高速公路施工臨時(shí)占地水土保持分析

劉 坤，王 雪

(1.棗莊市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 棗莊 277100；2. 水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

高速公路為專供汽車分向行駛、分車道行駛，全部控制出入的多車道公路[1]。高速公路作為基礎(chǔ)的交通設(shè)施，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重要的影響作用，合理建設(shè)高速公路對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域合理布局、改善交通出行、提高生活水平等諸多方面都帶來(lái)了巨大影響。

截至2018年底，我國(guó)高速公路總里程已達(dá)13.79萬(wàn)km，里程規(guī)模居世界第一[2]。根據(jù)《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃(2013—2030 年)》，規(guī)劃至2030年，全國(guó)高速公路要達(dá)到40.6萬(wàn)km，占總規(guī)劃里程的7%左右。

高速公路作為線性工程，由于工程的特殊性，永久占地范圍內(nèi)無(wú)法滿足各項(xiàng)施工內(nèi)容的開(kāi)展，因此在建設(shè)過(guò)程中需要占用大量的臨時(shí)用地來(lái)布設(shè)施工臨時(shí)設(shè)施。

臨時(shí)設(shè)施作為公路建設(shè)輔助工程，其占地在施工結(jié)束后一般要恢復(fù)原地貌交還地方。但工程建設(shè)對(duì)臨時(shí)用地的破壞強(qiáng)度較大，如若不及時(shí)開(kāi)展各項(xiàng)水土保持工作，會(huì)造成大量的水土流失，對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響，不利于后期土地恢復(fù)利用[3]。

在分析高速公路臨時(shí)占地組成的基礎(chǔ)上，對(duì)臨時(shí)占地進(jìn)行分類并分析其水土流失特點(diǎn)，提出了臨時(shí)占地的水土保持措施布置要點(diǎn)，為高速公路及其他大型建設(shè)項(xiàng)目臨時(shí)用地水土保持工作提供參考。

1 高速公路施工臨時(shí)占地組成

針對(duì)高速公路工程，臨時(shí)占地主要包括施工項(xiàng)目部、筑路材料加工場(chǎng)地、建構(gòu)筑物加工場(chǎng)地、臨時(shí)堆土堆料場(chǎng)地、施工便道、取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)等內(nèi)容。

施工項(xiàng)目部為工程建設(shè)管理區(qū)域，包括辦公區(qū)、生活區(qū)，主要建設(shè)內(nèi)容為臨時(shí)板房、廣場(chǎng)和必要水、電、交通等土建工程。施工項(xiàng)目部一般分標(biāo)段設(shè)置，布設(shè)在路基工程一側(cè)，也可結(jié)合公路管理站、服務(wù)站等設(shè)施布設(shè)。

筑路材料加工場(chǎng)地主要包括各類拌合站、攪拌站、材料堆放場(chǎng)地等設(shè)施，主要建設(shè)內(nèi)容為攪拌站作業(yè)平臺(tái)、儲(chǔ)料罐基礎(chǔ)、材料倉(cāng)庫(kù)(雨棚)、硬化廣場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)用房等。一般布置在路基工程一側(cè)，對(duì)外交通運(yùn)輸便利區(qū)域。

建構(gòu)筑物加工場(chǎng)地主要包括鋼筋加工場(chǎng)、制梁場(chǎng)、混凝土預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)等設(shè)施。主要建設(shè)內(nèi)容為各類機(jī)械臺(tái)座、龍門吊及軌道、簡(jiǎn)易廠房、硬化廣場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)用房等。

臨時(shí)堆土堆料場(chǎng)，主要堆放路基回填土方、筑路材料和表土，一般布設(shè)在路基工程一側(cè)，分段布設(shè)。

施工便道包括縱向施工便道和橫向施工便道2個(gè)部分。縱向施工便道一般布置在路基一側(cè)，用于施工期車輛行走和材料運(yùn)輸；橫向施工便道主要連接施工場(chǎng)地和各類料場(chǎng)、取棄土場(chǎng)，一般在利用現(xiàn)狀道路的基礎(chǔ)上布設(shè)連接線。根據(jù)實(shí)際情況，施工便道路面一般為土質(zhì)路面、碎石路面和混凝土路面3種情況。

