種選擇為野牛草、早熟禾混播。

b)復(fù)耕:施工結(jié)束后，設(shè)計(jì)對(duì)占地類(lèi)型為耕地的區(qū)域及時(shí)清理場(chǎng)地，全面整地、深翻土層后恢復(fù)耕地。

3)臨時(shí)措施。

a)臨時(shí)排水工程:為減少地表徑流對(duì)施工生產(chǎn)生活區(qū)的沖刷影響，設(shè)計(jì)在占地周邊開(kāi)挖土質(zhì)排水溝，將場(chǎng)區(qū)雨水匯集后全部排至附近天然溝道，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)斷面選擇矩形，規(guī)格為底寬60 cm，深60 cm。

b)編織袋攔擋、密目網(wǎng)覆蓋:設(shè)計(jì)對(duì)區(qū)內(nèi)堆土表面采用密目網(wǎng)滿(mǎn)鋪覆蓋，并在堆土邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

3.2.2.4 棄土場(chǎng)防治區(qū)

棄土施工時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到滿(mǎn)足后期植物措施實(shí)施要求，堆土坡面做到堆棄平整，堆棄高度＞4 m時(shí)，設(shè)1 m寬臺(tái)階，堆土頂面平整，邊坡坡率控制在1∶1.5內(nèi)。

棄土結(jié)束后，設(shè)計(jì)栽植樟子松+植草結(jié)合防護(hù)，株行距1.5×1.5;草籽選擇草木樨和早熟禾混播。

3.2.2.5 表土?xí)捍鎴?chǎng)防治區(qū)

施工準(zhǔn)備期，表土堆放倒運(yùn)及機(jī)械運(yùn)輸碾壓等施工，易產(chǎn)生水土流失。為此，采取復(fù)耕措施。

施工結(jié)束后，設(shè)計(jì)對(duì)原占地類(lèi)型為耕地的區(qū)域及時(shí)清理場(chǎng)地，全面整地、深翻土層后恢復(fù)耕地。

再采取臨時(shí)措施。

1)編織袋裝土攔擋:設(shè)計(jì)在堆土邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

2)密目網(wǎng)覆蓋:表土堆放期間形成的裸露邊坡，設(shè)計(jì)對(duì)堆土坡面采用密目網(wǎng)覆蓋。

4 結(jié)論

到設(shè)計(jì)水平年，擾動(dòng)地表面積103.84 hm2，各類(lèi)水土保持措施總面積為84.68 hm2，其中，工程措施25.80 hm2，植物措施58.88 hm2，工程擾動(dòng)土地整治率達(dá)到99.8%，水土流失總治理度為99.7%，土壤流失控制比為1.0，攔渣率為100%，林草植被恢復(fù)率為99.6%，林草覆蓋率為56.7%。均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

［1］李智廣，郭索彥.人為水土流失因素及其防治措施研究［J］.水土保持通報(bào)，1998，18(02):55-55.

［2］陳靜堂.東寧地方鐵路建設(shè)項(xiàng)目的生態(tài)修復(fù)體系［J］.黑龍江水專(zhuān)學(xué)報(bào)，2004(03):88-89.

S157

B

1007-7596(2014)07-0215-03

2014-03-04

單洪偉(1982-)，男，黑龍江賓縣人，工程師，從事開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。