黃土地區(qū)公路建設(shè)中棄土場的選址及與水土保持相結(jié)合的防治措施

姚成文

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司，甘肅 蘭州730030）

俗話說“要想富，先修路”，公路建設(shè)是促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要舉措之一。但是，由于公路是帶狀工程，其“逢山開路，見溝架橋”的填挖特性決定了公路建設(shè)會對項(xiàng)目所在地區(qū)的地形、地貌及生態(tài)產(chǎn)生巨大的影響，尤其是西北黃土地區(qū)植被較少，生態(tài)脆弱，路基開挖會產(chǎn)生大量的廢方，如何結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的地形、地貌，合理的設(shè)置棄土場，并對棄土場提出切實(shí)可行的水土保持綜合防治方案，防止產(chǎn)生水土流失對公路建設(shè)活動至關(guān)重要，是響應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措。

1 棄土場選址的基本原則

棄土場的選址對于棄土場設(shè)計(jì)至關(guān)重要，一個好的棄土場位置對于減少工程造價、最大限度地降低對生態(tài)環(huán)境破壞以及保證棄土場的安全穩(wěn)定具有重要的意義。

棄土場選址應(yīng)避免引發(fā)次生災(zāi)害，避開滑坡、陡坡等極易誘發(fā)工程災(zāi)害的路段，本著少占良田，少破壞植被、少誘發(fā)新的地質(zhì)病害，同時不影響路基安全穩(wěn)定的前提，在路線走廊內(nèi)進(jìn)行棄土。選擇棄土場位置的原則：

（1）在部分溝底縱坡較平緩、匯水量較小且棄土場下游不應(yīng)分布村鎮(zhèn)的天然溝谷地段進(jìn)行集中棄土。

（2）在平緩且經(jīng)濟(jì)效益低的山坡荒地上設(shè)置棄土場，棄土后考慮復(fù)墾；同時做好棄土場的防護(hù)及排水工作，表面應(yīng)進(jìn)行綠化防護(hù)，以恢復(fù)生態(tài)，避免形成新的不良災(zāi)害源及水土流失。

（3）立交的環(huán)形島內(nèi)場地的整平綠化來消化棄方；分離式路基之間盡量填平綠化消化棄方。

（4）棄土場多選在路線以外的沖溝或低凹處，棄土場依地形合理堆放，并碾壓整平。沖溝棄土應(yīng)沿沖溝縱向堆土，嚴(yán)禁棄土場堵塞涵洞、通道進(jìn)出口，棄土場頂面設(shè)置了排水溝排除表面匯水，坡腳采用擋土墻防護(hù)，防止水土流失。

（5）棄土場應(yīng)先擋后棄，棄土堆棄時應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范自下而上分層填筑并攤平碾壓。為提高棄土堆的穩(wěn)定性，棄土場要求棄土每1m厚度進(jìn)行一次壓實(shí)，壓實(shí)度不小于80%，路基上游壓實(shí)度不小于85%。

（6）棄土場棄土前應(yīng)首先勘探現(xiàn)場地形、地貌，不能影響下游居民、牲畜等的生命安全，棄土場首先應(yīng)進(jìn)行清除表土，對于地面縱坡大于15%時，應(yīng)開挖臺階，臺階寬2m，向內(nèi)4%的橫坡，以保證棄土場穩(wěn)定。

（7）合理設(shè)置棄土場位置、合理控制棄土運(yùn)距對降低工程造價起到至關(guān)重要的作用，運(yùn)距最大不宜超過5公里，平均運(yùn)距控制在2公里以內(nèi)。

（8）棄土場選址應(yīng)征得當(dāng)?shù)厮！h(huán)保、文物、國土等相關(guān)部門的同意，避免在水源地、自然保護(hù)區(qū)等地設(shè)置棄土場，防止因不符合相關(guān)部門的要求而導(dǎo)致后期環(huán)保、水保及安全評價等驗(yàn)收無法通過。

