杭新景高速公路水土保持監(jiān)測設計

石　鑫，邵建榮，朱炳潤，李奕建

(1．浙江廣川工程咨詢有限公司，浙江　杭州　310020；2．開化縣水土保持與水資源管理站，浙江　開化　324300)

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杭新景高速公路水土保持監(jiān)測設計

石鑫1，邵建榮2，朱炳潤1，李奕建1

(1．浙江廣川工程咨詢有限公司，浙江杭州310020；2．開化縣水土保持與水資源管理站，浙江開化324300)

摘要：針對浙江省建德壽昌至開化白沙關(浙贛界)公路工程特性及水土流失特點，設計制定了水土保持監(jiān)測工作方案，明確監(jiān)測重點，提出適宜、有效的監(jiān)測方法，并創(chuàng)新監(jiān)測技術手段，提高了水土保持監(jiān)測的整體技術水平。

關鍵詞：杭新景高速公路；水土保持監(jiān)測；設計

1工程概況

浙江省建德縣壽昌至開化白沙關(浙贛界)公路地處浙江省杭州市建德縣與衢州市的衢江區(qū)、柯城區(qū)、常山縣、開化縣境內，起點順接已建成的杭新景高速公路杭州至建德壽昌段的八畝丘，終點位于浙贛2省的分界點—小關，與江西境內已建成的景婺常(黃)高速公路相接。公路全長129.503 km，涉及橋梁139座、隧道55座、各類立交26處、通道與人行天橋120處、服務區(qū)2處、隧道管理站8處、收費站9處。

工程水土流失防治責任范圍面積1 127.90 hm2，其中項目建設區(qū)1 044.88 hm2，直接影響區(qū)83.02 hm2。工程涉及拆遷房屋20.39萬m2，土石方開挖量2 021.83萬m3，填筑量2 063.44萬m3，借方314.23萬m3，棄渣272.62萬m3，共設置棄渣場15處。

工程于2012年10月開工，共分21個標段進行建設，預計2016年底通車，總工期4 a，設計概算總投資101.14億元。

根據(jù)水土保持相關規(guī)定與要求，建設單位自2014年2月開始開展水土保持監(jiān)測工作。水土保持監(jiān)測工作開展時，工程土建工程進度已超過1/2，部分路基工程已完成M7.5漿砌石排水溝、挖(填)邊坡骨架護坡、開挖面坡腳擋墻以及填筑邊坡臨時集流槽等，大部分橋梁樁基施工已完成，隧洞工程已經(jīng)完成洞臉噴混凝土、頂部截水溝以及開挖面覆土等，部分棄渣場已經(jīng)實施了擋渣墻及臨時排水溝等，施工工區(qū)的排水措施也已經(jīng)全部完成，上述措施的實施對本工程的水土流失防治起到了積極作用。

2水土流失影響因素

工程區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，多年平均氣溫16～18 ℃，年降水量1 700～1 900 mm，植被覆蓋率在75%以上。工程線路長，地形變化大，沿線涉及侵蝕剝蝕低丘夾河谷沖積平原、侵蝕溶蝕低山丘陵夾河谷沖積平原、侵蝕剝蝕中低山和侵蝕溶蝕中低山等地貌類型。工程沿線涉及國家級水土流失重點預防區(qū)、省級水土流失重點預防區(qū)、省級水土流失重點治理區(qū)，主要侵蝕類型為水力侵蝕，部分區(qū)域還存在重力侵蝕。工程所處的自然環(huán)境復雜，土壤侵蝕原動力較強、抗侵蝕能力較弱；工程所處區(qū)域敏感，一旦產(chǎn)生水土流失，對周邊生態(tài)景觀環(huán)境將造成較大影響。

本工程屬線性工程，線路長、工程類別繁多、橋梁隧道比例大、涉河數(shù)量多，建設過程中，工程將產(chǎn)生巨大的土石方挖填量和棄渣量，沿線將形成多處挖填邊坡，設置多處棄渣場及臨時堆渣場，如防護措施不合理將造成重大的水土流失；另外，工程沿線將穿越多條山區(qū)性河流，需布置大小橋梁139座、各類立交26處，均采用灌注樁基礎，施工期間將產(chǎn)生大量的泥漿鉆渣，若泥漿鉆渣隨意排放，將對沿線河道造成嚴重污染。

