青藏高原冻土地区公路施工中的环境保护技术

青藏高原冻土地区公路施工中
的环境保护技术
0引言
国家“十三五”规划中提出要完善现代综合交通运输体系，随着国家战略布局开展和青藏铁路建成运营，高原冻土地区的公路交通建设需求逐年递增。

由于公路建设规模大、涉及范围广，不可避免会对沿线社会环境和自然生态环境产生较大影响，甚至造成较严重的环境污染和水土流失等重大问题。

在青藏高原冻土地区，公路施工会对地表的水、土、气、生等要素间产生较大影响，进而影响到区域水文、生态乃至全球气候系统，以及人类工程活动及区域可持续发展。

因此研究公路建设的环境影响问题，对保护环境、促进公路建设与社会经济环境协调发展具有重大意义。

青藏高原是全球中低纬度地区海拔最高的高原地区，也是我国及南亚地区重要的“江河源”和“生态源”，绿色施工、环境保护等问题在高寒地区公路工程建设中受到较广泛关注。

研究人员依托公路建设工程，针对高原冻土地区公路施工中的环境保护与水土流失治理措施等方面进行了部分研究。

以青海省共玉高速沿线修路使用并经修复的取弃土场为研究对象，研究了种草法和草皮移植法等两种不同修复方
式。

结果表明：使用草皮移植修复后的草地盖度显著高于使用种草法修复的草地盖度；使用种草法修复的草地盖度随海拔增加显著降低，而使用草皮移植修复的草地盖度在不同海拔样地间差不显著。

采用草皮移植法对于高寒草地群落盖度的修复效果优于种草法，且种草法不适用于青藏高原高海拔区域取弃土场草地修复。

以四川广南高速公路这一国家重点工程为依托，对广南高速公路环保水保设计、施工及营运期管理阶段等提出新的管理模式，选择合理建设方案减少对地表植被的破坏并避免产生更多的环境污染；采取有效的工程措施减少水土流失；通过高速公路绿化和景观与周围环境相协调来补偿因修建时候对环境和生态造成的破坏。

针对铁路线下工程施工期的环境保护和水土保持工作，提出要建设生态环保型铁路，实现经济的可持续发展，就必须做好铁路建设的环境保护与水土保持工作。

以青藏联网直流输电工程7标段为依托，提出固定施工活动范围；限制运输线路；在运输线路地面上铺设草垫或棕垫，避免车辆与地面直接接触造成植被破坏；需要开挖的地面施工前对地面草皮进行剥离，并及时进行回植；采取保温措施防止冻土融化；对剥离回植恢复效果差的地区采用培植的方法进行植被恢复多项环保措施。

从落实环评和水保报告书的措施出发，对环境保护的设
计内容和设计范围做了比较深入的分析与探讨，提出了设计阶段环保和水保需采取的具体措施及对策。

根据建设环境的特殊性与复杂性，在青藏铁路设计和建设中采取了多种保护冻土的有效措施、高原劳动卫生和劳动保护措施及生态环境保护措施及污染防治措施，解决了工程建设环境面临多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱这三大难题。

结合公路环境评价和水土保持方案设计的工作实践，论述了公路建设中环境保护的必要性，分析了公路工程各建设阶段的环境问题和应采取的环保对策，提出了加强公路建设环境管理的几点建议。

在青藏公路，青藏铁路建设过程中，针对青藏高原生态环境的特殊性，分析了藏北高原公路建设的环境影响，提出了公路施工环境管理及环境保护措施。

针对长江堤防工程在占地处理及移民安置、环境保护和水土保持设计等几个方面涉及的堤防工程的实物指标调查方法和调查精度、农村移民安置规划的编制原则、占地处理投资估算分析、环境保护的设计内容和环境保护投资估算、水土保持的设计内容和水土保持投资估算等问题进行了讨论。

目前国家正在青藏、川藏地区进行大规模道路工程建设，迫切需要针对高原冻土地区公路施工中的环境保护与水土保持问题开展系统研究，具有重要的理论价值与工程应用需求，而国内针对高海拔地区公路施工中的环境保护与水土保
持方面的研究资料相对较少。

本文以西藏自治区国道109线那曲至拉萨公路改建工程为依托，根据设计资料、施工现场调查和主要施工方法，分析环境保护与水土保持的重要因素；在此基础上，结合本项目建设特色，针对高原冻土地区施工场地及临建、取土场、弃土场以及路基边坡的植被保护与恢复问题，提出具体的保护措施；针对泥浆、污水、噪声、扬尘排放等引起的水环境、声环境及空气环境保护问题，制定有效的预防措施。