（9）棄土場選址時應(yīng)注意盡量避開棄土場內(nèi)的不良地質(zhì)及特殊性巖土，尤其是滑坡、黃土陷穴等病害。

本文以甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院股份有限公司承擔(dān)設(shè)計(jì)的G341線環(huán)縣（二十里溝口）至車路崾峴（甘寧界）公路建設(shè)項(xiàng)目為背景進(jìn)行說明，設(shè)計(jì)時速80km/h，主線整體式路基寬度25.5m，分離式路基寬度12.75m，采用雙向四車道一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，路線全長78.8km。項(xiàng)目地處慶陽市環(huán)縣，區(qū)內(nèi)丘陵起伏，溝壑縱橫，地形支離破碎，溝谷縱橫交錯，下切深度大，天然溝道密度大，兩側(cè)溝坡陡峭，并常形成黃土陡坎，水土流失嚴(yán)重。屬于典型的黃土地貌。

本項(xiàng)目由于受項(xiàng)目地形影響，填挖不平衡，導(dǎo)致廢方較多，棄方總量為1818萬方，根據(jù)沿線黃土沖溝等地形地貌靈活、合理地設(shè)置了棄土場21處。以下就棄土場的位置選取及防、排水的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了總結(jié)和分析，方便今后大家對黃土地區(qū)棄土場設(shè)計(jì)進(jìn)行參考。

由于項(xiàng)目位于山區(qū)，兩山夾一溝的地形，路線沿溝側(cè)臺地布設(shè)，沒有較為合理的棄土場位置，但調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，沿線小型沖溝密集分布，雖然絕大部分橫跨路線兩側(cè)，但溝底縱坡較小，溝道岸坡直立，上游匯水面積亦較小，可作為棄土場的理想用地。同時，該沖溝邊坡裸露，植被稀少，在重力、雨水作用下存在岸坡繼續(xù)坍塌的可能性，水土流失問題嚴(yán)重。但結(jié)合項(xiàng)目設(shè)置棄土場后可緩解水土流失，做到了既消化了棄土，又減少了水土流失的效果。如圖1所示，以8號棄土場的選址進(jìn)行說明，根據(jù)現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)該沖溝位于路線兩側(cè)，路線上游溝道長250m，溝深18～30m不等，溝底縱坡小于5%，設(shè)計(jì)中結(jié)合該地形設(shè)置了棄土場，該棄土場占地21畝，設(shè)計(jì)棄土方量30.2萬方。

圖1

該棄土場的選址結(jié)合地形靈活設(shè)置，既避免了集中棄土增加運(yùn)距，減少了工程造價，同時減少了路基上游黃土沖溝內(nèi)雨水繼續(xù)沖刷溝底、溝壁坍塌等引起的水土流失問題，最大限度地保護(hù)了兩岸的耕地及當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。同時設(shè)置的棄土場也可進(jìn)行耕種，增加當(dāng)?shù)氐母刭Y源，變廢為寶，從而使本項(xiàng)目對環(huán)境影響降到最小。

2 黃土地區(qū)公路建設(shè)中棄土場水土流失的防治

水土流失是指在水力、風(fēng)力、重力及凍融等自然營力和人類活動作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，從侵蝕動力方面區(qū)分，水土流失類型可分為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕、植物侵蝕及化學(xué)侵蝕等。黃土地區(qū)棄土場的水土流失類型主要是水力侵蝕。

攔渣墻、控制渣土體邊坡坡度、排水工程、復(fù)墾綠化設(shè)施都是公路建設(shè)期間保證棄土場穩(wěn)定、減少水土流失的有效方法。

圖2

攔渣墻：為了保證棄土場的安全穩(wěn)定，同時為了防止棄土后雨水沖刷造成水土流失，棄土場的最低端坡腳處需要設(shè)置擋渣墻，提高坡腳的穩(wěn)定性，防止渣體滑動及水力掏蝕造成的水土流失，棄渣場的擋渣墻需要根據(jù)實(shí)際情況靈活的選擇防護(hù)方法，考慮到黃土地區(qū)公路沿線多以土方為主，可以使用漿砌石等材料，因?yàn)榇祟惒牧戏€(wěn)定性強(qiáng)，可以提高坡腳的穩(wěn)定性。

