漢寧高速公路建設(shè)中的水土保持與邊坡防護技術(shù)

鄭志峰

（甘肅森華水保設(shè)計咨詢有限責任公司，730030，蘭州）

漢寧高速公路建設(shè)中的水土保持與邊坡防護技術(shù)

鄭志峰

（甘肅森華水保設(shè)計咨詢有限責任公司，730030，蘭州）

水土流失；影響因素；生態(tài)邊坡防護技術(shù)；漢寧高速公路

自1988年我國高速公路實現(xiàn)零的突破后，一條條以高速公路為軸線的各具特色的產(chǎn)業(yè)帶迅速出現(xiàn)在各地，便捷通達的高速公路給人們的生活和工作帶來了快節(jié)奏和高效率，加快了我國向現(xiàn)代文明社會發(fā)展的步伐。但開發(fā)建設(shè)過程中，道路與環(huán)境問題的提出由來已久，水土流失是其中最嚴重的一個方面。公路建設(shè)造成的水土流失范圍呈線狀，有時甚至跨越多種流域和地貌類型，影響范圍廣。特別是山區(qū)地貌特殊，在施工過程中，對于各種挖填方和棄渣若不采取有效的防治措施，可能造成嚴重水土流失，對周邊或區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成較大影響，所以，如何處理好公路邊坡綜合防護問題，使公路邊坡與生態(tài)環(huán)境能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，是今后公路建設(shè)工程面臨的一個重大課題。

一、漢寧高速公路概況

漢寧高速公路起自陜西省洋縣金水河畔，途經(jīng)洋縣、城固、漢臺、南鄭、勉縣、寧強五縣一區(qū)，止于陜川交界的寧強縣棋盤關(guān)，連接在建的十天、寶漢兩條高速公路，全長 199.23 km。根據(jù)不同的地形條件，漢寧高速公路金水至龍亭、勉縣至棋盤關(guān)段為山嶺重丘區(qū)高速公路，龍亭至勉縣段為平原微丘區(qū)高速公路，路基寬度從24m至26.5m不等，雙向四車道。全線共設(shè)橋梁251座、隧道44座 (單洞)，共26 555.5m；設(shè)置互通式立交10處、收費站11個、服務(wù)區(qū) 4處、養(yǎng)護工區(qū)1處，同時配有完善的交通、通信及收費系統(tǒng)等設(shè)施。漢寧高速公路堪稱“入川第一路”，望東北連接古都西安，眺西南直抵天府成都，是連接秦蜀的捷徑，更是溝通中原、西北與西南實施西北大開發(fā)的黃金通道。

二、漢寧高速公路水土流失的特點

陜南長江流域地處秦巴山地，群山起伏，溝壑縱橫，有大小流域8554條，其中小于10km2的有6803條。溝谷十分發(fā)育，溝壑密度達到2.18 km/km2。同時，山高坡陡，巖性復雜，既有堅硬的石英巖、沙巖等，也有易風化抗蝕力弱的泥質(zhì)頁巖、云母片巖、千枚巖等，土壤抗蝕性差。覆蓋在緩坡、低地的風化碎屑層、土層，一般顆粒較粗，粉沙及黏粒較少。由于區(qū)域暴雨頻繁，強度較大，極易產(chǎn)生水土流失。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。漢寧高速公路工程建設(shè)水土流失具有以下特點：

1.線路長，涉及地貌類型多，施工條件復雜

陜南地勢由南、北向漢江谷地傾斜，由西向東傾斜。西部漢中地區(qū)南北兩側(cè)低山頂面海拔1 200～1 000m，至盆地海拔降至600～500m；東部安康、旬陽一帶，低山頂面海拔1 000～800m，至盆地海拔降至400～300m。山頂面由西部的1 200m到東部降至1 000m左右，盆地海拔由漢中附近的500m，到安康降至300m左右。漢江河床高程由漢中的400m至旬陽降為200m。低山丘陵山勢和緩，頂部渾圓，山坡坡度多在25°以下。在秦嶺中低山丘陵路段，山高坡陡，溝壑縱橫，土地瘠薄，地質(zhì)結(jié)構(gòu)和施工條件復雜。