1工程概况
中交二公局第四工程有限公司承担的中国一带一路重点项目西藏自治区国道109线那曲至拉萨公路改建工程（那曲至羊八井段），起于古露镇，路线向南沿G109和青藏铁路布设，途径当雄县南后路线向西南沿G109和青藏铁路布设，经曲果、那查时先后跨越青藏铁路和国道G109至那多嘎，随后路线转向南经青藏铁路羊八井站至羊八井镇。

公路段全长85.109km（断链长20.409km）。

本项目承建二标三分部，起讫桩号K3671+700～K3690+000路线全长18.3km，绿化长度33553.2m；植草或铺草皮总面积248306.96m2。

本文研究公路段位于当雄盆地，海拔都在4200m以上,项目区属高原亚寒带半干旱季风气候80区，气候寒冷、空气稀薄、四季不分明、冬长无夏，多风雪天气，植被以草皮为主。

项目区域内农牧业发达、草地分布广泛，对于环境扰
动特别敏感，破坏后难以恢复；施工中对现有环境的保护和水土保持将是建造环保工程的重要工作。

2环境保护与水土保持调查
2.1环境保护与水土保持因素依据设计资料、施工现场调查和主要施工方法，对管段所有单位工程项目和实现工程建设的所有活动，采用过程投入产出分析、现场调查、查询有关文件资料和过程分析等方法进行了环水因素识别。

考虑过去、现在、将来三种时态，正常、异常、紧急三种状态和大气污染、水体污染、声污染、土地污染、植被和自然生态的破坏、能源资源和原材料消耗以及其他环水问题；采用是非判断法对已识别的环水因素与评价准则进行比较、评价，同时考虑在不同场所和状态下，同一环水其重要性的不同，确定其重要环水因素
2.2施工中环境保护与水土保持现状调查项目区海拔高、气候寒冷、霜冻期长，风沙大、降雨量小、蒸发量大，干旱、生态环境恶劣。

全路段通过高寒草原区域内，存在多年冻土、水草地、涎流冰、水石流、淤泥、积水坑等不良地质环境，海拔高度在4100~5600m之间，其生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢，致使该工程项目区生态环境十分脆弱。

草地、河滩、耕地等，因工程开挖、路基填筑、土石方散落等将会造成局部植被破坏，损坏原有水土保持环境，使抗蚀能力减弱，引起水土流失等。

在高寒高海拔山区，由于环境
条件恶劣，被破坏的植被很难自然恢复。

特别是临时道路、临时用地等由于工程建设期间不间断使用、碾压等外部因素，造成地基破坏、变硬，原植被遭破坏。

长期低温和短促的生长季节使寒冷地区植被一旦破坏，恢复过程十分缓慢，而且加速冻土融化、土壤沙化和水土流失。

因此，在国道109公路工程建设中，高寒植被保护与恢复等环保问题显得尤为重要。

3环境保护与水土保持措施
3.1植被保护与恢复开发建设前区域内原有植被，针对施工场地及临建、取料场、弃土场、路基边坡等施工用地的植被保护，主要采用原有植被草皮表土回填法。

原有植被草皮表土回填是在场地临建、取料场、弃土场及路基边坡等区域施工前，将表层土连同原有草皮灌木一起剥离，并在临近地点增设高原草皮存放区，剥离的草皮植被在项目施工过程中进行集中堆放于养护，在相应施工区域使用完毕后，再用于后期场地恢复。

草皮的回填时要求施工前先将30～40cm 厚表土进行剥离，集中堆放于场地内不影响施工的一角，堆高在 2.5m左右，边坡坡比为1∶3，并采用草袋装土临时挡墙及撒播草籽进行防护，避免表土养分流失。

原生草皮应尽快回填，如需延时回填应就地码放成垛，层数以3～5层为宜，并在每层表面上浇水，以保持湿润，堆放时间不宜过长，当年铲掘的草皮应当年移植完毕。

草皮从铺装到适应地质环
境健壮生长期间都需及时进行洒水，每天都需要洒水，每次洒水量以保持土壤湿润为原则，每日洒水次数视土壤湿度而定。

一般需养护一个月左右。

为保证草皮能茁壮地生长，在有条件情况下，可根据草皮生长需要及时追肥。

3.1.1施工场地及临建
本项目路基宽7.5m（不算超高加宽），主体工程施工需要浇筑混凝土、拌和材料、铺筑沥青路面及预制桥涵构件，这些施工均在沿线的预制场、基层料及沥青拌和场等施工场地内进行。

