高速公路水土保持措施分析

高速公路水土保持措施分析

我国高速公路的迅速发展对经济的发展起到了巨大地促进作用,由此产生所引起的水土流失却给环境带来重要的威胁。如何预防及杜绝水土流失是我们高速公路建设中的需要解决的一项重要工作,对水土保持措施的研究有重要的意义。

标签：高速公路;水土;保持

1 西部地区高速公路中水土流失的现状

高速公路的建设,由于标准高,路基的平、纵线形要求严格,在建设过程中产生大量的挖方、填方,加上西部丘陵区交通不便,土石方调运困难,因而不得不进行大量的借方和弃方,使公路沿线形成大量的取土坑和弃土堆。挖填方和取弃土形成的大面积裸露面,在雨季受雨冲刷产生水土流失,增加河流含沙率,并且局部地区山体开挖往往诱发和加重加速滑坡、泥石流等山地灾害的发生。此外,公路路基

占用林地,损毁植被,降低沿线的植被覆盖率,破坏生态环境。

2 水土流失产生的部位

2.1 高深路堑

挖方路基使原坡面发生变化,产生新的坡面,且这些坡面较陡。同时,在开挖削坡时剥离了原有的抗侵蚀能力较强的地表,使表层结构受到扰动,岩土变得松软,土体抗蚀能力降低,且植被遭到破坏,使表土与植被的平衡关系失调,表土层抗蚀能力减弱,土壤侵蚀从天然状态下较为缓慢地自然侵蚀过程在极短的时间内迅速

转化为强烈的工程性加速侵蚀。

2.2 路堤边坡

由于施工工艺和技术限制,边坡土体无法夯实,结构松散、粘性差、密度低于该种土质的天然密实度,加之植被尚未形成,在雨水作用下边坡经常出现严重冲刷,发生片蚀、浅沟蚀等侵蚀,大量土石方涌入农田,阻塞道路,同时也影响施工进度。

2.3 取土场

取土场施工过程中,取土场开挖后形成坡前空地和挖损边坡两个部分,坡前空地一般为土质,表层土体结构比较疏松,土壤侵蚀为片蚀、细沟侵蚀等水力侵蚀形式,侵蚀强度中度;挖损边坡陡峭,有的近于直立状态,边坡质地有土质、石质和土石

混合质。由于边坡坡度大,暴雨时极易产生剧烈。

2.4 弃土场

在公路建设中,产生大量土石方,这些土石方一部分就近用作路堤填料,另一些不宜用作路堤填料,或多余的土石方由于运输条件以及各标段施工单位之间难以配合等原因不便运往填方段,就被当作弃渣就近堆放。弃渣场土体结构松散,表面裸露,透水性强,不均匀沉降剧烈。自然形成的松散边坡稳定性差,坡度较陡,为30-40度,接近天然休止角,抗蚀性极差,如果防护不善,在雨滴打击及地表径流的冲

刷下,极易发生剧烈的水土流失。

2.5 临时占地

临时占地分布在公路沿线,主要包括原料场、生活区、仓库、拌合场、预制场、弃土临时存放地等,这些区域破坏原有植被,且得到了不同程度的夯实,土壤入渗率降低,径流量增加,在一定程度上加剧了水土流失。尤其山区公路建设过程中原料场及废弃土存放地管理不当时,容易发生片蚀、浅沟蚀等形式的水土流失。

3 高速公路水土流失形式

3.1 水力作用造成的水土流失

施工过程中新筑的路基或产生的渣土,因其结构疏松、空隙度大,在雨滴的打击和水流的冲刷下产生水土流失。

3.2 重力作用造成的水土流失

在公路建设中,由于线路开挖及土石方的开采,改变了原有的地形地貌,使地表原有的土石结构平衡遭到破坏,在重力作用下,发生塌落,滑坡等破坏,产生水土

流失。

3.3 水力和重力共同作用下的水土流失

施工过程中产生的砂石料,因其质地疏松、空隙度大,在雨后吸水饱和,破坏了原来的平衡,造成滑坡、泥石流、山洪等危害,危及下游的村庄、道路、水利工程

等。

3.4 风力作用造成的水土流失

在施工过程中及施工完成后几年内,地表植被尚未完全恢复,使得施工区内地

表裸露,在风力作用下,产生剥蚀等表土流失。

4 高速公路水土保持措施

水土保持措施包括水土保持工程措施和植物措施。工程措施主要涉及重點防护和绿化美化区的路基防护工程、弃渣场重点治理区拦渣坝工程和取土场等整治利用区的土地整治工程;植物措施包括重点防护和绿化美化区的路基边坡绿化、中央分隔带绿化、隔离栅绿化、互通式立交绿化及服务区绿化美化工程、弃渣场植物护坡、渣面造林种草绿化以及取土场植物护坡、施工便道植物护坡等工程。

