付默菡

(錦州市水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 錦州 121000)

施工建設(shè)道路工程時(shí)，原地貌、地形、土壤和植被等自然因素不可避免地會(huì)受到擾動(dòng)、破壞。在我國(guó)公路網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)的時(shí)代背景下，為降低水土流失發(fā)生概率必須加快道路施工時(shí)的水保措施研究。文章以錦州市東出口公路新建工程為例，研究評(píng)價(jià)了水保措施配置及其適宜性，其中對(duì)各項(xiàng)措施利用專家打分法評(píng)判是本研究的創(chuàng)新點(diǎn)所在。因此，通過(guò)數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)可為線性工程水保方案優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，為降低水土流失強(qiáng)度、保證工程安全運(yùn)行及順利實(shí)施提供技術(shù)支持[1-2]。

一般地，呈線狀分布的水電站、電廠、礦山等工程都屬于線性工程的范疇，以地理跨度等情況作為建設(shè)項(xiàng)目劃分標(biāo)準(zhǔn)。線狀工程項(xiàng)目與集中式布局工程相比，通常存在呈現(xiàn)狀分布、分布跨度長(zhǎng)的特點(diǎn)，如輸氣管道、鐵路、道路、輸變電線路等項(xiàng)目。此外，線性工程相對(duì)于其他工程具有沿線取土場(chǎng)多、涉及土方多、線路長(zhǎng)等特征，因存在較大的跨度，線性工程所涉及的地貌類型、地質(zhì)環(huán)境、地形條件也較多。所以，建設(shè)施工時(shí)線路周邊的環(huán)境更易受到線性工程的破壞，并大大降低工程的水保性能[3-5]。本研究結(jié)合實(shí)例工程，闡述了建設(shè)施工線性工程時(shí)所帶來(lái)的水土流失，在此基礎(chǔ)上分析了其危害程度。

1 工程概況

總體上，可以將錦州市東出口公路新建工程分為2段：①主線路線全長(zhǎng)5.1km，全線為一級(jí)公路，樁號(hào)K0+000-K3+600，設(shè)計(jì)速度60km/h，路面寬29.5m，路基寬39.5m；樁號(hào)K3+600-K5+100，設(shè)計(jì)速度80km/h，路面寬26.5m，路基寬27.5m；路面142.513×103m2，大橋105m/1座，小橋70m/2座，涵洞5道，框構(gòu)橋14-2m/1座，鋼護(hù)欄5300m，擋土墻1400m。②102國(guó)道連接線全長(zhǎng)2.5km，一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度80km/h，路面寬度21.5m，路基寬度23.5m；路面52.46×103m2，中橋65m/1座，涵洞4道，鋼護(hù)欄1620m，平面交叉3處。

通過(guò)綜合預(yù)測(cè)分析工程建設(shè)中的水土流失量、分布特點(diǎn)及土壤侵蝕類型，確定建設(shè)區(qū)內(nèi)水土流失以輕度水力侵蝕為主；工程建設(shè)占地43.89hm2，擾動(dòng)土地面積為43.89hm2，工程沒(méi)有損壞水土保持設(shè)施；該工程總挖方36.42萬(wàn)m3，總填方65.38萬(wàn)m3，借方58.12萬(wàn)m3，棄方29.16萬(wàn)m3。在未采取任何水保措施的前提下，工程建設(shè)可能會(huì)造成的土壤流失量為1622t，其中新增土壤流失量為984t。項(xiàng)目產(chǎn)生水土流失主要是在施工期，造成水土流失的重點(diǎn)區(qū)段包括路基工程、臨時(shí)便道區(qū)等，如無(wú)有效的水土保持措施，將會(huì)產(chǎn)生沙壓農(nóng)田、土地肥力降低、河道淤積、影響行洪等水土流失危害。

在設(shè)計(jì)道路工程過(guò)程中，主體工程的施工布局及其建設(shè)時(shí)間均符合規(guī)范要求，設(shè)施配置包括石英山溝擋墻、路基邊坡?lián)鯄?、道路行到樹、道路排水溝、人行道透水磚、空心六棱磚植草護(hù)坡、拱形框格網(wǎng)植草護(hù)坡、道路排水邊溝、截洪溝等，以上設(shè)施都能符合水保要求，但由于設(shè)計(jì)深度不夠現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)體系還不完善，建設(shè)實(shí)施時(shí)沒(méi)有臨時(shí)堆土的相關(guān)配置。因此，為充分發(fā)揮水保措施的功能效用，應(yīng)在總體布局和設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步完善、補(bǔ)充、深化各項(xiàng)水保措施[6-7]。

