某公路工程水土保持措施與效益分析

王保定,蔡勛星，雷明琴，王勤

(1.南陽市水土保持監(jiān)測(cè)站,河南 南陽 473000；2.南陽市白河橡膠壩管理處,河南 南陽 473000；3.洛寧縣洛北渠道管理所，河南 洛寧 471700；4.新蔡縣水利局，河南 新蔡 463500)

1 引言

在生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中，人們不可避免地存在對(duì)土地不合理的利用、破壞地面植被和穩(wěn)定的地形等問題,如開礦、修路等基本建設(shè)不注意水土保持，破壞了地面植被和穩(wěn)定的地形，有些還將廢土棄石隨意傾倒，造成大量新的水土流失。為解決這些問題，按照《中國水土保持法》的要求，生產(chǎn)建設(shè)單位編制水土保持治理方案，合理布設(shè)水土保持防治措施。以澠池至淅川高速公路淅川互通式立交(北)連接線道路工程為例，分析在公路工程建設(shè)中水土保持措施的應(yīng)用及成效。

2 項(xiàng)目概況

澠池至淅川高速公路淅川互通立交(北)連接線道路工程位于河南省南陽市淅川縣上集鎮(zhèn)及毛堂鄉(xiāng)境內(nèi)，項(xiàng)目起點(diǎn)位于淅川縣現(xiàn)狀釩礦大橋東側(cè)G208與渠首大道平交口處，起點(diǎn)樁號(hào)K1+788.40；終點(diǎn)位于淅川縣毛堂鄉(xiāng)，與現(xiàn)狀G208順接，終點(diǎn)樁號(hào)K5+269.09。項(xiàng)目路線全長(zhǎng)3.48 km，路面采用瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)公路等級(jí)為一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度50～80 km/h。全線設(shè)有橋梁3座，全部為新建，分別為：礬礦大橋長(zhǎng)288 m，下河中橋長(zhǎng)57.08 m，礬礦大渠小橋長(zhǎng)18.04 m。涵洞3道，平面交叉25處。

項(xiàng)目由路基工程、橋涵工程、施工便道和施工生產(chǎn)生活區(qū)4部分組成?？偼诜搅?0.09萬m3，總填方量13.13萬m3，棄方36.96萬m3，棄方全部用于河南省淅川縣移民大橋工程路基填筑，土方實(shí)現(xiàn)綜合利用。工程總占地面積25.36 hm2，其中永久占地24.11 hm2，臨時(shí)占地1.25 hm2。

3 水土流失分析與預(yù)測(cè)

3.1 水土流失現(xiàn)狀

該項(xiàng)目區(qū)位于西南紫色土區(qū)—秦巴山山地區(qū)—丹江口水庫周邊山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。依據(jù)《全國第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查圖》，結(jié)合外業(yè)實(shí)地調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕類型為水力侵蝕，侵蝕形式主要有濺蝕、面蝕和溝蝕，以輕度水力侵蝕為主。平均土壤侵蝕模數(shù)為1 200 t/(km2·a)。根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃國家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)復(fù)核劃分成果》，按照《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定，項(xiàng)目區(qū)水土流失防治執(zhí)行西南紫色土區(qū)水土流失防治一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 水土流失預(yù)測(cè)

澠池至淅川高速公路淅川互通立交(北)連接線道路工程建設(shè)造成的水土流失危害主要是加劇項(xiàng)目及周邊地區(qū)的水土流失，對(duì)周邊水土資源和生態(tài)環(huán)境的影響，對(duì)下游河(溝、渠)道及防洪的影響。經(jīng)預(yù)測(cè)，工程施工期擾動(dòng)原地貌、破壞地表及植被面積總計(jì)24.97 hm2；經(jīng)土石方平衡分析計(jì)算，工程挖填平衡后，需棄方36.96萬m3，棄方全部用于河南省淅川縣移民大橋工程；工程建設(shè)擾動(dòng)地貌后可能造成土壤流失總量2 400.02 t，新增土壤流失總量1 630.70 t，其中施工期新增1 332.54 t，自然恢復(fù)期新增298.16 t；水土流失重點(diǎn)防治時(shí)段為施工期，重點(diǎn)防治部位為路基工程。

