山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目道路工程水土流失防護(hù)探討

夏妍 張溯明 劉瑞龍

摘 要：山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目中道路工程屬于重要施工內(nèi)容，但主體設(shè)計(jì)防護(hù)措施往往不到位，極易造成嚴(yán)重的水土流失，因此道路工程是水土流失防治的重要區(qū)域，需要布設(shè)完善合理的防護(hù)措施。該文根據(jù)湖北省境內(nèi)在建及已驗(yàn)收風(fēng)電項(xiàng)目防護(hù)情況，結(jié)合多年水土保持方案編制及相關(guān)水土保持設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目道路工程產(chǎn)生水土流失情況進(jìn)行分析，提出防護(hù)措施體系及措施布局。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)道路；水土流失；防護(hù)；山區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) S157.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2019）07-0119-03

1 山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)道路工程特點(diǎn)

1.1 山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)布局及道路工程重要性 湖北省風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目主要位于鄂北桐柏山大別山走廊帶。根據(jù)風(fēng)能資源情況及風(fēng)電場(chǎng)功能布置，單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組一般呈星點(diǎn)狀分布在一片山巒的山頂及山脊處，集電線(xiàn)路和道路則連接各風(fēng)電機(jī)組以及風(fēng)電機(jī)組與升壓站等。

修建山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)公路的目的是為了將整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)范圍的機(jī)組與外界公路進(jìn)行連接，在施工期間保證風(fēng)機(jī)塔筒、葉片、機(jī)艙等超長(zhǎng)超重車(chē)輛的運(yùn)輸?shù)跹b；保證風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行期檢修維護(hù)穩(wěn)定有序的進(jìn)行，在風(fēng)電場(chǎng)發(fā)揮著重要的作用[1]。道路工程的工程量在山區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目中占有很大比例，道路施工期達(dá)到總工期1/3～1/2。

1.2 道路工程工程量巨大 根據(jù)目前在建和已驗(yàn)收的風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，裝機(jī)容量30MW以上規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)，修建道路長(zhǎng)度一般達(dá)到25.0km以上。風(fēng)電場(chǎng)道路一般采用四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，根據(jù)運(yùn)件要求，路幅寬度不小于6m，回頭轉(zhuǎn)彎處路幅寬度更要達(dá)到9m以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，道路工程占地面積一般達(dá)到項(xiàng)目總占地面積的60%以上（見(jiàn)表1）。

再根據(jù)道路所處地形坡度及設(shè)計(jì)的縱橫斷面情況，道路工程單位長(zhǎng)度挖填土石方量達(dá)到15m3以上，土石方總量達(dá)到50.0萬(wàn)m3以上，占到項(xiàng)目土石方總量的60%以上（見(jiàn)表1）。湖北省境內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)道路多采用半挖半填的橫斷面型式，土石方挖填基本平衡。

2 道路工程對(duì)水土流失的影響

2.1 坡面防護(hù)不到位 山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)道路路基型式填方邊坡坡率不大于1∶1.5，挖方邊坡坡率不大于1∶0.75，道路順地勢(shì)盤(pán)山而上。施工單位在施工過(guò)程中未能按照施工圖首先實(shí)施下邊坡攔擋措施再進(jìn)行開(kāi)挖，直接導(dǎo)致了場(chǎng)內(nèi)道路沿線(xiàn)大面積掛渣的現(xiàn)象[2]。從整個(gè)山體坡面看，上下邊坡經(jīng)常連成一片，影響范圍縱向高度可達(dá)幾十米。同時(shí)，主體設(shè)計(jì)僅考慮穩(wěn)定性，在局部邊坡布設(shè)擋墻，且以漿砌石擋墻和硬化護(hù)坡為主，缺少生態(tài)景觀效果。

2.2 截排水設(shè)施欠缺 山區(qū)雨水匯流明顯，主體設(shè)計(jì)通常也考慮了道路的截排水設(shè)施，但設(shè)計(jì)級(jí)別較低，或布設(shè)未形成系統(tǒng)，有的在施工過(guò)程中就已填埋或損壞，未起到截流效果。