控制渣土體邊坡坡度：在公路建設(shè)過程中，需要結(jié)合現(xiàn)場情況靈活地選擇棄渣方式，防止因設(shè)置方式不當(dāng)出現(xiàn)水土流失等問題，需要規(guī)避棄土場出現(xiàn)高陡邊坡。由于項(xiàng)目區(qū)位于西北干旱地區(qū)，年降雨量偏少，綜合考慮棄土場的邊坡穩(wěn)定性及坡面綠化的成活率，棄渣土體邊坡坡度比例設(shè)置方式必須合理，否則后期綠化成活率低，植被稀少，水土流失將會特別嚴(yán)重，綜合考慮后將其坡率設(shè)為1:2。

排水工程：排水工程是黃土地區(qū)公路建設(shè)中最為重要的一項(xiàng)內(nèi)容，因排水設(shè)置不完善導(dǎo)致路基不均勻沉降、陷穴等路基病害是黃土地區(qū)公路最重要的成因。因此必須重視排水設(shè)計(jì)工作，棄土場也不例外。在棄土場上游及兩側(cè)與原狀土交界面應(yīng)修建環(huán)形截水溝，排入涵洞，引離路基。為了防止涵洞出水口沖刷形成坑洞，產(chǎn)生公路病害，引起水土流失，涵洞出水口須經(jīng)消力池消力后再排入自然溝道中，減少水土流失。由于在路基上游沖溝內(nèi)設(shè)置了棄土場，導(dǎo)致上游地面標(biāo)高抬高，故該處的涵洞需要設(shè)置高位涵洞，同時為了防止填方路基后期不均勻沉降導(dǎo)致涵洞發(fā)生病害，涵洞需設(shè)置在側(cè)壁的原狀土上。在棄土場的每級臺階都應(yīng)該修建排水溝（橫向），這樣坡面的徑流可以在一處匯集并進(jìn)入棄土場兩側(cè)的排水溝中。排水溝采用現(xiàn)澆混凝土澆筑，截面寬度需要按照棄土場周圍匯水的面積設(shè)定，截水溝與排水溝的邊坡坡度設(shè)為1:1。

復(fù)墾綠化措施：棄土完成后水土保持最重要的措施就是恢復(fù)植被，需要進(jìn)行復(fù)墾綠化的恢復(fù)工作。首先應(yīng)進(jìn)行棄土場表面的平整，然后將早期棄土場清除的表層腐殖土覆蓋到棄土場表面，厚度30cm～50cm為宜，棄土場設(shè)計(jì)過程中采用了1.5* 1.5m混凝土菱形網(wǎng)格框進(jìn)行土層固化，防止植被未恢復(fù)期間，雨水匯流掏蝕表面造成水土流失。網(wǎng)格內(nèi)植樹及撒草籽綠化，為保證成活率，前期應(yīng)根據(jù)天氣情況進(jìn)行合理的灑水澆灌，滿足草籽及幼苗生長需要，最大限度地減少水土流失。

3 結(jié)束語

黃土地區(qū)地形起伏破碎、溝多坡陡、植被覆蓋率低等，此類狀況的存在容易引發(fā)土體崩塌、山體滑坡、水土流失等自然災(zāi)害，影響到公路通行及當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，為了解決相關(guān)問題必須關(guān)注公路棄土場的選址及水土保持工作，發(fā)現(xiàn)生態(tài)建設(shè)與工程建設(shè)兩者間的聯(lián)系，結(jié)合實(shí)際情況采用科學(xué)的手段，將公路施工對工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成的影響降至最低，完成水土流失防治工作。本文分析了黃土高原地質(zhì)情況下公路棄土場的選址及水土流失防治的方式，提高了地方生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。