取土場(chǎng)主要為路基填筑提供合格土料，棄土場(chǎng)主要堆放工程建設(shè)棄土棄渣，取土場(chǎng)和棄土場(chǎng)可一起布置。取、棄土場(chǎng)一般布設(shè)在公路視線以外的合適區(qū)域。

在高速公路建設(shè)過(guò)程中，根據(jù)項(xiàng)目布置和施工時(shí)序的安排，部分臨時(shí)設(shè)施可按照“永臨結(jié)合”的原則布設(shè)在永久占地范圍內(nèi)，以達(dá)到節(jié)約用地的目的，比如施工項(xiàng)目部可布設(shè)在高速公路管理站區(qū)域、堆料場(chǎng)可布設(shè)在立交工程環(huán)島內(nèi)部、縱向施工便道可利用路基一側(cè)綠化帶范圍。

2 高速公路臨時(shí)占地的分類

由于高速公路工程具有線性布置、施工時(shí)間長(zhǎng)、沿線地貌類型多樣等特點(diǎn)，導(dǎo)致臨時(shí)占地分散、面積較大且用途多樣，為便于臨時(shí)占地水土保持措施布設(shè)、施工管理和后期恢復(fù)，工程臨時(shí)占地可按照以下3個(gè)方面進(jìn)行分類，見(jiàn)表1。

2.1 按照功能分類

高速公路工程施工臨時(shí)設(shè)施的主要功能有3種，即生產(chǎn)生活功能(辦公生活區(qū)域、生產(chǎn)加工區(qū)域)、交通功能(施工便道)、取棄土功能(取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)、臨時(shí)堆土)。

水土保持方案為便于措施布設(shè)，一般按照施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道區(qū)、取土場(chǎng)區(qū)、棄土場(chǎng)區(qū)、臨時(shí)堆土區(qū)對(duì)臨時(shí)設(shè)施占地進(jìn)行分區(qū)。

2.2 按照地表擾動(dòng)形式分類

根據(jù)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失監(jiān)測(cè)對(duì)象概化指標(biāo)研究[4]，在臨時(shí)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中，其擾動(dòng)地表的形式基本上只有4種，即開(kāi)挖(如取土)、堆積(如棄土、堆土)、碾壓(非硬化施工道路)、硬化(如硬化施工便道、施工場(chǎng)地)。

各類擾動(dòng)往往同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)區(qū)域的不同時(shí)段，以主要擾動(dòng)方式進(jìn)行劃分。如施工便道，其擾動(dòng)形式包含了開(kāi)挖、填筑和碾壓，但貫穿整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)周期，以碾壓為主。

2.3 按照恢復(fù)利用方向分類

臨時(shí)設(shè)施在施工結(jié)束后根據(jù)后期利用方向可分為利用型和恢復(fù)型。利用型指臨時(shí)設(shè)施不再拆除，改建后繼續(xù)利用，如施工便道可作為生產(chǎn)道路利用，大型拌合站、加工廠可根據(jù)規(guī)劃為周邊建設(shè)項(xiàng)目繼續(xù)服務(wù)。恢復(fù)型指施工結(jié)束后，臨時(shí)建筑拆除，恢復(fù)為原土地利用類型，或者進(jìn)一步進(jìn)行土地復(fù)墾，恢復(fù)為耕地[5]。

臨時(shí)占地的恢復(fù)利用方向要綜合考慮占地前的利用方式、項(xiàng)目周邊環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，優(yōu)先恢復(fù)原地貌。但鑒于大型臨時(shí)設(shè)施用地的特殊性，對(duì)確實(shí)不適宜恢復(fù)的，也不應(yīng)局限于原貌復(fù)墾，可依法作為建設(shè)用地繼續(xù)利用。

3 高速公路臨時(shí)占地水土流失特點(diǎn)

