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公路工程主體工程設(shè)計(jì)與水土保持方案相結(jié)合初探

2011-08-17 08:02:32曾冬梅江曉銳
中國(guó)水土保持 2011年9期
關(guān)鍵詞:風(fēng)積主體工程料場(chǎng)

曾冬梅,張 蕾,江曉銳

(1.新疆水利廳農(nóng)牧區(qū)水利規(guī)劃總站,新疆烏魯木齊830000;2.新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,新疆烏魯木齊830000)

公路建設(shè)大大促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但在公路建設(shè)過(guò)程中,大面積、高強(qiáng)度的開(kāi)挖嚴(yán)重?cái)_動(dòng)、破壞了原生的自然地表植被,損壞了地表原有的水土保持功能。公路工程一般里程較長(zhǎng),其施工機(jī)械化程度高、機(jī)械作業(yè)范圍廣、對(duì)工程區(qū)影響較大,并且施工生產(chǎn)生活區(qū)、料場(chǎng)、棄渣場(chǎng)主要沿公路兩邊布置,若不加以防護(hù),就會(huì)造成嚴(yán)重的水土流失。隨著水土保持法的頒布實(shí)施,基本上所有的項(xiàng)目在主體工程設(shè)計(jì)中均設(shè)計(jì)了一些具有水土保持功能的措施,這些措施的實(shí)施在很大程度上能有效控制項(xiàng)目建設(shè)水土流失現(xiàn)象的發(fā)生,滿(mǎn)足水保要求,但在編制水土保持方案時(shí),編制人員還是很有必要重視與主體工程設(shè)計(jì)人員的技術(shù)交流,力爭(zhēng)使水土保持方案中新增水土保持措施與主體工程設(shè)計(jì)的水土保持措施不重不漏、經(jīng)濟(jì)合理且可操作性強(qiáng),從而更好地防止項(xiàng)目建設(shè)引起的人為水土流失。

1 S215線(xiàn)三岔口—莎車(chē)段高速公路工程簡(jiǎn)介

S215線(xiàn)三岔口—莎車(chē)段高速公路工程是《新疆維吾爾自治區(qū)公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2003—2020年)》中公路第二環(huán)“喀什—莎車(chē)—巴楚—圖木舒克—阿拉爾—阿克蘇—阿圖什—喀什”的重要組成部分,也是通道七“阿克蘇—阿拉爾—圖木舒克—巴楚—莎車(chē)”的重要組成部分。

擬建的S215線(xiàn)三岔口—莎車(chē)段高速公路工程位于新疆維吾爾自治區(qū)喀什境內(nèi),推薦線(xiàn)路全長(zhǎng)228.816 km,為新建的整幅高速公路,路基寬28 m,設(shè)計(jì)行車(chē)速度120 km/h。路線(xiàn)穿越荒漠區(qū)、綠洲區(qū)及風(fēng)積沙區(qū)3個(gè)大的地形地貌區(qū)。

項(xiàng)目由主線(xiàn)路基、連接線(xiàn)路基、立交工程、橋涵工程附屬設(shè)施、取料場(chǎng)(兼棄渣場(chǎng))、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道等組成。工程總占地 2103.44 hm2,其中永久占地 1478.15 hm2,臨時(shí)占地625.29 hm2。全線(xiàn)挖方總量 262.10 萬(wàn) m3,填方總量1984.17萬(wàn)m3,借方總量1942.72萬(wàn)m3(設(shè)取料場(chǎng)14處,其中砂礫料場(chǎng)2處、風(fēng)積沙料場(chǎng)12處),棄方總量220.65萬(wàn)m3(其中耕殖土169.58萬(wàn)m3全部用于立交區(qū)、附屬設(shè)施綠化覆土和綠洲區(qū)主線(xiàn)路基兩側(cè)護(hù)坡,路基清表含鹽土和橋梁鉆渣共計(jì)51.07萬(wàn)m3用于回填本工程2處砂礫料場(chǎng)料坑)。

2 項(xiàng)目區(qū)自然環(huán)境概況

項(xiàng)目區(qū)位于歐亞大陸腹地,屬典型大陸性干旱氣候區(qū),夏季短而炎熱,冬季長(zhǎng)而嚴(yán)寒,氣溫變化劇烈,降水稀少,蒸發(fā)強(qiáng)烈,氣候極為干燥。工程經(jīng)過(guò)區(qū)域氣象要素見(jiàn)表1。

