王瑋娟

（廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣東 廣州 510000）

根據(jù)《廣東省公路網(wǎng)規(guī)劃（2004-2030）》中的精神,到2030 年,廣東省將形成以“九縱五橫兩環(huán)”為主體框架,以密集線和連接線為補(bǔ)充,以珠江三角洲為核心,以沿海為界,以沿海港口為龍頭,輻射到山區(qū)和內(nèi)陸的高速公路布局。在建設(shè)過(guò)程中,為了防治水土流失,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少對(duì)周邊環(huán)境影響,根據(jù)《中華人民共和國(guó)水土保持法》以及相關(guān)法律、政策的要求,在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中,水土流失防治措施與主體工程同步涉及、進(jìn)行,采取有效的水土流失保持措施,加強(qiáng)水土保持工作,降低施工過(guò)程中自然環(huán)境破壞,不僅對(duì)類似地質(zhì)條件和施工狀況的工程提供借鑒和參考,同時(shí)對(duì)指導(dǎo)項(xiàng)目水土流失保持工作具有重要意義。

1 項(xiàng)目概況

汕湛高速公路（汕頭至湛江）揭西大溪至博羅石壩段,處于廣東省低山丘地帶,其向東連接汕湛高速公路普寧至揭西段,并設(shè)置交通轉(zhuǎn)運(yùn)樞紐站,與廣東省規(guī)劃第四條橫線揭陽(yáng)至惠東段相連接；西部西依次接揭西縣河婆鎮(zhèn),五華縣梅林、華陽(yáng)、紫金縣紫城鎮(zhèn)、瓦溪、九和、義容、古竹,在惠州市博羅縣石壩處為公路終點(diǎn),并且在終點(diǎn)處于廣源高速公路相連接。本項(xiàng)目汕湛高速公路全場(chǎng)160.399 km,屬于新建公路性質(zhì),規(guī)劃雙向六車道、車速120 km/h。

2 水土流失現(xiàn)狀

根據(jù)批復(fù)的水土保持方案,經(jīng)計(jì)算,項(xiàng)目區(qū)界定水土流失范圍在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的水土流失總量為129.01 萬(wàn)t,其中施工期為126.85 萬(wàn)t、自然恢復(fù)期為2.16 萬(wàn)t；可能造成的新增水土流失量為127.50 萬(wàn)t,其中施工期為126.01 萬(wàn)t、自然恢復(fù)期為1.49 萬(wàn)t。施工期新增的水土流失量占新增水土流失總量的99.0%,水土流失主要發(fā)生在施工期,因此施工期間需做好水土保持措施,減少土壤流失量。根據(jù)年廣東省土壤侵蝕遙感調(diào)查結(jié)果分析統(tǒng)計(jì),汕頭至湛江高速公路揭西至博羅段沿線各縣（市）侵蝕類型及面積統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 沿線各縣（市）土壤侵蝕類型及面積統(tǒng)計(jì)表單位：km2

本項(xiàng)目位于廣東省揭陽(yáng)市揭西縣、梅州市五華縣、河源市紫金縣、惠州市博羅縣。通過(guò)查詢《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》可以發(fā)現(xiàn),本項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕類型屬于南方紅壤丘陵區(qū),個(gè)人模具廣東省土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)及劃分區(qū)域,項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的珠江三角洲區(qū)域,由于廣東省雨季及降雨量影響,土壤流失主要是由于水力面蝕、溝蝕造成的,自然條件下水土流失現(xiàn)象較輕。通過(guò)廣東省土壤流失重點(diǎn)區(qū)域劃分及治理成果分布圖可知,河源市紫金縣、惠州市博羅縣屬于國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū),梅州市五華縣屬于國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū),揭陽(yáng)市揭西縣屬于廣東省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。執(zhí)行一級(jí)防治標(biāo)準(zhǔn),土壤侵蝕模數(shù)容許值為500t/（km2·a）。廣東省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分見(jiàn)圖1。