2.3 土石方轉(zhuǎn)運(yùn)侵蝕 土石方工程必然擾動(dòng)地表，破壞現(xiàn)有地貌，改變土層結(jié)構(gòu)，形成裸露面層；開(kāi)挖后的土石方較原狀結(jié)構(gòu)明顯松散，而在施工建設(shè)過(guò)程中又往往得不到有效的攔擋。大量的土石方工程加速及加劇了土壤侵蝕。風(fēng)電場(chǎng)的施工期一般都跨越1個(gè)雨季，在強(qiáng)降雨的作用下，水力侵蝕明顯加重。根據(jù)已驗(yàn)收風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，道路工程區(qū)水土流失量一般占到項(xiàng)目總流失量的50%以上（見(jiàn)圖1），水土流失相當(dāng)嚴(yán)重。

3 道路工程水土保持措施

3.1 表土資源的保護(hù) 湖北省鄂北山區(qū)屬亞熱帶常綠落葉闊葉混交林帶，項(xiàng)目區(qū)的林草覆蓋度達(dá)到60%以上。土壤以黃棕壤土為主，根據(jù)成土情況，表層腐殖層厚度20～30cm。而表土是珍貴的土地資源，含有豐富的植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，1hm2土層厚、土質(zhì)好的表土中包含100t有利于植物生長(zhǎng)的各種物質(zhì)[3]。因此對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)道路修建造成的植被嚴(yán)重?fù)p壞，應(yīng)首先考慮在“三通一平”期將征地范圍內(nèi)的表土進(jìn)行剝離，并采取積極的防護(hù)措施。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用機(jī)械或人工剝離，剝離后的表土應(yīng)集中管理，優(yōu)先采用攔擋加苫蓋的防護(hù)措施，防止表土流失。待路基形成后，及時(shí)將表土轉(zhuǎn)運(yùn)回覆平鋪至路基邊坡，為后期植物生長(zhǎng)提供良好的條件。

3.2 排水措施 鑒于道路的長(zhǎng)期使用，路基的排水系統(tǒng)應(yīng)合理布局，才能真正起到截排水功能，減少?gòu)搅鲗?duì)路基邊坡的沖刷和侵蝕。因此，應(yīng)在道路挖方邊坡坡腳設(shè)邊溝，在匯流面積大、坡面沖刷嚴(yán)重的坡頂設(shè)置路塹截水溝，在填方路堤坡腳外設(shè)排水溝。為使匯集的雨水及時(shí)排出，截水溝與邊溝、邊溝與排水溝之間可采用急流槽直接連接，或者埋設(shè)涵管，將道路兩側(cè)的溝道連接，再將其集中排至項(xiàng)目區(qū)外的天然溝道。在排至天然溝道之前，在截排水溝出口設(shè)置沉砂池，當(dāng)出口地勢(shì)比較平坦時(shí)，采用順接排水溝與沉砂池連接；當(dāng)出口地勢(shì)縱坡較大時(shí)，需設(shè)置急流槽或跌水構(gòu)筑物進(jìn)行消能后，再與低處的沉砂池連接。

根據(jù)降雨情況，并考慮安全超高，設(shè)計(jì)截排水溝的過(guò)流斷面。湖北省境內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)道路的截排水溝過(guò)流斷面多采用矩形，并采用漿砌石或混凝土襯砌，或采用預(yù)制U型槽。沉砂池多采用矩形箱體結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際布設(shè)情況及匯流面積具體設(shè)計(jì)長(zhǎng)寬深尺寸。急流槽多采用砌石或水泥混凝土結(jié)構(gòu)，亦可利用巖石坡面挖槽。急流槽基礎(chǔ)必須穩(wěn)固，端部及槽身每隔2～5m在槽底設(shè)耳墻埋入地面以下[4]。

