新建赤峰至京沈高鐵喀左站鐵路水土流失防治措施探討

周欣

摘要：隨著高速鐵路的迅速發(fā)展，隨之帶來的水土流失問題也日益突出。通過分析新建赤峰至京沈高鐵喀左站鐵路建設(shè)產(chǎn)生的水土流失特點及原因，對如何進行水土流失防治區(qū)劃分與防治措施布設(shè)等進行探討，以期為高鐵項目水土流失防治提供參考。

關(guān)鍵詞：水土流失;高速鐵路;防治措施

中圖分類號：S157.2文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190215030

我國從2008年8月第1條高速鐵路通車，到目前擁有建設(shè)總里程2.50萬km，預(yù)計到2025年，中國高鐵總里程將達3.80萬km，基本實現(xiàn)省市縣全覆蓋[1]。隨著高速鐵路的迅速發(fā)展，隨之帶來的水土流失問題也日益突出。高速鐵路項目具有建設(shè)規(guī)模大、涉及范圍廣、挖填方量大等特點[2]，因此，相應(yīng)的施工活動如山體開挖、開鑿隧道、架橋修涵、棄渣堆放等都極易產(chǎn)生水土流失。國內(nèi)學(xué)者如邢亭婷[3]、張茵濤等[4]、倪艷霞[5]、徐亮[6]、武哲[7]、郭晨霞[8]、何吉成等[9]針對高鐵建設(shè)中水土流失防治方面的研究主要從水土流失量預(yù)測、水土保持監(jiān)理及監(jiān)測和高鐵建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響等方面展開，直接針對高鐵建設(shè)中水土流失防治措施的研究較少。本文以新建赤峰至京沈高鐵喀左站鐵路工程為例，對新建高速鐵路工程水土流失防治措施進行探討。

1工程概況

新建赤峰至京沈高鐵喀左站鐵路線路自京沈客?？ψ笳颈本┒送獍┥蛘€引出，經(jīng)朝陽市（喀左縣、建平縣）、赤峰市（寧城縣、喀喇沁旗、元寶山區(qū)、紅山區(qū)和松山區(qū)），終點為赤峰西站，為客運專線，設(shè)計最高行車速度250km/h，正線155.897km，相關(guān)工程10.958km。全線共設(shè)5個車站，利用1個原有車站，新設(shè)3個車站，改建1個既有車站。正線設(shè)橋梁47座;正線涵洞241座，隧道10座，新建牽引變電所2座，新建AT分區(qū)所4座。

工程總占地978.10hm2，其中永久占地738.32hm2，臨時占地239.78hm2。土石方挖填總量2560.20萬m3，其中挖方1424.16萬m3，填方1136.04萬m3，利用方444.60萬m3，總借方745.20萬m3（設(shè)1處取土場），總棄方588.72萬m3（設(shè)棄土（渣）場20處）。

2項目區(qū)概況

工程沿線經(jīng)過燕山山脈之低中山區(qū)、沖洪積平原區(qū)和黃土地貌區(qū)三個地貌單元，氣候類型屬于中溫帶亞干旱季風(fēng)氣候區(qū)。年平均降水量為309.90～514.90mm;年平均蒸發(fā)量為1222.40～1760.20mm;年平均風(fēng)速1.80～2.30m/s。工程沿線主要土壤類型褐土、黃綿土、黑壚土。線位所經(jīng)區(qū)域?qū)儆谂瘻貛ч熑~林區(qū)域、溫帶草原區(qū)域，依次經(jīng)過冀遼山地丘陵油松、遼東櫟、槲櫟林區(qū);溫帶草原區(qū)域的冀北、遼西山地油松、櫟林、草甸草原區(qū)，西遼河平原長芒草、栽培植被草甸草原區(qū)。工程沿線林草植被覆蓋率為26.3%。

3水土流失現(xiàn)狀

在鐵路工程建設(shè)過程中，由于取土、棄土和修筑路基、橋涵等施工活動，損壞和占壓植被，造成水土保持設(shè)施的破壞，使原地貌、植被抗侵蝕力降低或消失，土壤侵蝕量劇增。工程沿線侵蝕類型為以水力侵蝕為主，侵蝕強度以微、輕中度為主，土壤侵蝕模數(shù)為200～2500t/km2·a，項目區(qū)所經(jīng)地區(qū)均屬于西遼河大凌河中上游國家級水土流失重點治理區(qū)和省級水土流失重點治理區(qū)，項目區(qū)容許土壤流失量為200t/（km2·a）。