圖1 廣東省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分圖

3 水土流失危害

3.1 水土流失敏感區(qū)的水土流失危害

（1）沿線經(jīng)過(guò)的地表水系東部榕江河,中部琴江,西面東江三大水系的源頭部位及其主次支流河網(wǎng)；水利工程有橫江水庫(kù)、上徑水庫(kù)等蓄水工程；施工過(guò)程中如不采取臨時(shí)攔、截、排措施,流失的泥沙進(jìn)入河道,淤積堵塞,影響行洪安全；自然保護(hù)區(qū)河源市恐龍系列化石自然保護(hù)區(qū)等,施工過(guò)程中如不采取攔擋等防護(hù)措施,影響自然保護(hù)區(qū)景觀,生態(tài)環(huán)境惡化。

（2）項(xiàng)目沿線主要有國(guó)道G205、省道S335、S238、S120、S340、S242 等公路分布,京九鐵路及規(guī)劃汕尾至龍川鐵路是本項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的兩條主要鐵路,道路建設(shè)對(duì)上述公路及鐵路均有一定程度的影響。項(xiàng)目施工時(shí),切實(shí)做好防護(hù)措施,防止流失的泥沙影響周邊環(huán)境,堵塞已建成的排水設(shè)施。

（3）本項(xiàng)目沿線經(jīng)過(guò)有村、鎮(zhèn)的居民及學(xué)校等,如AK38+000～39+000、AK71+300～AK72+000、AK63+200～AK63+800段。工程施工后擾動(dòng)地表,形成大量的裸露松散土壤,在暴雨及大風(fēng)條件下易產(chǎn)生水土流失、引起揚(yáng)塵,形成的泥漿水沖入居民生活區(qū),同時(shí)揚(yáng)塵飛散,對(duì)周邊居民及人為活動(dòng)較頻繁區(qū)產(chǎn)生較大影響。

（4）項(xiàng)目所經(jīng)地區(qū)為花崗巖風(fēng)化的紅壤土,含沙量多,酸性大,若不采取有效的水土流失防治措施,則會(huì)使土壤性質(zhì)惡化,不能保水、保土、保肥,作物難生,自然災(zāi)害日益嚴(yán)重。

3.2 項(xiàng)目本身水土流失危害

（1）公路在施工期土石方填、挖工程造成路基裸露,尤其是沿線部分路段的高填、深挖會(huì)破壞原有的地形地貌和植被,遇暴雨會(huì)引起劇烈的水土流失。

（2）公路工程是一條帶狀工程,施工時(shí)間長(zhǎng),工程施工需要大量開挖山體,項(xiàng)目所涉及的土坑、棄土堆等若設(shè)置不當(dāng),將會(huì)占?jí)褐脖缓透?防護(hù)不當(dāng)將引起水土流失強(qiáng)度大幅度增加,造成土地資源的損失和項(xiàng)目竣工后的恢復(fù)難度。

（3）公路施工期間臨時(shí)占用的部分土地,主要包括施工營(yíng)地、施工便道等,將占用農(nóng)田、林地,破壞原有地表植被或農(nóng)作物,造成不同程度的農(nóng)業(yè)生態(tài)損害和土地資源的損失。

（4）公路用地為永久性占用,會(huì)使當(dāng)?shù)赝恋刭Y源進(jìn)一步緊張,導(dǎo)致該區(qū)域土地利用情況發(fā)生變化,使一些農(nóng)田、果園、林地、魚塘等面積減少甚至消失,相應(yīng)的山地以及林地遭到非法占有和開墾,對(duì)當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)以及畜牧業(yè)產(chǎn)生不可估量的影響[1]。

4 水土流失防治措施

4.1 截排水設(shè)計(jì)

水土保持方案施工期臨時(shí)排水采用20 年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),由于本區(qū)域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)水文資料,洪水計(jì)算采用暴雨資料間接推求,根據(jù)相關(guān)水力設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于集水區(qū)面積不同時(shí),洪峰流量計(jì)算采取不一樣的公式,當(dāng)集水區(qū)面積大于10 hm2時(shí),按照《廣東省暴雨徑流查算圖表》中公式推算,當(dāng)集水區(qū)面積小于10 hm2時(shí),采用水利部提供的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行推算。

水利部推理公式：

式中：Qm為洪峰流量,m3/s；K為洪峰徑流系數(shù)；I為1 小時(shí)最大暴雨量,mm；F為集水面積,km2；0.278 為單位換算系數(shù)。

廣東省經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：Qm為洪峰流量,m3/s；H24為24 小時(shí)最大暴雨量,mm；F為集水面積,km2；C為系數(shù)。

