荊 銳,王旭丹

(1.黑龍江省水土保持科學(xué)研究所;2.黑龍江省哈同高等級(jí)公路管理處)

1 項(xiàng)目及自然環(huán)境概況

綏北公路北安段為二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn),水泥混凝土路面,路長(zhǎng) 67.82km,路寬12m。地理位置在東經(jīng)126°26′～126°58′,北緯 47°25′～48°21′,是由小興安嶺山地向松嫩平原的過(guò)渡地帶,屬松嫩平原的一部分。路線走向由南向北,起點(diǎn)為北安市通肯河大橋,終點(diǎn)為北安市出口(鶴嫩公路北五段K1+ 000)處。

線路經(jīng)過(guò)地區(qū)屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,氣溫變化大,年平均氣溫 -2℃。年均降水量在 460～610mm,降水多集中在 7～9月份,約占全年降水量的 70%左右。年平均徑流深約 97mm。主要土壤有黑土、暗棕壤和草甸沼澤土。植被主要以農(nóng)作物為主,有少部分次生林,樹(shù)種有山楊、白樺、椴樹(shù)、水曲柳、黃菠蘿、胡枝子、平榛、忍冬、旱柳、刺五加等;草本植物有小葉樟、野豌豆、野玫瑰等。

2 公路建設(shè)水土流失預(yù)測(cè)

公路建設(shè)在改善當(dāng)?shù)亟煌l件,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),也帶來(lái)水土流失等環(huán)境問(wèn)題。水土流失主要發(fā)生在基本建設(shè)期,工程施工的線路長(zhǎng),擾動(dòng)面積大,開(kāi)挖路基工程、取土、棄土等,破壞了原地貌和地表植被,使土壤的結(jié)構(gòu)遭到破壞,抗侵蝕能力降低。裸露面在水力、風(fēng)力的作用下,極易產(chǎn)生水土流失。水土流失的來(lái)源主要有主體工程區(qū)、取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)、臨時(shí)施工區(qū)和臨時(shí)道路。生產(chǎn)運(yùn)行期由于各項(xiàng)水土保持措施逐步發(fā)揮作用,控制了新增的水土流失,故對(duì)基本建設(shè)期的各治理區(qū)的水土流失作為重點(diǎn)分析預(yù)測(cè)。

綏北公路北安段工程在施工過(guò)程中,擾動(dòng)原地貌、破壞地表植被面積很大,經(jīng)實(shí)地勘測(cè)及有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),工程總占地為331.40hm2。其中:旱田263.12hm2,水田17.08hm2,林地5.91hm2,荒草地45.29hm2。

2.1 主體工程

主體工程施工過(guò)程中清基、削坡等破壞了原地貌和地表植被,土層擾動(dòng)后,土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞,土壤粘結(jié)力降低,土層出現(xiàn)松動(dòng),易產(chǎn)生坍塌和滑坡等重力侵蝕。該區(qū)擾動(dòng)地表面積295.74hm2,水土流失量17903.60t。

2.2 取土場(chǎng)

公路建設(shè)需要大量的填方,路基填土除少部分挖方可縱向調(diào)運(yùn)外,其他均為大型取土場(chǎng)集中取土,取土?xí)r擾動(dòng)和破壞地表 24.01hm2。料場(chǎng)在開(kāi)采過(guò)程中,由于表土層結(jié)構(gòu)的變化和沒(méi)有植物根系的固土作用,裸露的地表在降雨時(shí),產(chǎn)生的水土流失量為 5282.20t。表土的存放以及開(kāi)挖中形成的高陡邊坡,也均存在著面蝕和重力侵蝕的可能。

2.3 棄土場(chǎng)

工程施工中產(chǎn)生的棄土、棄渣主要來(lái)源是公路清基、取料場(chǎng)的清覆蓋和附屬建筑的開(kāi)挖等。經(jīng)實(shí)地勘察,棄土場(chǎng)擾動(dòng)地表面積 2.85hm2,土料場(chǎng)清覆蓋時(shí)剝離的無(wú)用層為7.20萬(wàn)m3,屬臨時(shí)棄土;主體工程施工產(chǎn)生的永久棄土23.66萬(wàn)m3。這些棄土在風(fēng)力、水力的作用下,將產(chǎn)生水土流失。