4 水土保持措施合理應(yīng)用

4.1 合理劃分防治分區(qū)，開展分區(qū)防治

按照防治區(qū)劃分原則，將澠池至淅川高速公路淅川互通立交(北)連接線道路工程劃分為4個(gè)防治分區(qū)，即路基工程防治區(qū)、橋涵工程防治區(qū)、施工便道防治區(qū)和施工生產(chǎn)生活區(qū)防治區(qū)。

4.2 建立科學(xué)完整的防治體系

按照“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、防治結(jié)合、先攔后棄”的原則，在分析評(píng)價(jià)主體工程中具有水土保持功能措施的基礎(chǔ)上，針對(duì)工程建設(shè)引發(fā)水土流失及其危害程度，結(jié)合同類項(xiàng)目的水土保持經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同分區(qū)采取不同的具體防護(hù)措施。

路基工程防治區(qū)：施工時(shí)先剝離表土，集中堆放，并采取臨時(shí)防護(hù)措施；路基邊坡施工裸露面采用防塵網(wǎng)覆蓋；施工后期路基一般挖方路段才設(shè)置漿砌石梯形排水溝，路基一般填方路段設(shè)置矩形蓋板排水溝，深挖路段塹頂設(shè)截水溝、平臺(tái)排水溝，在路基邊坡設(shè)置急流槽；路基邊坡采取植草防護(hù)或拱形骨架+植草防護(hù)，施工結(jié)束后利用剝離的表土對(duì)中央分隔帶、綠化帶、土路肩和人行道進(jìn)行覆土綠化。

橋涵工程防治區(qū)：施工期橋涵區(qū)設(shè)泥漿沉淀池與排水溝；施工結(jié)束后回填沉淀池。

施工便道防治區(qū)：施工時(shí)先剝離表土，轉(zhuǎn)運(yùn)至路基兩側(cè)并臨時(shí)防護(hù)；施工過程中，施工便道設(shè)置臨時(shí)排水溝；施工結(jié)束后，土地整治，表土回覆、復(fù)耕。

施工生產(chǎn)生活區(qū)：施工時(shí)先剝離表土，集中堆放，采取攔擋、覆蓋等臨時(shí)防護(hù)措施；施工過程中，施工場(chǎng)地周邊設(shè)置臨時(shí)土排水溝和沉砂池；施工結(jié)束后土地整治，表土回覆，利用剝離的表土對(duì)區(qū)內(nèi)空閑地進(jìn)行覆土綠化。

4.3 分區(qū)布設(shè)防治措施

在各個(gè)防治分區(qū)，因地制宜、因害設(shè)防地布設(shè)水土保持防治措施，以達(dá)到有效防治水土流失的目的。

對(duì)路基工程防治區(qū)采取的工程措施：根據(jù)對(duì)主體工程設(shè)計(jì)中具有水土保持措施界定，主體設(shè)計(jì)對(duì)路基進(jìn)行了重點(diǎn)防護(hù)并布設(shè)了排水系統(tǒng)，主體設(shè)計(jì)措施：漿砌石拱形骨架植草+灌木護(hù)坡長(zhǎng)888 m，漿砌石梯形排水溝長(zhǎng)1 600 m，矩形蓋板排水溝長(zhǎng)1 515 m，截水溝長(zhǎng)1 120 m，平臺(tái)排水溝長(zhǎng)360 m，急流槽長(zhǎng)598.40 m。方案新增措施：表土剝離7.23 hm2，表土回覆1.45萬m3。植物措施：主體設(shè)計(jì)對(duì)路基邊坡進(jìn)行了重點(diǎn)防護(hù)，工程量有拱形骨架+植草灌護(hù)坡，植草灌0.81 hm2，種植紫穗槐6 460株；植草+灌木護(hù)坡，植草灌1.92 hm2，種植紫穗槐15 313株。方案新增措施：人行道側(cè)分帶、中央分隔帶，種植喬木1 940棵，種植灌木共260 030株。臨時(shí)措施：為防止在施工過程中造成水土流失，在路基開挖時(shí)在路基一側(cè)設(shè)置底寬0.30 m，深0.30 m，邊坡1∶1梯形臨時(shí)排水溝，排水溝長(zhǎng)3 081 m，路基邊坡施工裸露面防塵網(wǎng)覆蓋35 000 m2，袋裝土攔擋長(zhǎng)3 032 m，防塵網(wǎng) 24 000 m2。