此外，还需要设置项目部，为施工管理人员提供生活和工作场地。

本工程征地范围相对较大，将占用一定范围的自然和生态空间。

施工前先将施工场地30cm表土进行剥离，集中堆放于施工场地周围，以不影响施工为准，然后在表土临时堆放区周边设草袋装土临时挡墙，并在表土表面撒播草籽。

工程建设完毕，破除占用区域场地结构层，挖除和周围土体不一致的换填土，将区域场地整平。

依据施工方案，将占用区域下方表层原状土适当翻松，之前采用土皮剥离方式的区域,按照就近原则使用养护的草皮实施回植。

若有高山草甸覆盖不到位的地方，要喷洒披碱草、早熟禾、紫花苜蓿等草籽予以恢复。

后期返还注意保证其场地恢复的平整，防止局部造成严重的水土流失。

对于占用耕地的施工场地，后期经过土地整治后归还当地进行耕作。

对于后期恢复为林地的占地，采取灌草结合绿化。

3.1.2取料场、弃土场
取料场开挖过程中边坡较大时，需在取料场边坡顶部外2m处位置设置30cm×30cm矩形截水土沟，避免雨水对坡面造成冲刷。

边坡高度较高时需进行放坡，每级放坡高度8m，坡比1∶1，放坡平台宽度2m。

刷坡完成场地平整后，利用集中养护的草皮移植覆盖，绿化恢复取料场占用的场地。

取料场使用完毕后必须将场地内坑洼或土堆处理平整，覆土撒播草籽恢复原地貌。

在弃土开始之前,应先将弃土场30～40cm表土进行剥离，集中堆放于场地内并采用草袋装土临时挡墙及撒播草籽进行防护，避免表土养分流失。

在弃土场，采用挖土机将弃土整理出规则的形状，高度控制在2～3m，顶部整平后覆盖20cm厚腐殖土，弃土场、临时排水沟、弃土的边坡及顶面均匀撒种格桑花草籽和其它当地草种绿化并间隔插入品字形柳枝。

弃土场使用完毕后，作为复耕或植被恢复用土进行返还。

3.1.3
路基边坡为了保持路基稳定、防止路基边坡水土流失采取路肩墙、路堑墙、方格网防护等工程与植物相结合的防护措施，除原有植被草皮表土回填以外还需人工种植连翘、月季、沙生槐、小龙柏等灌木进行绿化。

路基边坡在铺草皮时，把运来的草皮块顺次平铺于坡面上，草皮护坡铺砌应上下错缝，彼此互相嵌紧，草皮块与块之间应保留5cm的间隙，以
防止草皮在运输途中失水干缩，遇水浸泡后出现边缘膨胀，块与块之间的间隙填入细土，严禁用石块塞缝，使草皮连成一个整体，以利于坡面草皮成活和防止空气对流，加速保温层的稳定。

3.2水环境保护施工及生活废水的排放
遵循清污分流、雨污分流的原则，各种施工废油、废液集中储积，集中处理，严禁乱流乱淌，防止污染水源，破坏环境。

结合本项目特色，具体采取以下水环境保护措施：（1）施工期间，施工营地机械维修、食堂产生的含油废水采用隔油池处理，粪便污水设化粪池处理后集中排放，以减少施工营地污水对周围环境的影响。

（2）在施工区和生活区设置污水处理系统，并备有临时污水汇集沉淀设施，生产和生活中产生的污水、泥浆等废水经过净化处理达到《污水综合排放标准》所规定标准后，才能排放。

(3)施工现场临时食堂，污水排放时设置简易有效的隔油
池，定期清理，防止污染。

（4）工地临时厕所
化粪池采取防渗措施，采用水冲式厕所，并洒药进行防蝇、灭蛆措施，化学用品、外加剂妥善保管、库内存放。

（(5）严禁将含有污染物质或可见悬浮物质的水，排入水域或灌溉系统中。

3.3声环境保护
为确保当地居民及工矿企业不受施工噪声的影响，本项目对施工人员提出要求：施工人员进入施工现场不得高声喊叫、乱吹哨、限制高音喇叭的使用，应最大限度地减少噪声；出入现场机械、车辆做到少鸣笛，不急刹车；车辆在等候装碴时怠速或停机；加强设备维修，定时保养润滑；对机械正确操作，使机械噪声维持其最低声级水平。