4防治措施布局

根據(jù)工程沿線地貌，一級分區(qū)分為中低山丘陵區(qū)（起點～CK48、CK123～終點）、平原區(qū)（CK48～CK123）。二級分區(qū)根據(jù)工程建設(shè)特點，結(jié)合工程施工區(qū)布局，將該項目劃分為8個水土流失防治區(qū)，分別為路基防治區(qū)、站場防治區(qū)、橋梁防治區(qū)、隧道防治區(qū)、取土場防治區(qū)、棄土（渣）場防治區(qū)、施工便道防治區(qū)和施工生產(chǎn)生活防治區(qū)。水土保持措施布局如下。

4.1工程措施

4.1.1表土剝離和回覆

為充分利用有限的表土資源，工程施工前，對施工區(qū)可剝離的表土進行剝離，剝離厚度為10～50cm，主要依據(jù)占地類型及土壤性質(zhì)綜合考慮。剝離的表土堆置在工程沿線設(shè)置的臨時堆土場。施工結(jié)束后，利用臨時堆土場內(nèi)堆存的表土對綠化區(qū)域進行覆土，覆土厚度約為40～50cm。

4.1.2邊坡防護

路堤高度小于等于3m時坡面采用C35正六邊形空心塊內(nèi)種撒草籽并間植紫穗槐防護，沿線路方向每隔15m設(shè)置一道豎向排水肋。路堤邊坡高度大于3m時坡面采用3m×3m帶截水槽C35混凝土拱型骨架防護，骨架內(nèi)撒草籽并種植紫穗槐防護;站場同路基工程邊坡防護一致;橋頭錐體采用漿砌片石拱形骨架，骨架內(nèi)植草防護;隧道進出口洞臉為土石混合邊坡、土質(zhì)邊坡，受洞口邊仰坡自然坡度限制，采用M10漿砌片石骨架護坡和撒播草籽綠化。

4.1.3截排水溝及順接工程

在路堤天然護道外，設(shè)置單側(cè)或雙側(cè)排水溝。路塹于路肩兩側(cè)設(shè)置側(cè)溝。塹頂外5m設(shè)置單側(cè)或雙側(cè)天溝。在順接處設(shè)置消能設(shè)施，消能池長2.0m，寬1.0m，深1.0m;站場股道間排水槽、站區(qū)排水溝與橋涵、路基等排水設(shè)施銜接配合，順接至附近的排水涵或溝渠;跨公路和鐵路等橋梁橋面集水采用集中排放，集水通過承臺漫流至橋梁底部綠地內(nèi);在隧道洞臉上方設(shè)截水溝，并通過排水溝匯集到洞口兩側(cè)的路基排水邊溝;在取土場上部設(shè)置截水溝，疏導(dǎo)外來水至周圍排水系統(tǒng)，平臺內(nèi)側(cè)設(shè)橫向排水溝，截排水溝相連，與周圍排水系統(tǒng)銜接，截水溝末端順接沉砂池。棄渣場棄渣堆積平臺修建漿砌石排水溝，順接沉砂池，用于排除棄渣場堆積平臺及其周邊自然坡面上的洪水。

4.1.4擋渣墻

擋墻胸坡1∶0.30，背坡1∶0.25，基礎(chǔ)埋深不小于150cm，擋墻基底必須置于硬塑層粉質(zhì)黏土或巖石內(nèi)，墻身以M10水泥砂漿砌片石砌筑。沿墻長每10～20m設(shè)一道伸縮縫，縫寬0.02m，縫內(nèi)沿內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋，深0.2m。泄水孔采用φ10cmPVC 管，最下一排泄水孔高出墻前基坑回填面0.2m。墻后于墻頂以下0.5m范圍及最下一排泄水孔下設(shè)夯填粘土隔水層，厚0.3m。兩隔水層之間鋪設(shè)塑料排水片材。于墻頂設(shè)1.0～2.0m寬平臺（不含擋墻寬度）。不同地段擋渣墻的高度不同，經(jīng)計算其穩(wěn)定性需滿足規(guī)范要求。

4.1.5土地整治

土建工程施工結(jié)束后，對站場區(qū)、橋梁區(qū)、棄渣場區(qū)、施工便道區(qū)和施工生產(chǎn)生活防治區(qū)需要綠化地段進行土地整治，由于基礎(chǔ)施工等活動，破壞和擾動了區(qū)域原地貌，施工結(jié)束后應(yīng)清理建筑廢料，隨后平整場地并翻墾，以利于園林綠化。

4.2植物措施

根據(jù)項目區(qū)所在氣候區(qū)特點，應(yīng)采用適宜當(dāng)?shù)乜购?、耐旱、耐貧瘠、適應(yīng)力較強的草種樹木。項目區(qū)擬選植物種見表1。