3.3 斜坡防護(hù) 風(fēng)電場(chǎng)道路邊坡按主體設(shè)計(jì)已經(jīng)能達(dá)到穩(wěn)定，為收縮坡腳，需要對(duì)坡腳采取擋墻攔擋。目前常用擋墻型式有石籠網(wǎng)擋墻、漿砌石擋墻和植生袋擋墻。其中，石籠網(wǎng)擋墻適用于有塊石分布的坡腳位置，漿砌石擋墻適用于路基沖刷比較嚴(yán)重路段，植生袋擋墻適用于一般路段。生態(tài)擋墻兼有架構(gòu)性防護(hù)功能和美化生態(tài)環(huán)境的功能，近年來(lái)越來(lái)越多地應(yīng)用在道路工程上。

除坡腳防護(hù)外，坡面防護(hù)更為重要。對(duì)填方路基邊坡，應(yīng)優(yōu)先栽植低矮的灌木及小喬木，并在林下撒播草籽。苗木及草籽種類(lèi)根據(jù)適地適生的原則進(jìn)行選擇，并確定適當(dāng)?shù)闹晷芯唷．?dāng)坡面立地條件不太理想時(shí)，可考慮開(kāi)挖魚(yú)鱗坑客土栽植喬灌，增加蓄水保土能力，并搭配栽植爬山虎類(lèi)爬藤植物，盡可能增加坡面覆蓋度。

由于挖方邊坡較陡，難以直接栽植植物，通常采取噴播植草的防護(hù)措施，局部基巖裸露段采取掛網(wǎng)噴播植草，或在坡腳開(kāi)挖水平溝或修砌種植槽，槽內(nèi)栽植爬藤植物。

運(yùn)行期，場(chǎng)內(nèi)道路路面可適當(dāng)進(jìn)行縮窄，僅保留檢修道路4.0m寬左右，再考慮在縮窄的土路肩上栽植1～2排行道樹(shù)，一般也選用冠幅小的松櫟類(lèi)喬木或灌木，貼地表全部撒播草籽。

植物措施后采用無(wú)紡布苫蓋，苫蓋措施既能保證草籽快速生長(zhǎng)，也能有效防止覆土后邊坡在植被恢復(fù)期間大風(fēng)、降雨等不良環(huán)境條件引起的水土流失。選擇礫石或鋼釘作為防護(hù)網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行固定，并加強(qiáng)管理，確保不被破壞。同時(shí)定期灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證成活率。

4 防護(hù)效果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在采取了正確的水土保持措施后，風(fēng)電場(chǎng)范圍內(nèi)的植被恢復(fù)效果良好，一般1個(gè)雨季周期能達(dá)到80%的覆蓋度，徹底改變場(chǎng)內(nèi)道路荒坡漫漫的現(xiàn)象。排水設(shè)施也能起到比較好的疏導(dǎo)作用，大雨過(guò)后，排水溝及沉砂池內(nèi)有少量泥砂沉積，說(shuō)明對(duì)土的流失起到一定的攔截效果，人工清理后可直接回培在道路邊坡，并重新播種草籽。在坡降較大路段的坡腳排水設(shè)施偶有破損現(xiàn)象，多因徑流淘刷引起。因此，排水設(shè)施的設(shè)計(jì)等級(jí)要相應(yīng)提高，優(yōu)先采用漿砌石襯砌或混凝土現(xiàn)澆。

5 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)道路施工是造成水土流失的主要因素，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目區(qū)的環(huán)境破壞非常嚴(yán)重。在做好前期的表土資源保護(hù)，施工中應(yīng)完善排水設(shè)施，及時(shí)修建坡腳擋墻并進(jìn)行喬灌草的護(hù)坡，必要時(shí)采取工程整地和工程植物綜合護(hù)坡，水土流失才能得到有效控制。若結(jié)合適當(dāng)?shù)沫h(huán)境景觀規(guī)劃，還能形成一片靚麗的風(fēng)景區(qū)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[4]付會(huì)光.公路路基坡面排水實(shí)施策略探討[J].道路工程，2013（07）：59-61. （責(zé)編：徐世紅）