2.4 臨時(shí)施工區(qū)

臨時(shí)施工區(qū)包括臨時(shí)生產(chǎn)區(qū)和臨時(shí)生活區(qū),占地面積5.30hm2。施工期間臨時(shí)設(shè)施占用的地表將被清理、整平,植被覆蓋度降低,抗蝕能力下降。施工結(jié)束,建筑物拆除后形成的裸露地表,易產(chǎn)生水土流失,預(yù)測(cè)流失量 993.75t。

2.5 臨時(shí)道路

臨時(shí)道路長(zhǎng)5.80km,占地面積3.50hm2。在施工過(guò)程中臨時(shí)道路路面因機(jī)械碾壓表層疏松,在侵蝕外應(yīng)力的作用下可產(chǎn)生的水土流失量 577.50t。

3 防治技術(shù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

(1)規(guī)劃設(shè)計(jì)的水土保持措施應(yīng)與主體工程的防護(hù)工程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合,形成完整的水土流失防治體系,因地制宜合理布設(shè)水土保持防治措施,避免重復(fù)設(shè)計(jì)。

(2)水土保持措施應(yīng)緊密結(jié)合公路建設(shè)的施工特點(diǎn),根據(jù)項(xiàng)目區(qū)產(chǎn)生水土流失的輕重程度,提出切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案,作到“因地制宜,因害設(shè)防”,重點(diǎn)治理和一般防護(hù)相結(jié)合,工程措施與植物措施相互配置的原則。

4 分區(qū)防治技術(shù)措施布局

公路建設(shè)工程水土流失防治責(zé)任范圍劃為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū),根據(jù)工程建設(shè)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的破壞情況和水土流失防治的重點(diǎn),將劃分為主體工程防治區(qū)、取土場(chǎng)防治區(qū)、棄土場(chǎng)防治區(qū)、臨時(shí)施工區(qū)防治區(qū)、臨時(shí)道路防治區(qū)。

4.1 主體工程區(qū)防治措施

在主體工程設(shè)計(jì)中,考慮到水力、風(fēng)力、重力對(duì)路基影響而產(chǎn)生的水土流失,所以在易產(chǎn)生水土流失的邊坡采取了減緩邊坡坡度、開(kāi)挖漿砌石護(hù)坡和漿砌石擋土墻等防護(hù)措施,有效地控制路基施工區(qū)水土流失。

4.2 取土場(chǎng)防治措施

(1)攔渣工程

取土場(chǎng)在取土?xí)r首先剝離腐殖層,集中堆放在料場(chǎng)一側(cè),為防止棄土在臨時(shí)堆放中產(chǎn)生的水土流失,堆放時(shí)應(yīng)采取自下而上、從里向外的堆放方式,堆成邊坡為 1∶3,高為2m的土體,且對(duì)棄土坡面進(jìn)行壓實(shí)。另在棄土的坡腳處用編織袋充裝廢棄土進(jìn)行臨時(shí)攔擋,待施工結(jié)束經(jīng)土地整治后,將棄土作為覆蓋進(jìn)行利用。

(2)開(kāi)挖坡面的防治措施

施工結(jié)束后料場(chǎng)的開(kāi)采面將形成裸露的開(kāi)挖面,采取的治理措施是對(duì)其進(jìn)行直線削坡,坡比為 1∶3,削坡后進(jìn)行穴狀整地,營(yíng)造護(hù)坡林,護(hù)坡林采用深根性與淺根性相結(jié)合,且護(hù)坡效果最佳的喬灌混交方式,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件,喬木選用落葉松,株行距 2m×2m,灌木選用胡枝子 46.2萬(wàn)株,株行距為0.5m×0.5m。