2 水土保持措施評(píng)價(jià)

2.1 指標(biāo)權(quán)重賦值

文章結(jié)合相關(guān)資料和工程實(shí)際，從安全、成本、環(huán)境、施工等角度合理選擇7項(xiàng)適合的指標(biāo)，如表1。為確定各項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的相對(duì)重要度，邀請(qǐng)道路工程、水土保持、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的21位專家進(jìn)行評(píng)判，如表2所示。

表1 適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)

表2 相對(duì)重要度評(píng)價(jià)

2.2 一致性檢驗(yàn)

為保證各項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)權(quán)重賦值的科學(xué)合理性，有必要對(duì)其相對(duì)重要度進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 權(quán)重計(jì)算

通過(guò)計(jì)算確定最大特征根λmax=6.25，該條件下計(jì)算的一致性比率CR為0.06，符合<0.1的檢驗(yàn)要求，即表4中的權(quán)重賦值wi可以用于水保措施適宜性評(píng)價(jià)。

2.3 適宜性分級(jí)

考慮到公路工程水保措施評(píng)價(jià)的復(fù)雜特征，對(duì)錦州市近期實(shí)施的線性工程水保方案進(jìn)行收集整理，并參考相關(guān)資料提出適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)[8]。文章將各項(xiàng)水保措施按照合理程度劃分成4種適宜性等級(jí)，依次為Ⅳ(差)、Ⅲ級(jí)(低)、Ⅱ級(jí)(中)、Ⅰ級(jí)(高)，其適宜程度從低到高不斷增強(qiáng)，賦分依次為8、6、4、2，如表4。由此以來(lái)，可以采用綜合指數(shù)法評(píng)判公路工程水保措施的適宜性，各適宜程度的綜合指數(shù)DL分級(jí)如表5所示。

表4 參評(píng)指標(biāo)等級(jí)劃分

表5 綜合指數(shù)分級(jí)

2.4 結(jié)果與分析

1)剝離表層土壤的統(tǒng)一回收與堆放。該方法可以更加有效的利用土壤，對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水土流失防治和植被恢復(fù)等具有積極意義，能夠明顯降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)率；表層土壤剝離過(guò)程中要綜合使用推土機(jī)與人工膠輪車，在獲取更多土壤的同時(shí)投入更少的人力；判別該項(xiàng)措施的施工工藝為Ⅱ級(jí)，其周期時(shí)間、景觀連續(xù)性、降低土壤侵蝕、消耗人工時(shí)、取材難易、抗災(zāi)能力等均為Ⅰ級(jí)。該過(guò)程共有回收利用、集中堆放、表層土壤隔離3道工序，其建設(shè)周期低于15d。

2)人行道鋪滲水磚。為了使地表水能夠快速下滲有必要鋪滲水磚，同時(shí)還可增加地表徑流系數(shù)和雨水利用率，有利于降低災(zāi)害發(fā)生率和地表水最大流量；在項(xiàng)目的周邊地區(qū)可以采購(gòu)到滲水磚，采取人工鋪設(shè)的方式以取得較好的景觀連續(xù)性，其人工消耗為0.287工時(shí)/m3。判別該項(xiàng)措施的施工工藝、景觀連續(xù)性、周期時(shí)間、消耗人工時(shí)、抗災(zāi)能力、降低土壤侵蝕均為Ⅰ級(jí)，取材難易為Ⅱ級(jí)。

3)排洪溝與截洪溝坡腳蓋板。坡腳蓋板的主要目的是確保主體工程安全，及時(shí)快速的排泄雨水，一般瀝青和漿砌石都可作為蓋板材料；在項(xiàng)目的周邊地區(qū)可以采購(gòu)蓋板原料，其景觀連續(xù)性一般，人工消耗為1.185工時(shí)/m3，工期較短，工序只有1道。判別該項(xiàng)措施的施工工藝、景觀連續(xù)性、周期時(shí)間、降低土壤侵蝕、抗災(zāi)能力都為Ⅰ級(jí)，消耗人工時(shí)、取材難易為Ⅱ級(jí)。