4.2.1路基防治區(qū)

綠化設(shè)計采用內(nèi)灌外喬的綠化形式。靠近線路地帶應(yīng)栽種草、灌植物，遠離線路地帶宜栽種灌木、喬木，形成立體復(fù)層的綠化帶。栽植喬木時，樹高不高于旅客列車車窗下緣。

4.2.2站場防治區(qū)

站場需種植觀賞樹種、鋪植草皮，在主要建筑物前的空地上種植草坪，草坪中零星種植花灌木。同時，在草坪中央或邊緣以孤植和對植的方式種植高大、美觀的喬木，道路兩旁種植姿態(tài)優(yōu)美、樹干筆直、樹冠較大的樹種，邊界圍墻或圍攔處種植藤本植物垂直綠化，樹種適當(dāng)選用彩葉樹種。

4.2.3橋梁防治區(qū)

在橋下不易種植喬灌木，故采用撒播草籽進行綠化，凈度≥90%，發(fā)芽率≥85%，種植密度60kg/hm2。

4.2.4隧道防治區(qū)

隧道進出口洞臉為土石混合邊坡、土質(zhì)邊坡，受洞口邊仰坡自然坡度限制，采用M10漿砌片石骨架護坡和撒播草籽綠化。

4.2.5取土場防治區(qū)

取土場臺面種植喬木林，林間撒播草籽，喬木選用楊樹、油松等，行間距為2m×2m，2500株/hm2。草本采用苜蓿、披堿草等。邊坡采用植物護坡，植物采用紫穗槐，密度為10000穴/hm2，每穴3～5株。

4.2.6棄土（渣）場防治區(qū)

棄土（渣）場臺面種植喬木林，林間撒播草籽，喬木選用油松、赤峰楊等，行間距為2m×2m，2500株/hm2。草種選用羊草、披堿草、紫花苜蓿等混合草種。坡地棄土場邊坡采用植物護坡，植物采用灌木，灌木采用紫穗槐、檸條等，密度為10000穴/hm2，每穴3～5株。

4.2.7施工便道防治區(qū)

不作為鄉(xiāng)村道路或田間道的施工便道恢復(fù)原有土地功能，原土地利用現(xiàn)狀為耕地的恢復(fù)為耕地，并施農(nóng)家肥，施農(nóng)家肥45m3/hm2;原土地利用現(xiàn)狀為荒地或林地的翻墾整地后撒播混合草種，路基邊坡進行植草護坡。

4.2.8施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

施工結(jié)束后將硬化地面、碎石路面全部拆除，恢復(fù)為林地的種植喬木林，林間撒播草籽，喬木選用樟子松、油松、云杉、赤峰楊等，行間距為2m×2m，2500株/hm2。草種選用紫花苜蓿、披堿草、草木犀、草地早熟禾等混合草種。

4.3臨時措施

4.3.1臨時排水沉砂

為減輕施工過程中產(chǎn)生的水土流失，對臨時堆土場設(shè)置臨時排水和臨時沉砂池;在在路基防治區(qū)設(shè)置擋水埂、急流槽和臨時排水溝進行路基臨時排水;在橋墩鉆孔前修建泥漿池1個（泥漿池需做防滲處理，可多個鉆孔共用），并設(shè)沉淀池2個，串聯(lián)并用，泥漿經(jīng)沉淀后循環(huán)使用;在施工生產(chǎn)生活區(qū)外圍設(shè)臨時土質(zhì)排水溝和沉砂池。

4.3.2表土臨時防護

對各個防治區(qū)堆存的表土在施工堆置期間采取裝土草袋攔擋和密目網(wǎng)苫蓋的措施進行臨時防護，表層土堆高在3.0～4.0m之間，堆土坡地為1∶1.5～1∶2.0，坡腳四周采用裝土草袋攔擋，斷面為頂寬0.5m，高1.0m，底寬1.1m的梯形斷面，同時在堆土表面采用密目網(wǎng)苫蓋。

5結(jié)語

通過分析高速鐵路建設(shè)產(chǎn)生水土流失的特點及原因，對高速鐵路建設(shè)項目合理劃分水土流失防治分區(qū)，并針對每個防治分區(qū)相應(yīng)布設(shè)水土流失防治措施，使之形成一個完整的水土流失防治措施體系，在高鐵項目建設(shè)過程中能夠起到防治水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的作用。

在生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，鐵路建設(shè)者也需積極落實水土保持方案設(shè)計的各項水土流失防治措施，扎實做好鐵路建設(shè)過程中的各項水土保持工作，促進鐵路建設(shè)與生態(tài)文明的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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