3.1 水土流失環(huán)境復(fù)雜

高速公路臨時(shí)占地的水土流失是以施工建設(shè)活動(dòng)為主要外營(yíng)力的一種特殊水土流失形式[6]，不同于自然狀態(tài)下原地貌的水土流失，由于各區(qū)域施工對(duì)象的不同、施工形式的多樣，其水土流失環(huán)境也各不相同。臨時(shí)占地的水土流失環(huán)境主要包括擾動(dòng)形式、水土流失對(duì)象、侵蝕類型[7]。擾動(dòng)地表形式主要為碾壓、硬化、開(kāi)挖、堆積；水土流失對(duì)象主要指發(fā)生水土流失的主要區(qū)域，一般是人工裸露地表、人為邊坡、松散堆積體。侵蝕外營(yíng)力則根據(jù)所在的自然環(huán)境特點(diǎn)，一般主要為水力侵蝕、重力侵蝕、風(fēng)力侵蝕和混合侵蝕等[8]。

表1 高速公路工程臨時(shí)占地的組成與分類

施工生產(chǎn)生活區(qū)和硬化施工便道主要擾動(dòng)形式是硬化，水土流失主要發(fā)生在施工準(zhǔn)備期和自然恢復(fù)期，侵蝕對(duì)象以臨時(shí)建筑形成的裸露地表為主，侵蝕類型主要為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕。

土質(zhì)施工便道的擾動(dòng)形式則是碾壓，水土流失貫穿整個(gè)建設(shè)期，侵蝕對(duì)象以臨時(shí)道路路面、邊坡為主，侵蝕類型主要為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕。

取土場(chǎng)主要擾動(dòng)形式為開(kāi)挖，水土流失貫穿整個(gè)取土過(guò)程，侵蝕對(duì)象主要為人工開(kāi)挖邊坡，侵蝕類型主要為水力侵蝕、重力侵蝕。

棄土場(chǎng)和臨時(shí)堆土區(qū)擾動(dòng)形式為人工堆土，水土流失貫穿整個(gè)施工過(guò)程，侵蝕對(duì)象主要為堆積體邊坡，侵蝕類型主要為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕和重力侵蝕。

在各防治分區(qū)中，以棄土場(chǎng)和臨時(shí)堆土區(qū)的人工堆積體水土流失程度和強(qiáng)度最大，其次是取土場(chǎng)開(kāi)挖邊坡和土質(zhì)施工便道，硬化施工生產(chǎn)生活區(qū)和施工便道造成的水土流失強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前兩者。

3.2 水土流失時(shí)空分布分散

3.2.1空間分布

高速公路呈線性布局，其臨時(shí)設(shè)施在空間布置上也沿著高速公路兩側(cè)呈離散型布置，既有“點(diǎn)狀”臨時(shí)工程，也有“線性”臨時(shí)工程。同時(shí)，臨時(shí)設(shè)施也根據(jù)選址距離主體工程的遠(yuǎn)近分為“顯性”工程和“隱性”工程。

施工生產(chǎn)生活區(qū)和臨時(shí)堆土點(diǎn)一般呈點(diǎn)狀布置在公路兩側(cè)，部分設(shè)施可布設(shè)在永久占地范圍內(nèi)，作為工程對(duì)外形象區(qū)域，水土流失控制一般較好；取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)一般布置在高速公路視線以外區(qū)域，位置隱蔽且選址具有一定特殊性，該區(qū)域擾動(dòng)劇烈，土方開(kāi)挖堆置數(shù)量大，水土流失防治難度較大；縱向施工便道一般布置在道路一側(cè)，其水土保持工作可與主體結(jié)合同步布置；橫向施工便道，特別是連通取、棄土場(chǎng)道路由于位置較遠(yuǎn)，且施工車輛碾壓頻繁，水土流失嚴(yán)重且防治難度較大。

3.2.2時(shí)間分布

由于各項(xiàng)臨時(shí)設(shè)施主導(dǎo)功能、建設(shè)方式和后續(xù)恢復(fù)方向不同，其水土流失在時(shí)間上也存在差異。