2.水土流失呈線狀分布，影響大

侵蝕剝蝕的低山、丘陵、寬谷盆地中，寬谷盆地占有較大比重。除漢中、安康盆地外，在低山丘陵區(qū)，許多河流形成開闊的谷地和小壩子，本項目為線性工程，施工所造成的水土流失量因路線所經(jīng)過的類型區(qū)的變化而變化。由于公路建設(shè)大量采用機械施工，路塹開挖、路堤填筑、爆破、取土采石、架橋砌涵等，破壞了公路沿線原地貌及植被，擾動了表土結(jié)構(gòu)，致使土體抗蝕能力降低。

3.植被破壞呈帶狀，增加了重建植被施工難度

項目建設(shè)不可避免地導致了山體原生態(tài)植被損壞、動物棲息地破壞及水土流失，出現(xiàn)了大量邊坡和裸露山體等一系列生態(tài)環(huán)境問題，使瘠薄立地條件下本來就十分脆弱的生態(tài)變得更加惡化，從而嚴重地影響了經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。但因植被破壞呈帶狀分布，增加了重建的施工難度。

4.棄渣棄土分散，極易造成流失

棄土棄渣是指以礦山為主包含重大水利水電道路等重要工程施工產(chǎn)生的棄土棄渣。這些棄土棄渣數(shù)量巨大,時有啟動產(chǎn)生泥石流災(zāi)害的事件發(fā)生,造成人員、財物巨大損失。中低山丘陵路段路基開挖的棄土棄渣若分散堆置在坡面、河岸、河灘上，極易被水流沖刷，造成新的水土流失。

5.開挖造成坡體失穩(wěn)，易引起崩塌、滑坡等重力侵蝕

公路經(jīng)過山坡、溝谷或穿越河道時，由于路基施工開挖破壞了坡體支撐和上部巖體（上體）的穩(wěn)定性，易引起崩塌、滑坡等重力侵蝕。小型崩塌多發(fā)生在施工中，較多的崩塌發(fā)生在施工之后一段時間。

三、漢寧高速公路生態(tài)防護技術(shù)

1.填方路段的生態(tài)防護

（1）土質(zhì)填方路段

主體工程區(qū)包括主線路基占地及立交、服務(wù)區(qū)、管理設(shè)施等工程占地，直接影響區(qū)面積711.65 hm2。生態(tài)防護成本低，景觀效果好，生態(tài)功能強，但有時易造成土壤侵蝕。選擇高速公路邊坡形式，一個非常重要的指標是生態(tài)防護的臨界高度。不同立地條件的邊坡，生態(tài)防護的臨界高度均不相同。通過對不同地區(qū)的強暴雨量、不同路面寬度的匯水量、排水方式以及各種植物的防護能力等進行大量試驗研究分析，確定了高速公路邊坡各種生態(tài)防護的臨界高度。

在漢寧高速公路中，根據(jù)邊坡的不同情況，采用了多種生態(tài)防護形式：①填土高度小于3.5m的邊坡，路面水漫流至坡面，直接在坡面撒播草種并適當夾植灌木進行邊坡防護。②填土高度為3.5～5m的邊坡，在土路肩處設(shè)置截水溝，坡面設(shè)置急流槽集中排水，減少路面水對邊坡的沖刷。在坡面急流槽間撒播草種并適當夾植灌木進行邊坡防護。③填土高度大于5m的邊坡，根據(jù)不同情況在坡面上設(shè)置單層或雙層的水泥混凝土預制塊襯砌拱，在拱圈內(nèi)撒播草種并適當夾植灌木進行邊坡防護。④部分填土高度大于7m的路段，采用分臺階的形式進行坡面處理，并在臺階上設(shè)置排水溝。將整個坡面劃分為2～3個高度小于3.5m的坡面后，直接在坡面撒播草種并適當夾植灌木進行邊坡防護。⑤在周圍條件允許的路段，將原設(shè)計坡比放緩至1∶2，以提高生態(tài)防護的臨界高度，減少工程防護比例。