4)挖、填方高度低于3m時(shí)利用生態(tài)磚護(hù)坡。為了增強(qiáng)道路沿線的景觀連續(xù)性以及護(hù)坡的穩(wěn)定性，利用生態(tài)磚防護(hù)挖、填邊坡，選用漿砌石作為坡底基礎(chǔ)材料，可以在項(xiàng)目周邊地區(qū)采購(gòu)護(hù)坡原材料，人工消耗為1.05工時(shí)/m3，該項(xiàng)措施包括鋪設(shè)生態(tài)磚、打好護(hù)坡基礎(chǔ)、坡面平整3道工序，施工工藝簡(jiǎn)單但工期時(shí)間較長(zhǎng)。判別該項(xiàng)措施的景觀連續(xù)性、周期時(shí)間、降低土壤侵蝕、抗災(zāi)能力都為Ⅰ級(jí)，施工工藝、消耗人工時(shí)、取材難易為Ⅱ級(jí)。

5)挖、填方高度不低于3m時(shí)用拱形網(wǎng)狀護(hù)坡。邊坡越高則穩(wěn)定性越低，可選用拱形網(wǎng)狀形式作為邊坡超過(guò)3m的路線護(hù)坡，可以在項(xiàng)目周邊地區(qū)采購(gòu)網(wǎng)狀護(hù)坡的原材料，人工消耗為1.05工時(shí)/m3，該項(xiàng)措施工期時(shí)間較長(zhǎng)但施工工序只有1道。判別該項(xiàng)措施的景觀連續(xù)性、周期時(shí)間、消耗人工時(shí)、取材難易為Ⅱ級(jí)，抗災(zāi)能力、施工工藝、降低土壤侵蝕都為Ⅰ級(jí)。

6)破壞土地的平整。完成工程建設(shè)任務(wù)后，為減少水土流失的發(fā)生以及使表層裸露的土壤不松散，必須在回填土壤的基礎(chǔ)上做碾壓平整處理，人工設(shè)施拆除后可以保持良好的景觀連續(xù)性。該項(xiàng)措施只有1道工序，并且可以利用機(jī)械完成，所以其人工耗時(shí)少，但作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。判別該項(xiàng)措施的施工工藝、景觀連續(xù)性、周期時(shí)間、消耗人工時(shí)、取材難易、抗災(zāi)能力、降低土壤侵蝕都為Ⅰ級(jí)。

7)破壞土地的整治。對(duì)破壞土地整治能夠明顯降低土壤的侵蝕強(qiáng)度，增大地表密實(shí)度，人工設(shè)施拆除后可以保持良好的景觀連續(xù)性，該項(xiàng)措施工序簡(jiǎn)單，可以利用機(jī)械完成施工，所以具有較快的施工速度，并且人工消耗少。判別該項(xiàng)措施的施工工藝、景觀連續(xù)性、周期時(shí)間、消耗人工時(shí)、取材難易、抗災(zāi)能力、降低土壤侵蝕都為Ⅰ級(jí)。

綜上分析，錦州市東出口公路新建工程各項(xiàng)措施賦值及其適宜性評(píng)價(jià)，如表6所示。

表6 水保措施適宜性評(píng)價(jià)

從表6可知，各項(xiàng)措施的綜合指數(shù)DL均低于3.5(屬于表5中2.0-3.5高等級(jí))，可見(jiàn)以上水保措施都具有較高的適宜度。

3 結(jié) 語(yǔ)

文章以統(tǒng)計(jì)分析的多條公路項(xiàng)目數(shù)據(jù)作為水保措施適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)的劃分依據(jù)，為進(jìn)一步提高等級(jí)劃分的精準(zhǔn)度和科學(xué)性還需將更多公路的相關(guān)數(shù)據(jù)納入；考慮到現(xiàn)階段尚未形成統(tǒng)一的各參評(píng)因子等級(jí)劃分方法，因此評(píng)價(jià)不同地區(qū)的工程項(xiàng)目水保措施適宜性時(shí)不可一概而論，要結(jié)合實(shí)際情況利用合適的量化方法劃分評(píng)判等級(jí)；此外，合理的選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)是水保措施適宜性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，應(yīng)保證所選指標(biāo)的適用性、科學(xué)性和可行性。因此，對(duì)參評(píng)指標(biāo)和等級(jí)量化方法的選取未來(lái)仍需進(jìn)一步深入研究。