4.1 水土保持工程措施

高速公路在工程设计中充分考虑了水土保持工作的重要性,许多工程和措施既是安全、美化和环保的需要,也具有很好的水土保持功能,根据工程单元及其施工占地特点,一般将高速公路水土流失防治划分为主体工程防治区(Ⅰ区)、料场弃渣场防治区(Ⅱ区)、临时工程防治区(Ⅲ区)和直接影响区(Ⅳ区)四个子防治区域。水土流失量大部分发生在施工期,路基防护措施、绿化工程和水保工程均未建好,主体工程设计中又没有对施工期路基边坡单元(特别是填方边坡)采取有效的临时性防护措施,水土流失不能得到及时全面的控制,因此需要进行补充,并提出相

应的施工要求。

(1)在主体工程施工过程中,为控制开挖和回填产生的水土流失,在路基尤其回填路段和一侧开挖路段施工前应沿着设计的路基排水沟开挖临时性的排水沟,并沿排水沟每隔一定距离设置一个沉沙凼,在每个沉沙凼下游设置滤网挡沙,定期清理沉沙凼的淤积物。此外,在进行路基填筑时,在坡脚还应设土工布挡沙。路基临时排水沟要先于路基回填与开挖,并在路基竣工后改作永久捧水沟,要做到路基

临时排水沟的挖方同路基挖方一起处理。

(2)弃土或弃渣是公路建设水土流失的重要来源,且公路作为一种线性分布的工程,与其他建设项目相比具有跨越多种地貌单元的特点。在建设过程中,随着地貌形态的不同,产生的弃渣数量和品质不同,设置弃渣场的自然条件不同,工程措施也就不同,因此,弃渣场的合理选址和科学防护,是公路建设水土保持的关键。将弃渣置于沟头、沟中、沟口或将沟道全部填平,是山区和丘陵区采用的主要方法。比如弃渣置于凹岸。对于较大河流的凹岸,应选择洪水频率较小时形成的凹岸或一般洪水冲刷不到的凹岸设置弃渣场。弃渣场切不可凸出河岸太多,以免造成顶

冲,使河道的水流形态发生较大的改变。

(3)临时占地水土流失防止措施。施工单位动土工程尽量安排避开雨季,场地平整尽量做到挖、填平衡,减少弃渣、弃土量。应严格控制施工过程中料、渣的堆放和处置,禁止无序的乱堆乱捧。及时清除排水沟中的冲淤物,以保持排水系统

的通畅。

4.2 水土保持的植物措施

水土保持的植物措施以公路路基边坡及其附属建筑物的植物防护与绿化美化、弃渣场植物防护与植被再造恢复为主,适地适树,提高公路沿线植被覆盖率,达到控制水土流失,美化项目区环境的目的。为了保护路堑、路堤等边坡的稳定,可以利用植物材料进行防护,植物的根系纵横交织,十分发达,能有效地增加土壤机械固着能力,对提高防冲,防蚀能力、保持水土、稳固路基非常有效。它可截流,阻挡雨水直接冲击坡面,加大坡面的粗糙度,减少地表径流,防止路基变形及坡面坍塌。另外,路基的稳定和含水量有很大关系,路基含水量过大,是造成路面破坏的重要原因之一。尽管在路基设计中,考虑到一定的排水和隔水的措施,但若把工程措施与生物措施结合起来,起稳定路基的效果会更佳。在水土保持的植物措施方面,因地制宜,因害设防,在防治水土流失的同时,提高环境保护与质量,维持水土资

源的可持续利用。

参考文献

[1]张吉生,肖刚,李颖.浅丘陵低山区水土流失的危害及综合防治对策[J].经