張 凱

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

高速公路是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，它的建設(shè)對(duì)于緩解客貨運(yùn)矛盾、加強(qiáng)區(qū)域間溝通、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的作用。但是，高速公路屬于線性工程，具有路線長、地表擾動(dòng)面積大、土石方挖填量大等特點(diǎn)，在施工過程中，改變地表形態(tài)，破壞地表植被和土壤結(jié)構(gòu)，遇降雨易形成水土流失[1-3]。為保護(hù)和合理利用水土資源，改善生態(tài)環(huán)境，防治工程建設(shè)引起的新增水土流失，根據(jù)《中華人民共和國水土保持法》、《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案管理辦法》等有關(guān)法律法規(guī)的要求，需編制高速公路項(xiàng)目水土保持方案。

1 項(xiàng)目概況及項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 項(xiàng)目概況

太原二環(huán)高速公路東環(huán)段位于太原市陽曲縣、晉中市壽陽縣和晉中市榆次區(qū)境內(nèi)，設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向六車道，路面寬33.5 m，設(shè)計(jì)時(shí)速為100 km/h，路線全長32.32 km，設(shè)特大橋1座，大橋15座，中橋5座，小橋2座，涵洞77道和其他附屬設(shè)施。全線路基工程土石方總量 1 859.81萬 m3，需借方19.28萬m3，棄方307.67萬m3，設(shè)置取土場1處，棄渣場15處。全線高速公路占用土地380.76 hm2，其中永久用地271.42 hm2，臨時(shí)占地109.34 hm2。

1.2 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量445 mm，主要集中在7—9月；沿線地形起伏較大，南北向沖溝發(fā)育，地貌類型屬于土石山區(qū)和黃土丘陵階地區(qū)；路線范圍內(nèi)主要河流為澗河；土壤類型以褐土和草甸土為主，其中褐土主要為淡褐土性土和淡褐土，草甸土主要為淺色草甸土和鹽化淺色草甸土；沿線植被以灌草叢和人工植被為主，主要樹種有松樹、楊樹、柳樹及果樹，林草覆蓋率為25%；高速公路沿線土地利用類型以林地、耕地和草地為主。

2 高速公路項(xiàng)目水土流失影響因素

要想使水保方案突出重點(diǎn)，有針對(duì)性，就必須了解工程的組成和對(duì)水土流失的影響因素。太原二環(huán)高速公路東環(huán)段由路基工程、橋梁工程、交叉工程、取土場、棄渣場、施工便道等組成，容易誘發(fā)水土流失的環(huán)節(jié)主要有路基填筑、開挖，橋梁基礎(chǔ)施工、取土場開挖、棄渣場堆棄廢渣、施工便道修建等。

2.1 路基工程

高速公路路基工程土方挖填量大，引起水土流失也較為嚴(yán)重。尤其在填方路段，路基填料未經(jīng)壓實(shí)，遇降水易形成雨滴擊濺侵蝕，進(jìn)而在地表徑流的作用下形成細(xì)溝侵蝕或面蝕；在挖方路段，由于路基上邊坡的開挖而形成大量裸露的土質(zhì)坡面，在降雨的作用下形成的地表徑流對(duì)路基坡面造成沖刷，產(chǎn)生細(xì)溝侵蝕或面積，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成坍塌或滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

2.2 橋梁工程

橋梁工程水土流失主要發(fā)生在橋臺(tái)及樁基礎(chǔ)施工過程中，由于地表植被和土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，土壤抗蝕力下降，遇降水易形成水土流失，同時(shí)基礎(chǔ)施工會(huì)產(chǎn)生泥漿和鉆渣，若臨時(shí)堆棄不進(jìn)行防護(hù)，也會(huì)產(chǎn)生新的水土流失。

2.3 取土

在取土過程中，不可避免地改變?cè)植康匦?，破壞原地表植被，造成底層土壤裸露，土壤抗蝕力下降，若無植被恢復(fù)和排水措施，在降雨侵蝕力的作用下，將會(huì)產(chǎn)生大量的水土流失。

2.4 棄渣

高速公路棄渣以土石混合體為主，一般堆棄于附近溝道內(nèi)，渣體堆置松散，結(jié)構(gòu)性差，孔隙率大，且堆放溝道上游匯水面積較大，若無合理的攔擋、排水等工程措施和坡面植被防護(hù)措施，遇強(qiáng)降雨產(chǎn)生地表徑流，易形成水土流失，甚至產(chǎn)生護(hù)坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

