高速公路水土保持設(shè)計(jì)探討

程建國(guó)

摘要：我國(guó)公路水土保持源于公路邊坡防護(hù)。新中國(guó)建立后，公路交通管理部門建立健全了養(yǎng)路機(jī)構(gòu)，各地對(duì)所轄路段的路基、路面采取了一系列防護(hù)措施，如邊坡防護(hù)林、護(hù)路林、排水渠、護(hù)坡工程、過水涵洞等，在滑坡、坍塌防治方面取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)。本文結(jié)合具體的工程介紹了公路建設(shè)項(xiàng)目水土流失與水土保持、高速公路水土流失防治措施、植被保持水土的有效性研究。

關(guān)鍵詞：高速公路;水土保持;水土流失;路基

前 言

由于公路建設(shè)過程中水土流失問題的突現(xiàn)，使公路建設(shè)項(xiàng)目中水土保持方案的編制日益迫切。但隨著改革開放，國(guó)家大型公路建設(shè)項(xiàng)目紛紛上馬，新的水土流失愈演愈烈。嚴(yán)重的水土流失、土地沙漠化等一系列環(huán)境問題，引起了有關(guān)部門的高度重視。

一、公路建設(shè)項(xiàng)目水土流失與水土保持

公路建設(shè)項(xiàng)目水土流失是在區(qū)域自然地理因素即水土流失類型區(qū)的支配和制約下，由于各種自然因素包括氣候、地質(zhì)、地形地貌、土壤植被等的潛在影響，通過人為生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)的誘發(fā)、引發(fā)、觸發(fā)作用而產(chǎn)生的一種特殊的水土流失類型，它既具有水土流失的共性，也具有自身的特性。因?yàn)楣方ㄔO(shè)是線性項(xiàng)目，對(duì)地面的擾動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為多種多樣，因此施工過程中對(duì)水資源和土地資源的破壞是多方面的，公路施工過程中要開挖山體、削坡、修隧道、架橋，高處要削低、低地要填高，因此其對(duì)土地資源的破壞不僅僅是表層土壤，往往破壞至深層土壤，深者可達(dá)幾十米，水土流失形式表現(xiàn)為巖石、土壤、固體廢棄物的混合搬運(yùn)。從這一點(diǎn)看，公路建設(shè)水土保持和其他一般性的人為水土流失是有區(qū)別的。公路建設(shè)水土流失應(yīng)根據(jù)其自身的特點(diǎn)確定水土流失防治范圍。

水土保持是防治水土流失，保持、改良與合理利用山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，以利于充分發(fā)揮水土資源的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建立良好生態(tài)環(huán)境的綜合性科學(xué)技術(shù)。而公路建設(shè)項(xiàng)目水土保持則是在公路施工過程中公路主體工程、取棄土場(chǎng)、臨時(shí)工程等范圍內(nèi)預(yù)防和治理水土流失的綜合性技術(shù)。公路建設(shè)工程量大，引起的水土流失也較為嚴(yán)重，這不僅影響公路自身的安全運(yùn)行和周邊環(huán)境、沿線城鎮(zhèn)、村莊、農(nóng)田及公共設(shè)施，而且會(huì)影響水土資源和生態(tài)環(huán)境。公路建設(shè)水土保持主要是在工程措施和生物措施等方面把水土保持和公路建設(shè)充分考慮進(jìn)來，處理好局部治理和全線治理、單向治理措施和綜合治理措施的關(guān)系。

二、高速公路水土流失防治措施

1.水土流失防治分區(qū)

公路建設(shè)水土保持根據(jù)其工程特點(diǎn)采取分區(qū)分期防治，工程建設(shè)前期水土保持以工程措施為主，因地制宜，輔以生物措施相結(jié)合，快速有效地遏制水土流失，后期主要以植物措施為主，防止水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。公路建設(shè)水土流失可分為三個(gè)區(qū)域，分別為：主體工程防治區(qū)、取土場(chǎng)防治區(qū)、棄土場(chǎng)防治區(qū)。

1.1 主體工程防治區(qū)。公路沿線征地范圍劃為主體工程防治區(qū)，該區(qū)域主要根據(jù)挖方、填方情況采取護(hù)坡工程、排水工程和植物綠化美化工程，保護(hù)路基路面穩(wěn)定，排除路面水，保證路面行車安全，美化公路運(yùn)行環(huán)境。

1.2 取土場(chǎng)防治區(qū)。根據(jù)取土場(chǎng)所處的地理位置及地形條件，采取植物防護(hù)與工程防護(hù)，防治水土流失。

1.3 棄土場(chǎng)防治區(qū)。該區(qū)采取工程防護(hù)及植物防護(hù)等水土保持措施，防止棄渣下泄，穩(wěn)定堆砌棄渣形成的邊坡，防止水土流失對(duì)河道及農(nóng)田的影響。