（2）石質(zhì)填方路段

漢寧高速公路由于地處陜南丘陵地帶，沿線多小山丘。為減少棄石對環(huán)境生態(tài)的破壞，減少取土數(shù)量，降低工程造價，盡可能地將開挖的石方用于路基填筑，并對石質(zhì)填方的邊坡做以下處理：①黏土包邊植草。在石方路基兩側(cè)填筑1m左右的黏土包邊，與相應(yīng)石方層次同步填筑、壓實，為以后的綠化種植創(chuàng)造一定的條件。路基填筑完成后，按與土方邊坡同樣的方法進行處理。②干碼塊石植草。將粒徑較大的石塊，分臺階干碼在石方路基兩側(cè)，并在石塊空隙中充填耕植土，作為植物生長的基礎(chǔ)。③對于利用碎石土填筑的路基，利用專業(yè)的噴播設(shè)備，將植物種子加矮灌木種噴入坡面中，經(jīng)過一定的生長周期即可覆蓋整個坡面，起到護坡固坡的作用。

2.挖方路段的生態(tài)防護

取土將對地表植被造成嚴重破壞，底層土壤裸露，結(jié)構(gòu)破壞，抗侵蝕能力降低，遇暴雨將會發(fā)生水土流失。對于沿線各個挖方段上邊坡，結(jié)合不同的坡面性質(zhì)、土質(zhì)情況，分別采取不同的生態(tài)防護技術(shù)進行處理，宜噴則噴、宜栽則栽，保證生態(tài)防護的效果。

3.互通式立交、服務(wù)區(qū)的生態(tài)防護

高速公路沿線的大型工點（如互通式立交、服務(wù)區(qū)）作為高速公路這一景觀鏈上的璀璨明珠，應(yīng)根據(jù)其所處區(qū)域的人文特點、地域特色營造具有一定主題思想的景觀氛圍，其內(nèi)部路基由于不受用地約束，可采用適當放緩路基邊坡、直接在坡面上撒播草種并適當夾植灌木的方法進行邊坡防護。對所包范圍內(nèi)的地形進行整治，使叢林—密植樹木(山區(qū))、田園—小橋流水（平原區(qū)）、水景—通過水生植物營造水鄉(xiāng)特色（水網(wǎng)區(qū)）等與周圍地形交相輝映。

4.生態(tài)防護植物品種的選擇

在對當?shù)刂脖贿M行充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，植物選擇貫徹“適地適種”的原則，大量應(yīng)用當?shù)匾吧?、生長健壯、適應(yīng)性強、觀賞性好的品種，如狗牙根、黑麥草、二月蘭、野菊花、云南黃罄、迎春、扶芳藤、長春藤、胡枝子、雙夾槐、火棘、石楠、淡雜竹、宜興苦竹等，既有利于植物生長，保證防護效果，也避免了外來植物對原有生態(tài)的破壞。在植物配置上，根據(jù)各個坡面的不同情況分別選擇相應(yīng)的植物種類，草、草花、竹子、灌木、藤本互相配合，既充分考慮生態(tài)防護短、中、長期的防護效果，又兼顧環(huán)境景觀，做到簡潔而不單調(diào)、變化而不凌亂，三季有花、四季有景，使高速公路形成車移景異的生態(tài)走廊。

四、結(jié) 語

本區(qū)是陜南水土流失較嚴重的地區(qū)，侵蝕物質(zhì)中多為較粗的碎屑，被搬運至河谷，形成堆積，淤積河床、水庫，形成災(zāi)害。公路邊坡是公路建設(shè)中破壞最為嚴重的區(qū)域之一，對其進行有效防護是公路生態(tài)恢復的重要內(nèi)容。由于公路邊坡暴露于自然環(huán)境之中,易受自然環(huán)境的影響，表面上處于靜止狀態(tài)的邊坡,實際上始終處于運動變化之中，這種運動變化的結(jié)果,會不同程度地損壞邊坡的完整與穩(wěn)定,嚴重時將發(fā)生安全事故，而產(chǎn)生安全事故的點位和時間節(jié)點均具有不確定性,因此必須以預防為主,搞好坡面保護,全面落實好邊坡防護措施。

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責任編輯 田靈燕

S157

B

1000-1123（2016）22-0017-02

2016-08-31

鄭志峰，執(zhí)行董事兼總經(jīng)理，高級工程師。