橋涵工程防治區(qū)：在新建大中小橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生鉆渣泥漿，為盡可能減少水土流失，在基礎(chǔ)附近布設(shè)5 m×3 m×2 m泥漿沉淀池進(jìn)行泥漿沉淀，內(nèi)側(cè)各面鋪設(shè)塑料布防滲，并用木樁固定，泥漿沉淀池挖方堆放在泥漿沉淀池周圍，施工結(jié)束后及時(shí)回填。方案新增臨時(shí)措施：泥漿沉淀池12個(gè)，擋水土埂長(zhǎng)192 m。

施工便道防治區(qū)：項(xiàng)目施工便道總長(zhǎng)4.22 km，為防止在施工過程中造成水土流失并保護(hù)好表土資源，方案新增工程措施：表土剝離0.26 hm2，土地整治0.26 hm2，表土回覆0.05萬m3。方案新增臨時(shí)措施：土質(zhì)排水溝底寬0.30 m，深0.30 m，坡比為1∶1，土質(zhì)排水溝長(zhǎng)600 m。

對(duì)于施工生產(chǎn)生活區(qū)防治區(qū)，方案新增工程措施：表土剝離0.60 hm2，土地整治0.60 hm2，表土回覆0.12萬m3。方案新增植物措施：空閑地植草綠化0.60 hm2。方案新增臨時(shí)措施：臨時(shí)排水溝長(zhǎng)1 600 m，沉沙池2個(gè)，擋水土埂長(zhǎng)48 m，袋裝土攔擋長(zhǎng)240 m，防塵網(wǎng)覆蓋1 600 m2。

5 水土保持措施效益分析

澠池至淅川高速公路淅川互通立交(北)連接線道路工程社會(huì)效益：在工程建設(shè)過程中，通過采取綠化、復(fù)耕和排水等水土保持措施，公路兩側(cè)路基邊坡無裸露面，周邊區(qū)域得到有效防護(hù)，能有效降低旱、澇等自然災(zāi)害的發(fā)生頻率，減少水土流失，減少下游河道含沙量，延長(zhǎng)公路工程的使用壽命，保障周圍農(nóng)田、村莊居民安全，使項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境得到明顯改善，同時(shí)也將對(duì)當(dāng)?shù)厮帘３止ぷ髌鸬椒e極的促進(jìn)作用。生態(tài)效益：項(xiàng)目位于丹江口庫區(qū)及上游國家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，水土流失防治執(zhí)行西南紫色土區(qū)水土流失防治一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，水土流失防治目標(biāo)為水土流失治理度97%，土壤流失控制比達(dá)到1，渣土防護(hù)率94%，表土保護(hù)率92%，林草植被恢復(fù)率97%，林草覆蓋率25%。

各項(xiàng)水土保持措施實(shí)施后，設(shè)計(jì)水平年可治理水土流失面積11.42 hm2，整治擾動(dòng)土地面積11.31 hm2，林草植被建設(shè)面積7.83 hm2；減少土壤流失量218.99 t。經(jīng)計(jì)算分析，設(shè)計(jì)水平年項(xiàng)目區(qū)水土流失治理度99%，土壤流失控制比達(dá)到1，渣土防護(hù)率達(dá)到96.50%，表土保護(hù)率達(dá)到99.90%，林草植被恢復(fù)率達(dá)到99.70%，林草覆蓋率達(dá)到31.36%，水土保持措施實(shí)施后，水土流失得到有效治理，六項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過防治目標(biāo)值，項(xiàng)目區(qū)的土壤侵蝕強(qiáng)度減少到區(qū)域土壤容許流失強(qiáng)度值以下。

6 結(jié)語

綜上所述，以澠池至淅川高速公路淅川互通式立交(北)連接線道路工程為例，分析了在公路工程建設(shè)中水土保持措施的應(yīng)用及成效，生產(chǎn)建設(shè)單位落實(shí)了水土保持方案設(shè)計(jì)的各項(xiàng)水土保持措施，防治體系完善，措施布局合理，防治效果顯著。