施工生產(chǎn)生活區(qū)主要是臨時(shí)建筑和硬化場(chǎng)地，其水土流失主要發(fā)生在施工準(zhǔn)備期；施工道路根據(jù)硬化形式，一般水泥路面和碎石路面發(fā)生在施工準(zhǔn)備期，土質(zhì)路面持續(xù)整個(gè)施工階段；取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)和臨時(shí)堆土區(qū)的水土流失則持續(xù)整個(gè)取棄土階段。自然恢復(fù)期的水土流失則根據(jù)各區(qū)恢復(fù)利用方向不盡相同，一般繼續(xù)利用的生產(chǎn)生活區(qū)和硬化的施工便道不再新增水土流失，恢復(fù)原地貌的區(qū)域則根據(jù)植被恢復(fù)情況，水土流失會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。

3.3 水土流失危害多樣

由于臨時(shí)占地的臨時(shí)屬性，其水土保持工作往往被忽視，水土保持措施常常得不到有效落實(shí)，水土流失問(wèn)題較多，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面，見(jiàn)表2。

(1)松散堆積體危害。取、棄土場(chǎng)位置偏遠(yuǎn)，且開(kāi)挖量、堆土量較大，原地貌擾動(dòng)劇烈，在水力作用下將發(fā)生嚴(yán)重的坡面沖刷，在水力、重力綜合作用下極易形成滑坡、泥石流，直接威脅下游沿線生產(chǎn)生活安全。

(2)硬化地表危害。施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道硬化面積大、硬化厚度厚、各類臨時(shí)建筑物較多，后期恢復(fù)利用困難。且大量的硬化地表破壞了自然狀態(tài)下地表徑流環(huán)境，加劇了周邊區(qū)域的水力侵蝕強(qiáng)度。拌合站、堆料區(qū)的初期雨水污染較重，破壞周邊水體水質(zhì)。

(3)擾動(dòng)頻繁危害。土質(zhì)施工便道的頻繁碾壓，臨時(shí)堆土點(diǎn)土方頻繁倒運(yùn)，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，不利于植被恢復(fù)，加劇水土流失，大風(fēng)大雨情況下對(duì)周邊環(huán)境影響較大。由于施工頻繁破壞，導(dǎo)致防護(hù)措施布設(shè)困難，維持時(shí)間較短，水土保持措施效果不明顯。

表2 高速公路工程臨時(shí)占地的水土流失特點(diǎn)分析

4 高速公路臨時(shí)占地水土保持措施布置

4.1 臨時(shí)占地水土保持措施布置技術(shù)路線

鑒于高速公路工程臨時(shí)占地的特殊性，臨時(shí)占地的水土保持措施布設(shè)應(yīng)根據(jù)自身水土流失特點(diǎn)，按照因地制宜、因害設(shè)防、綜合利用的原則，最大限度地控制臨時(shí)占地水土流失。

高速公路工程臨時(shí)占地的水土保持措施布設(shè)應(yīng)首先明確各區(qū)域的場(chǎng)地條件、臨時(shí)占地功能、主要擾動(dòng)形式和后期恢復(fù)利用方向；在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析各區(qū)域水土流失特點(diǎn)，特別要明確水土流失主要發(fā)生的對(duì)象、時(shí)段和危害；最終根據(jù)調(diào)查分析的結(jié)果，針對(duì)各區(qū)域水土流失特點(diǎn)布設(shè)相應(yīng)防治措施，形成較為完整且具有可操作性的水土保持措施布置方案，并在實(shí)施過(guò)程中進(jìn)一步優(yōu)化、完善。具體技術(shù)路線如圖1所示。

4.2 分區(qū)水土保持措施布置要點(diǎn)