設(shè)計(jì)過(guò)水?dāng)嗝娓鶕?jù)地形選擇坡降,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取斷面尺寸,采用明渠均勻流公式進(jìn)行校核,明渠均勻流公式：

式中：A為溝道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e,m2；Q為設(shè)計(jì)坡面匯流洪峰流量,m3/s；C為謝才系數(shù)；R為水力半徑,m；i為溝底比降。其中C=（1/n）×R1/6,n為溝槽糙率,土質(zhì)截水溝n取0.025 左右。

矩形斷面：

梯形斷面：

式中：b為溝槽底寬；h為溝槽過(guò)水深；m為溝槽內(nèi)邊坡系數(shù)。一般斷面形式設(shè)計(jì)公式：

式中：a為常數(shù),a=0.58～0.94,一般采用0.76；i取1/30,1/50≤i≤1/10。

以上為項(xiàng)目區(qū)取土、棄渣、施工營(yíng)造區(qū)等排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,另外水土保持方案根據(jù)主體可研資料及圖紙,進(jìn)行項(xiàng)目區(qū)匯水分析,初步對(duì)項(xiàng)目區(qū)截排水溝進(jìn)行校核分析統(tǒng)計(jì),提出下一設(shè)計(jì)階段需進(jìn)行修整的排水設(shè)施。根據(jù)主體設(shè)計(jì)資料,本項(xiàng)目填方邊坡區(qū)與挖方邊坡區(qū)的坡腳排水溝設(shè)計(jì)斷面尺寸不小于60 cm×80 cm,截水溝設(shè)計(jì)斷面尺寸采用50 cm×50 cm 矩形溝,方案對(duì)其項(xiàng)目區(qū)中高邊坡（高度大于30 m 的）進(jìn)行校核,情況見(jiàn)表2。

表2 擾動(dòng)后土壤侵蝕模數(shù)

表2 中高邊坡截水溝校核情況表

4.2 防治分區(qū)防治措施典型設(shè)計(jì)

（1）路面工程區(qū)

本區(qū)域主要為路基修筑時(shí)形成的雛形路面,路面質(zhì)地為土質(zhì),尚未進(jìn)行任何鋪筑操作,地表裸露,雨天降水沖刷后極易發(fā)生水土流失,可在路面邊緣設(shè)置土質(zhì)擋水坎,在路基修筑機(jī)械開挖或人工開挖時(shí)將道路邊緣修成略高于路面的土坎,并夯實(shí),防止暴雨沖刷損壞已形成的雛形坡面,造成局部滑坡。同時(shí)在填方坡面布設(shè)臨時(shí)急流槽（具體見(jiàn)圖2）,斷面為“U”形,頂面直徑50 cm,砂漿抹面,壁厚2 cm,每30 m 布設(shè)一處,長(zhǎng)度以填方坡面長(zhǎng)度為依據(jù),本區(qū)填方平均高度為12 m,按1∶1.75（上部8.0 m 邊坡采用1∶1.5,下部邊坡采用1∶1.75）計(jì)算,臨時(shí)急流槽每座長(zhǎng)度約為24 m,經(jīng)統(tǒng)計(jì),本區(qū)填方邊坡區(qū)域縱向長(zhǎng)度共計(jì)37003 m,共需設(shè)置臨時(shí)急流槽1231 座,急流槽共計(jì)29544 m[2]。

圖2 臨時(shí)急流槽剖面圖、正視圖（單位：mm）

（2）填方邊坡區(qū)