根據(jù)工程建設特點及所處的自然條件，在工程建設過程中，若未能及時實施水土保持措施并開展有效監(jiān)管，工程建設極易產(chǎn)生嚴重的水土流失，并對工程自身安全及其周邊生態(tài)環(huán)境造成不利影響。

因此，需結合工程實際情況，詳細設計并制訂水土保持監(jiān)測工作方案，明確監(jiān)測內容、監(jiān)測重點及監(jiān)測方法，以科學地指導工程建設全過程的水土保持監(jiān)測工作。

3水土保持監(jiān)測重點區(qū)域

工程水土保持監(jiān)測范圍為整個項目的建設區(qū)及直接影響區(qū)。針對工程建設特點，本工程重點監(jiān)測區(qū)域主要為路基工程、橋梁工程、隧道工程、改移工程以及棄渣場，具體包括路基工程中的開挖(填筑)面防護，橋梁灌注樁施工時泥漿池的防護及恢復，改河(路)工程的完成情況，施工后期橋梁周邊及下部建筑垃圾清理和場地平整情況、涉河土石方的清理情況，棄渣場的位置、堆渣量、堆渣材質、綜合利用情況以及防護措施實施情況，施工臨時設施的布設位置、規(guī)模及防護措施情況，拆遷安置區(qū)的面積、位置、補償安置措施以及實施進度等內容。

4水土保持監(jiān)測內容

本工程水土保持監(jiān)測的主要內容包括：水土保持工程設計措施落實情況、工程建設擾動地表面積、損壞植被面積、水土流失災害隱患、水土流失及造成的危害、水土流失防治效果以及水土保持管理等情況。

4.1監(jiān)測準備期

對工程所在地區(qū)的降雨、地面坡度、坡長、地面組成物質、植被現(xiàn)狀等內容進行調查、記錄，以期獲得該區(qū)域的水土流失影響因子。

鑒于本工程已經(jīng)開工的實際情況，監(jiān)測準備期還需對主體工程前期施工情況、水土保持措施實施情況、對周邊的環(huán)境影響，以及可能存在的水土流失隱患等進行現(xiàn)場調查評估，并就存在的水土保持問題提出相應的改進方案。

4.2工程施工期

工程施工期是水土保持監(jiān)測工作的重點時段。根據(jù)工程的實際情況，施工期監(jiān)測內容主要包括以下幾個方面：地形、地貌的變化情況，工程建設占用地面積、擾動地表面積變化情況，工程建設挖方、填方數(shù)量，棄渣方量及去向等；水土流失面積變化情況、水土流失程度變化情況、對周邊地區(qū)造成的危害及其趨勢；水土流失防治措施的數(shù)量和質量，臨時防護措施的布設、防治效果情況。

4.3自然恢復期

自然恢復期監(jiān)測內容包括防護工程穩(wěn)定性、完好程度以及運行情況、林草措施的成活率、保存率、生長情況及覆蓋率、擾動區(qū)域的恢復情況。

5水土保持監(jiān)測方法

根據(jù)本工程建設特點及易發(fā)生水土流失的重點部位，結合工程建設實際，本項目水土保持監(jiān)測以調查監(jiān)測和場地巡查為主，并分區(qū)域布設地面監(jiān)測點輔以地面監(jiān)測，同期開展無人機航測，具體的監(jiān)測方法簡述如下：

5.1Cs-137法

Cs-137法主要用于觀測原地貌土壤侵蝕模數(shù)。該方法的基本原理是示蹤元素或核素(Cs-137)自大氣沉降至地表后立即被土壤膠體顆粒強烈吸附，并伴隨著土壤顆粒的機械運動而遷移，根據(jù)其在土壤剖面中的分布規(guī)律判斷采樣點的侵蝕情況。