(1)施工生產(chǎn)生活區(qū)。開(kāi)工建設(shè)前，剝離并保護(hù)表土資源，用于后期恢復(fù)；最大限度的減少硬化面積，在辦公區(qū)、生活區(qū)和小型車輛停車區(qū)布設(shè)透水磚植草磚；布設(shè)雨水排水及雨水集蓄利用措施，減少?gòu)搅鲗?duì)周邊未硬化區(qū)域沖刷，收集場(chǎng)地內(nèi)雨水，凈化處理后綜合利用；施工結(jié)束后，根據(jù)后期恢復(fù)利用方向進(jìn)行土地整治，妥善處理拆遷建筑垃圾；可考慮臨時(shí)性綠化，美化環(huán)境，維持表土肥力；做好防塵網(wǎng)苫蓋，避免長(zhǎng)時(shí)間裸露。

(2)施工便道區(qū)。剝離并保護(hù)表土資源，用于后期恢復(fù)；根據(jù)后期恢復(fù)利用方向，按照“永臨結(jié)合”的原則布設(shè)排水溝，并做好沉沙、順接措施，路基邊坡布設(shè)臨時(shí)集流槽；碾壓頻繁的路面可布設(shè)為碎石路面，碾壓頻次較低的路面可布設(shè)土工布、棕櫚纖維墊等臨時(shí)覆蓋措施；臨時(shí)道路路基邊坡布設(shè)臨時(shí)覆蓋措施；有條件的區(qū)域可布設(shè)灑水抑塵設(shè)施。

(3)取土場(chǎng)區(qū)。取土前，剝離并保護(hù)表土，用于后期恢復(fù)；取土場(chǎng)四周及坡腳布設(shè)截排水溝，并做好沉沙、順接措施；取土結(jié)束后，回填表土，根據(jù)利用方向進(jìn)行復(fù)耕或栽植喬灌草；取土邊坡優(yōu)先考慮植物護(hù)坡。

(4)棄土場(chǎng)區(qū)。棄土前，剝離并保護(hù)表土，用于后期恢復(fù)；按照“先攔后棄”的原則，提前布設(shè)擋墻；坡腳及渣場(chǎng)四周布設(shè)截排水溝，并做好沉沙、順接措施；棄土結(jié)束后，平臺(tái)頂部根據(jù)利用方向進(jìn)行復(fù)耕或栽植喬灌草；棄土邊坡優(yōu)先考慮植物護(hù)坡；棄土平臺(tái)頂部布設(shè)縱橫向排水溝[9]。

(5)臨時(shí)堆土區(qū)。提前劃定臨時(shí)堆土場(chǎng)地，四周布設(shè)臨時(shí)攔擋和截排水措施；表土和工程回填土分開(kāi)堆放；布設(shè)臨時(shí)覆蓋措施，并根據(jù)施工情況及時(shí)補(bǔ)充、修復(fù)，最大限度減少裸露面積和裸露時(shí)間；堆放時(shí)間較長(zhǎng)的表土可進(jìn)行臨時(shí)綠化，以恢復(fù)性撒播草籽綠化為主；施工結(jié)束后，盡快整地恢復(fù)。

圖1 高速公路工程臨時(shí)占地水土保持措施布置技術(shù)路線

5 結(jié)語(yǔ)

(1)在高速公路建設(shè)過(guò)程中，臨時(shí)設(shè)施是工程建設(shè)的重要組成部分，臨時(shí)占地導(dǎo)致的水土流失問(wèn)題不能忽略。

(2)臨時(shí)占地的水土保持措施布置要結(jié)合工程特點(diǎn)和區(qū)域環(huán)境， 因地制宜，因害設(shè)防，充分考慮后期恢復(fù)與利用方向，最大限度的減少擾動(dòng)土地。

(3)由于臨時(shí)占地的臨時(shí)性，為水土保持監(jiān)測(cè)、驗(yàn)收工作帶來(lái)了較大困難，需要結(jié)合具體案例進(jìn)一步分析研究。

(4)我國(guó)幅員遼闊，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速、高鐵、輸變電、供水、輸油輸氣等各類長(zhǎng)距離線性工程陸續(xù)開(kāi)展規(guī)劃與建設(shè)，其臨時(shí)設(shè)施的布置與水土流失特點(diǎn)不盡相同，需要針對(duì)具體項(xiàng)目開(kāi)展專項(xiàng)研究。