2.5 施工便道

施工便道施工工藝與路基工程類似，主要影響因素是路基填筑和開挖，但施工便道往往數(shù)量大，且在施工中容易被忽視，缺少防護(hù)措施，容易產(chǎn)生較大的水土流失。

3 水土流失防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)

3.1 防治責(zé)任范圍

防治責(zé)任范圍是指工程建設(shè)行為可能造成水土流失的區(qū)域，也是必須采取有效措施進(jìn)行方案會(huì)的區(qū)域，根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB 50433—2008）的規(guī)定，水土流失防治責(zé)任包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。項(xiàng)目建設(shè)區(qū)按工程永久占地計(jì)，直接影響區(qū)可按《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》中確定，也可參考《水利水電水土保持技術(shù)規(guī)范》中附錄E來確定。

太原二環(huán)高速公路東環(huán)段建設(shè)區(qū)占地380.76 hm2，其中永久用地271.42 hm2，臨時(shí)占地109.34 hm2。經(jīng)計(jì)算，高速公路水土流失防治責(zé)任范圍面積為486.42 hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)380.76 hm2，直接影響區(qū)105.66 hm2。

3.2 防治分區(qū)

防治分區(qū)一般按地形地貌、土壤侵蝕分區(qū)劃分一級(jí)分區(qū)，同時(shí)根據(jù)工程組成劃分二級(jí)分區(qū)，直接影響區(qū)不單獨(dú)劃分防治分區(qū)。

太原二環(huán)高速公路東環(huán)段全線屬于黃土丘陵溝壑區(qū)，根據(jù)高速公路工程布局與施工特點(diǎn)，可劃分為Ⅰ區(qū)（路基工程防治區(qū)）、Ⅱ區(qū)（橋梁工程防治區(qū)）、Ⅲ區(qū)（交叉工程防治區(qū)）、Ⅳ區(qū)（沿線設(shè)施防治區(qū)）、Ⅴ區(qū)（施工生產(chǎn)生活防治區(qū)）、Ⅵ區(qū)（施工便道防治區(qū)）、Ⅶ區(qū)（取土場防治區(qū)）、Ⅷ區(qū)（棄渣場防治區(qū)）等8個(gè)主要分區(qū)。

4 水土流失防治目標(biāo)及防治措施

4.1 防治目標(biāo)

防治目標(biāo)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域的水土流失防治分區(qū)及沿線生態(tài)情況確定。

根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》（GB50434—2008），太原二環(huán)高速公路東環(huán)段水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行建設(shè)類三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

表1 水土流失防治目標(biāo)

4.2 防治措施

根據(jù)高速公路分區(qū)和施工特點(diǎn)，按照水土保持分區(qū)分別進(jìn)行水土保持措施布設(shè)，因地制宜、因害設(shè)防、防治結(jié)合、全面布局、科學(xué)配置，減少原地貌和植被的破壞面積，設(shè)置臨時(shí)性防護(hù)措施，減少施工過程中造成的人為擾動(dòng)，注重與周邊景觀相協(xié)調(diào)。

4.2.1 路基工程防治區(qū)

路基工程主體設(shè)計(jì)中已有護(hù)坡、排水、植被恢復(fù)等水土保持措施，通過分析評(píng)價(jià)，可界定為水土保持措施的，直接納入水土保持方案中的措施體系，主體設(shè)計(jì)中缺少的，水土保持方案將補(bǔ)充臨時(shí)防護(hù)措施，主要包括路基裸露邊坡的臨時(shí)苫蓋措施和高填深挖路段邊坡的臨時(shí)攔擋措施。

4.2.2 橋梁工程防治區(qū)

橋梁工程施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)清運(yùn)建筑垃圾，對(duì)場地進(jìn)行平整，水土保持方案將補(bǔ)充施工結(jié)束后的土地整治措施和擾動(dòng)施工區(qū)域的植被恢復(fù)措施。

4.2.3 交叉工程防治區(qū)