5.2簡易徑流小區(qū)法

簡易徑流小區(qū)法主要用于觀測棄渣場坡面的水土流失情況。

5.3測釬法

主要布設于表土臨時堆放場或土質填筑邊坡等坡面，將直徑為0.5～1.0 cm、長50～100 cm鋼釬按一定距離分上中下、左中右3排布設。鋼釬沿鉛直方向打入坡面，釘帽與坡面齊平，并在釘帽上涂上紅漆，編號登記入冊。

5.4沉砂池法

沉砂池法利用設置在路基排水溝出口處的沉砂池，每次降雨或多次降雨后，量測沉砂池內泥沙淤積量，以監(jiān)測該排水系統(tǒng)匯水區(qū)域內的水土流失量。

5.5侵蝕溝量測法

侵蝕溝量測法用于測量路基填筑邊坡或表土臨時堆放場坡面的水土流失量，每次降雨或多次降雨后量測侵蝕溝的體積，根據(jù)侵蝕溝的體積，推算坡面的水土流失量。

5.6無人機航測法

針對本項目線路長、地形復雜多變的實際情況，工程采用無人機航測法開展水土保持監(jiān)測，以能較準確地獲取項目區(qū)的地表擾動情況及植被變動情況。

該法利用無人機低空飛行攝影獲取高分辨率數(shù)字影像后，先采用GPS-RTK進行外業(yè)像片控制點測量，再通過全數(shù)字攝影測量工作站進行內業(yè)判繪及采集地物，并經(jīng)外業(yè)補繪后，輸出數(shù)字線劃圖的矢量數(shù)據(jù)，最后在ArcGIS系統(tǒng)中進行編輯和整理，獲取水土保持相關信息。

5.7調查、巡查法

工程施工期通過日常的調查、巡查，對整個項目的占用土地面積、擾動地表面積及其類型、工程土石方挖填量、棄渣數(shù)量及去向、水土流失程度、水土流失危害等進行監(jiān)測。

自然恢復期通過全面調查，對項目區(qū)水土保持工程措施的防護效果及其穩(wěn)定性情況、水土保持植物措施生長情況、林草成活率和植被覆蓋率情況、水土保持效益、施工跡地植被恢復措施等內容進行監(jiān)測。

6結語

結合本工程特點及其所處的自然環(huán)境，設計制定了水土保持監(jiān)測工作方案，明確監(jiān)測重點，提出適宜、有效的監(jiān)測方法，并創(chuàng)新監(jiān)測技術手段，利用無人機航測以全面掌握沿線水土保持工作情況，提高了工程水土保持監(jiān)測的整體技術水平，可科學指導工程建設過程中各項水土保持工作的落實，同時也可供類似生產(chǎn)建設項目的水土保持監(jiān)測工作借鑒。

(責任編輯郎忘憂)

Soil and Water Conservation Monitoring Design of Hangxinjing Expressway

SHI Xin1,SHAO Jian-rong2,ZHU Bing-run1,LI Yi-jian1

(1.Zhejiang Guangchuan Engineering Consulting Co.,Ltd., Hangzhou 310020,Zhejiang,China; 2.Soil and Water Conservation and Water Resources Management Station of Kaihua County,Kaihua 324300,Zhejiang,China)

Key words:Hangxinjing expressway; soil and water conservation monitoring; design

Abstract:Considering engineering properties and soil erosion characteristics of the highway in Zhejiang province from Shouchang Town in Jiande to Baishaguan in Kaihua (Zhejiang-Jiangxi border),this paper designed soil and water conservation monitoring programs, clarified monitoring priorities, proposed appropriate and effective detection methods, and innovated monitoring techniques, improving the overall level of soil and water conservation monitoring technology.

收稿日期：2015-07-15

基金項目：浙江省科技計劃項目(2015F50060)。

作者簡介：石鑫(1987-)，男，工程師，碩士，主要從事水土保持監(jiān)測、水土保持方案編制及水土保持研究工作。

中圖分類號：S157

文獻標識碼：A

文章編號：1008-701X(2016)02-0081-02

DOI：10.13641/j.cnki.33-1162/tv.2016.02.023