本項(xiàng)目填方主要為路線跨越較低窄溝谷的路基填筑,路堤邊坡高度均在6 m 以上。主體設(shè)計(jì)對(duì)大于6 m 的填方邊坡防護(hù)進(jìn)行了襯砌拱植草、漿砌片石（或混凝土預(yù)制塊）防護(hù)措施的設(shè)計(jì),由于該區(qū)域地勢(shì)陡峭,水土保持方案建議采用人字形或拱形導(dǎo)水性能較好、穩(wěn)定性較強(qiáng)的型式。坡面植被在植草的基礎(chǔ)上,方案建議穴植小灌木,如金合歡、銀合歡、木豆等,可以更好地提高土壤肥力,增強(qiáng)坡面穩(wěn)固性,提高土壤抗沖刷能力。填方邊坡坡腳2 m～3 m 處設(shè)置臨時(shí)排水溝1型,坡面徑流及臨時(shí)急流槽匯集后排入1 型臨時(shí)排水溝,最終流入附近溪流溝道,形成較完善的臨時(shí)排水系統(tǒng),同時(shí)每300 m 處布設(shè)一座沉沙池,并在臨時(shí)排水溝匯入附近溪流溝道入口處布設(shè)一座沉沙池,均為臨時(shí)沉沙池1 型（具體見(jiàn)圖3）。

圖3 臨時(shí)排水溝1 型（單位：cm）

（3）橋涵工程區(qū)

本項(xiàng)目設(shè)特大橋6347 m/5 座、大橋23856 m /89 座、中橋4506 m/60 座、涵洞29006 m/480 座。對(duì)跨河流大橋橋樁基礎(chǔ)施工產(chǎn)生的水砂混合體等,采取船運(yùn)的方式運(yùn)至河岸,固化后運(yùn)至就近的棄渣場(chǎng)。高架橋施工建設(shè)產(chǎn)生的棄土量較少,主要是樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁或人工挖孔樁施工產(chǎn)生的淤泥。有跨河橋梁的,需在河岸坡面布設(shè)排水溝、臨時(shí)沉沙池,主要對(duì)位于坡面的橋樁基礎(chǔ)施工建設(shè)進(jìn)行防護(hù),避免坡面來(lái)水沖刷。對(duì)位于坡面的橋墩,樁基礎(chǔ)產(chǎn)生的堆渣進(jìn)行臨時(shí)攔擋防護(hù)。具體見(jiàn)圖4。

圖4 橋梁工程臨時(shí)排水、沉沙剖面示意圖

5 水土保持措施落實(shí)情況

本項(xiàng)目主體工程與水土保持工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工。在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中采取多種措施,以期減少項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)水土流失,采取的措施包括：盲（滲）溝、沉砂池、漿砌石排水溝、漿砌石護(hù)坡、漿砌石急流槽、干砌石護(hù)坡、骨架護(hù)坡,全面整地、栽植喬灌木、鋪植草皮、撒播草籽、種植攀緣植物、噴播草灌護(hù)坡、三維植被網(wǎng)護(hù)坡、鋪草皮護(hù)坡、噴混植生植草,臨時(shí)排水溝、臨時(shí)急流槽蓋、編織土袋攔擋、臨時(shí)沉砂池等,水保設(shè)施的實(shí)施有效防治項(xiàng)目區(qū)水土流失,減輕工程建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)防治目標(biāo)[3]。

建設(shè)單位根據(jù)水土保持規(guī)劃及目標(biāo),在項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)貫徹落實(shí)相關(guān)水土保持措施,建設(shè)而成的水土保持工程外觀合格、質(zhì)量過(guò)關(guān)、布局合理、效果明顯。根據(jù)規(guī)劃要求,水土保持工作按要求完成并順利驗(yàn)收、各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到政府部門批準(zhǔn)的防治參數(shù)要求,在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,嚴(yán)格按照規(guī)范要求和規(guī)章制度,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量的完成任務(wù)目標(biāo)。

6 結(jié)語(yǔ)

公路工程建設(shè)是我國(guó)主要的工程建筑,在造福人民的同時(shí)不可避免地會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生破壞,本項(xiàng)目設(shè)計(jì)充分考慮了部分具有水土保持功能的措施,如布設(shè)截排水溝、邊坡防護(hù)綠化、中央隔離帶及公路兩側(cè)綠化、互通區(qū)綠化等,以上措施均具有保水固土效益,可以有效控制施工場(chǎng)區(qū)內(nèi)匯水,防止匯水?dāng)y帶泥沙沖出征占地范圍,對(duì)周邊環(huán)境及河流水庫(kù)等造成不利影響,在水土流失時(shí)間、空間分布上分清側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性防護(hù),有效控制水土流失的發(fā)生。