交叉工程主體設(shè)計(jì)中已有護(hù)坡、排水和綠化等水土保持措施，水土保持方案將補(bǔ)充臨時(shí)防護(hù)措施，主要包括裸露邊坡的臨時(shí)苫蓋措施和剝離表土臨時(shí)堆置時(shí)的臨時(shí)攔擋和苫蓋措施。

4.2.4 沿線設(shè)施防治區(qū)

沿線設(shè)施主要是指高速公路服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等設(shè)施，主體設(shè)計(jì)中已有排水、護(hù)坡和綠化等水土保持措施，水土保持方案將補(bǔ)充剝離表土的臨時(shí)防護(hù)措施，主要為裝土編織袋的臨時(shí)攔擋措施和彩條布的臨時(shí)苫蓋措施。

4.2.5 施工生產(chǎn)生活防治區(qū)

高速公路施工生產(chǎn)生活區(qū)主要包括施工營地、施工用地、拌合站和橋梁預(yù)制場等場地，這些場地均為臨時(shí)占地，在施工結(jié)束后應(yīng)恢復(fù)為原土地利用類型。水土保持方案設(shè)計(jì)了工程措施、植被措施和臨時(shí)措施3項(xiàng)措施。工程措施中包括表土剝離措施，即對(duì)臨時(shí)占地原始表土層進(jìn)行剝離，并臨時(shí)堆放，作為后期綠化覆土和復(fù)耕覆土；土地整治措施，即在施工結(jié)束后將擾動(dòng)地表進(jìn)行平整、覆土。植被措施是在施工結(jié)束后，對(duì)原地貌為草地的臨時(shí)占地進(jìn)行灌草結(jié)合的方式綠化。臨時(shí)措施主要包括表土剝離臨時(shí)堆放的臨時(shí)攔擋和苫蓋措施，施工場地周邊的臨時(shí)土質(zhì)排水溝。

4.2.6 施工便道防治區(qū)

水土保持方案在施工便道防治區(qū)設(shè)計(jì)了工程措施、植被措施和臨時(shí)措施3項(xiàng)措施。其中工程措施主要為占用耕地和林地的表土剝離和施工結(jié)束后的土地整治措施；植被措施為原土地利用類型為林地的臨時(shí)占地在施工結(jié)束后，采用喬灌草相結(jié)合的方式進(jìn)行植被恢復(fù)；臨時(shí)措施包括施工便道兩側(cè)的臨時(shí)土質(zhì)排水溝和施工便道邊坡的臨時(shí)防護(hù)措施。

4.2.7 取土場防治區(qū)

水土保持方案在取土場防治區(qū)設(shè)計(jì)了工程措施和植被措施兩項(xiàng)措施。其中工程措施為取土場周邊及平臺(tái)的截排水溝，截水溝水流進(jìn)入溝道時(shí)的消能護(hù)坦，以及施工結(jié)束后的土地整治措施；植物措施主要是在取土場底部采用喬灌草相結(jié)合的方式進(jìn)行植被恢復(fù)，在取土場邊坡采用灌草相結(jié)合的方式進(jìn)行綠化。

4.2.8 棄渣場防治區(qū)

水土保持方案對(duì)于棄渣場的一般設(shè)計(jì)主要為工程措施和植物措施兩項(xiàng)措施。工程措施中設(shè)計(jì)了周邊截水溝和平臺(tái)排水溝，主要計(jì)算參數(shù)包括洪峰流量、徑流系數(shù)、1小時(shí)暴雨量、匯水面積等；設(shè)計(jì)了擋渣墻尺寸，并進(jìn)行了擋渣墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)和地基承載力3項(xiàng)指標(biāo)的驗(yàn)算，同時(shí)設(shè)計(jì)了表土剝離措施和施工結(jié)束后的土地整治措施。植物措施主要包括棄渣場頂面的喬灌草綠化和棄渣場平臺(tái)與邊坡的灌草綠化。

5 結(jié)語

高速公路快速發(fā)展的同時(shí)也帶來了一系列生態(tài)環(huán)境問題，其中水土流失問題已引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。編制科學(xué)、合理、可行的水土保持方案是高速公路水土保持工作的重要前提，也是落實(shí)我國水土保持法的重要舉措[4]。通過水土保持方案的實(shí)施，可以減少或避免因人為因素造成的水土流失，改善周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，防止新的生態(tài)破壞，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)與自然和諧發(fā)展具有十分重要的意義[5]。