另外，针对主要生产、生活设备也采取一定措施：产生噪声源的车间优先选用噪声低并符合国家环保要求的产品；合理布置动力机械的工作场地，尽量避免同时运行较多的动力机械设备；空调、通风设备均安装在设备间内与外界隔离，同时设减振垫及软接头等消声措施以控制噪音传播，使其符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》中的昼夜70d B（A）和55d B（A）的标准要求；噪音较大的机械作业时，距居民区较近的地段应避免夜间施工。

3.4空气质量保护
建筑材料在运输过程中产生的扬尘以及施工机械及运输车辆产生的大量尾气均会使空气质量下降，为降低施工期间道路扬尘、机械及车辆尾气排放对环境空气、沿线植被的影响，结合本项目特色，具体采取以下空气质量保护措施：（1）在施工过程中，采用湿式作业，以减少粉尘的产生。

运输可能产生粉尘的车辆配备挡板及棚布，防止粉尘飞落。

在运输水泥等易飞扬物料时用篷布覆盖严密，装量适中，不得超限运输。

（2）配备专用洒水车，对施工现场和运输道路经常进行洒水湿润，减少扬尘，生活区周围有条件的地段采用混凝土硬化路面。

（3）作业场地及运输车辆
应及时清扫、冲洗，保证场地及车辆的清洁。

在有粉尘的作业环水中作业，除洒水和通风外，作业人员还必须配备个人劳保防护用品。

（4）加强施工机械及运输车辆的养护，减少尾气排放量并保证尾气排放质量达标。

4绿色环保效果
本工程采用原有植被回植，减少了剥离植被及废弃渣土，避免了污染物对当地脆弱的生态环境造成影响；同时使高原上十分珍贵的草皮和表层腐殖土得以保存，回植后植被能够很好地适应当地的高寒环境，植被成活率高；并与周围环境相协调，对于施工过程中的环境保护以及完工后的环保恢复都有着重要影响。

采用原有草皮回填的方法恢复场地绿化，节约了腐殖土培育时间，避免了重新播种草籽。

在取得显著经济效益的同时，有效解决了高原生态脆弱冻土地区公路施工后场地恢复的问题，保护了西藏的生态环境，同时减少了施工过程中污染物的排放。

根据施工现场观测，本工程采用
的环保措施防护效果明显，可以在类似工程沿线推广使用.
5结论
（1）高原地区生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢、生态环境十分脆弱，建设工程开挖、路基填筑、土石方散落等极易造成草地、河滩、耕地等局部植被破坏，损坏原有水土保持环境，抗蚀能力减弱并引起水土流失等。

（2）针对开发建设前区域内原有草皮植被的施工场地及临建、取料场、弃土场、路基边坡等施工用地的植被保护，采用原有植被草皮表土回填法。

（3）路基边坡防护时，覆土撒播草籽、集中养护的草皮移植覆盖与坡面水土保持工程技术相结合，提高植被恢复效果，有利于各种乡土植物种类萌发、使边坡植被恢复到良好自然状态。

（4）针对水环境的保护，采取在施工区和生活区设置污水处理系统；而对于声环境与空气的保护，采用了一系列有效的防噪音、防扬尘环保措施。

（5）秉持可持续发展理念和绿色生态理念，采取植被保护、声环境保护、水环境保护及空气保护等措施，保护了施工场地的生态环境，解决了高原生态脆弱冻土地区公路施工后场地恢复的问题；减少了施工过程中污染物的排放，节约了绿化环保成本，为类似地区相关工程提供了施工环境保护经验。

“五好”高速公路创建等各项重点工作，书写新时
代四川高速公路新篇章。

（2）在建设运维阶段，强调“以人为本”，注重"高效、安全、环保、舒适、文明"，使得行业逐步转向电气化、智慧化、共享化建设运维层面。

2020年7月28日，住建部、发改委等13部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，指出要以数字化、智能化升级为动力，加大智能建造在工程建设各环节应用。

因此，高速公路改扩建工程应充分借鉴国内外先进成功经验，将BIM、GIS、车/物联网、5G/6G等新技术、新工艺应用于规划、建设、运维等全寿命周期，提升高速公路建设运维管理智慧化水平。

同时，强化建设运维阶段资金投入效能，注重电气化、智慧化交通与新基建融合，实现人-车-路-环境系统深度融合大发展，实现跨行业数据共享与交互，路网监测、公众服务、应急处置等功能实施将更加高效。

4结论
本文以四川省高速公路为研究对象，剖析高速公路发展进程、基础设施质量、路网运行情况等内容，结合未来高速公路发展新形势要求，提出适合省情的高速公路改扩建需求发展趋势，为行业管理部门决策提供参考性意见.
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