2.水土流失防治措施

水土流失防治措施包括公路主體工程、取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)以及臨時(shí)工程等項(xiàng)目，主要是通過植物措施和工程措施，使公路建設(shè)引起的水土流失減小到最低限度，使經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一。

高速公路主體工程水土保持措施主要包括路基排水、路基防護(hù)、公路綠化美化工程以及軟基處理等。

3.路基路面排水

路基設(shè)置完善的排水設(shè)施，以排除路基、路面范圍內(nèi)的地表水和地下水，保證路基和路面的穩(wěn)定，防止路面積水影響行車安全。同時(shí)達(dá)到排水通暢，既避免沖刷，又不致造成淤積，減少新的水土流失。本方案設(shè)計(jì)中采用邊溝、截水溝、排水溝、泄水槽、急流槽等設(shè)施。挖方路段及高度小于邊溝深度的填方路段均設(shè)置邊溝。

4.路基防護(hù)

路塹邊坡應(yīng)是本項(xiàng)目水土保持方案的重點(diǎn)治理對(duì)象?？紤]到水土保持及工程穩(wěn)定性的要求，丹莊高速公路采用的挖方邊坡坡率相對(duì)較緩，對(duì)土質(zhì)挖方邊坡采用1：1.75。全線路塹邊坡均采用了相應(yīng)的防護(hù)措施，對(duì)土質(zhì)邊坡主要采用邊坡植草的植物防護(hù)措施，對(duì)石質(zhì)邊坡采用在其坡腳處設(shè)置2m高的漿砌片石擋土墻的工程防護(hù)措施，并用混凝土預(yù)制塊鑲面。

路堤邊坡防護(hù)：考慮到水土保持及工程穩(wěn)定性的要求，邊坡坡面采取漿砌片石護(hù)坡、襯砌拱形骨架護(hù)坡等工程措施，同時(shí)配合植草和種植小灌木等植物措施進(jìn)行坡面綜合治理。拱形骨架植草防護(hù)適用于路線跨越鐵路、國(guó)省干線公路、互通立交匝道的主線橋梁兩端。因地形限制或與其它建筑物相干擾，必須收縮坡腳時(shí)設(shè)置漿砌片石擋土墻。

三、植被保持水土的有效性研究

植被是防止水土流失的積極因素，破壞地表植被，必將導(dǎo)致水土流失的進(jìn)一步加強(qiáng)。植被覆蓋層減小了雨滴對(duì)地面的打擊，并由于增加地面糙率而減小了流速，氣流或者水流的作用力被分散在覆蓋物之間，地表的覆蓋因素完全承受了原來作用于地表土粒上的力，并且植被覆蓋物腐爛后可以增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，進(jìn)一步改善了土壤的理化性質(zhì)。

植被控制水土流失的效益是明顯的，但是由于植被生長(zhǎng)發(fā)育等狀況的不同以及人為等因素的不同影響，不同植被的冠層、地表層以及地下根系分布層等都出現(xiàn)較大差異，因此其水土保持效益也就有所不同。經(jīng)過長(zhǎng)期的研究，研究人員對(duì)于植被保持水土的作用有了比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。隨著研究逐步深入，特別是土壤侵蝕預(yù)報(bào)研究的發(fā)展，研究人員將逐步傾向于對(duì)植被保持水土有效性的機(jī)理研究，用定量的語(yǔ)言描述植被保持水土的有效性。隨著植被在生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與建設(shè)中的地位和作用日益突出，進(jìn)一步加強(qiáng)植被生態(tài)功能，特別是水土保持功能的定量化研究，對(duì)于水土保持措施的有效實(shí)施具有重要意義。

四、結(jié)束語(yǔ)

公路建設(shè)中的水土保持方案設(shè)計(jì)是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)施的一個(gè)重要組成部分，但這項(xiàng)工作在我國(guó)開展較晚，水土保持對(duì)于公路設(shè)計(jì)者來說還是比較陌生的概念。本論文的研究只是拋磚引玉，隨著公路建設(shè)中水土保持工作的深入開展，對(duì)于公路建設(shè)中的水土流失預(yù)測(cè)將更為細(xì)化、量化，對(duì)方案的設(shè)計(jì)將更具指導(dǎo)意義。在土壤侵蝕量影響因子量化研究不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，公路設(shè)計(jì)者將對(duì)水土保持措施進(jìn)行量化比較，提出更為有效的、便于操作的、經(jīng)濟(jì)合理的水土保持措施。

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