(3)開(kāi)挖后裸露地的防治措施

料場(chǎng)為崗地取土,根據(jù)料場(chǎng)有用層厚度及取土深度,取土后開(kāi)挖底面將形成基本與周邊地持平的裸露面。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況以及立地條件,選擇栽植落葉松總計(jì) 6萬(wàn)株,將原保存的腐殖土平鋪到裸露地上,造林采用純林方式,株行距2m×2m。

(4)坡腳防治措施

為防止降雨沖刷而使坡腳產(chǎn)生水土流失,需在削坡后的坡腳處開(kāi)挖排水溝。排水溝長(zhǎng) 1.47km,斷面設(shè)計(jì)為梯形,通過(guò)計(jì)算確定排水溝的底寬0.5m,頂寬1.7m,深0.6m,內(nèi)邊坡坡比為 1∶1。

4.3 棄土場(chǎng)防治措施

公路施工中布設(shè)永久棄土場(chǎng) 7處,棄土場(chǎng)均設(shè)置在公路附近的緩坡上,排放時(shí)采用分層排放層層壓實(shí)的方式。因工期較長(zhǎng),為防止水土流失,在棄土的坡腳采用棄土充裝的編制袋作臨時(shí)攔擋,待工程結(jié)束后拆除。棄土堆的頂部栽植喬灌混交林。栽植楊樹(shù)5125株,株行距2m×2m;胡枝子8.2萬(wàn)株,株行距0.5m×0.5m。對(duì)棄土的側(cè)面進(jìn)行修坡,坡比1∶3,坡面種植草種為早熟禾。距坡腳 1m處修排水溝3.5km,斷面為梯形,底寬0.5m,上口寬1.7m,深0.6m,內(nèi)坡比 1∶1。

4.4 臨時(shí)施工區(qū)防治措施

臨時(shí)施工區(qū)包括臨時(shí)生產(chǎn)區(qū)和臨時(shí)生活區(qū)。該區(qū)水土流失防治的重點(diǎn)是施工結(jié)束后臨時(shí)建筑物拆除后形成的裸露地表,對(duì)施工期間破壞的區(qū)域進(jìn)行整地后恢復(fù)原地類(lèi)。該區(qū)占地5.30hm2,其中,對(duì)施工占?jí)簠^(qū)域經(jīng)全面表土復(fù)原,增施有機(jī)肥和翻耙整地后,恢復(fù)耕地4.55hm2,種草0.75hm2,草種選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的早熟禾。

4.5 臨時(shí)道路區(qū)防治措施

臨時(shí)道路共5.8km,施工期的治理措施為,路外側(cè)進(jìn)行削坡壓實(shí),為防止坡面徑流沖刷路面,路兩側(cè)挖排水溝,排水溝長(zhǎng)11.60km,斷面為梯形,內(nèi)邊坡比為1∶0.75、寬0.3m、深為 0.4m。施工結(jié)束后,路面經(jīng)整地后,恢復(fù)原地類(lèi)耕地3.5km2。

4.6 直接影響區(qū)

該區(qū)雖在施工建設(shè)中受到影響,但產(chǎn)生的水土流失輕微,采取的措施是在施工結(jié)束后,迅速恢復(fù)原地類(lèi),恢復(fù)耕地33.91hm2。

5 結(jié) 語(yǔ)

該項(xiàng)目 2002年開(kāi)始施工,2005年 10月進(jìn)行水土保持工程驗(yàn)收,通過(guò)采用上述設(shè)計(jì)施工,減少了施工破壞地貌植被與水土流失產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)上最大限度地保護(hù),施工中最低程度地破壞和最大程度地恢復(fù),使工程建設(shè)產(chǎn)生的水土流失得到了有效控制,擾動(dòng)土地治理率達(dá)到 95%,水土流失治理程度達(dá)到 77.43%,攔渣率達(dá)到了 92.8%,保土量達(dá)24765t,控制率達(dá) 97.27%?；謴?fù)耕地41.96km2,恢復(fù)植被69.57km2,植被覆蓋率達(dá)到 7.56%,形成工程措施與植物措施相結(jié)合的綜合防護(hù)體系,達(dá)到了預(yù)期的工程設(shè)計(jì)控制水土流失的目標(biāo)。