工程穿越的3個(gè)大的地形地貌區(qū),土壤及地表物質(zhì)組成、地表植被有所不同?;哪畢^(qū)土壤主要為棕漠土及鹽土,植被覆蓋率在5%左右;綠洲區(qū)土壤主要為草甸鹽土及灌淤土,植被覆蓋率約40%;風(fēng)積沙區(qū)土壤主要為風(fēng)沙土,地表基本無(wú)植被,局部地下水位較高的區(qū)域生長(zhǎng)有蘆葦,植被覆蓋率在5%以下。

3 防治措施

3.1 主體工程區(qū)

主體設(shè)計(jì)中針對(duì)主體工程區(qū)采取的具有水土保持功能的措施有:①在沿線(xiàn)大部分區(qū)域設(shè)置邊溝、排水溝、截水溝,使路面匯水通過(guò)邊溝或排水溝引入灌區(qū)或天然溝渠,路基邊溝、排水溝、截水溝的匯水最終通過(guò)橋梁、涵洞排入天然河道或人工渠道。②對(duì)立交區(qū)路堤邊坡采用混凝土網(wǎng)格防護(hù),網(wǎng)格內(nèi)植草綠化,可有效防止坡面匯流對(duì)路基邊坡的沖刷。③經(jīng)過(guò)風(fēng)積沙區(qū)的線(xiàn)路兩側(cè)多為半固定和流動(dòng)沙丘,針對(duì)此,主體工程設(shè)計(jì)在風(fēng)沙活動(dòng)對(duì)公路影響較大的路段兩側(cè)各100 m范圍(包含路基邊坡)設(shè)置草方格和防沙障。④沿線(xiàn)區(qū)域多風(fēng)沙天氣,對(duì)工程的影響主要表現(xiàn)為風(fēng)沙上路掩埋路基,或?qū)蔑L(fēng)積沙填筑的路基造成風(fēng)蝕出現(xiàn)路基削底、掏空和坍塌等現(xiàn)象,主體工程設(shè)計(jì)中針對(duì)此在路基兩側(cè)邊坡鋪設(shè)礫石土包邊。⑤在綠洲區(qū)段互通式立交橋環(huán)內(nèi)將清表含腐殖質(zhì)土回覆。

表1 工程經(jīng)過(guò)區(qū)域氣象要素

從主體工程安全考慮,主體工程設(shè)計(jì)中設(shè)置了上述水土保持措施,這些措施的實(shí)施在很大程度上控制了公路沿線(xiàn)水土流失現(xiàn)象的發(fā)生,滿(mǎn)足了水保要求。但在編制水土保持方案時(shí),從水土保持角度分析,主體工程區(qū)還須補(bǔ)充和完善一些水土保持措施,爭(zhēng)取把水土流失降到最小。需補(bǔ)充的措施主要有:①荒漠區(qū)段由于降水量稀少、地下水埋深較深、無(wú)河流等地表水源分布、土壤貧瘠,不適宜采取植物措施,所以針對(duì)荒漠區(qū)段路基工程的水保防護(hù)措施應(yīng)以工程措施和臨時(shí)措施為主,主要有礫石壓蓋、土地平整、灑水等。綠洲區(qū)段植被覆蓋率達(dá)40%左右,周?chē)休^發(fā)達(dá)的灌溉渠系,土壤主要為草甸鹽土及灌淤土,腐殖質(zhì)含量高,路基工程的水保防護(hù)措施要以工程措施和植物措施為主;另外,路基施工清除的含腐殖質(zhì)表土須集中單獨(dú)堆放,為防止棄渣在臨時(shí)堆放期間發(fā)生風(fēng)蝕,棄渣堆置完畢后,需對(duì)渣堆表面進(jìn)行機(jī)械壓實(shí),施工結(jié)束后對(duì)路基兩側(cè)護(hù)坡道進(jìn)行土地平整,并在護(hù)坡道采取撒播草籽措施。②為給工作人員提供良好的工作、生活條件,施工結(jié)束后對(duì)附屬設(shè)施區(qū)進(jìn)行綠化美化。③在綠洲區(qū)段互通式立交橋環(huán)內(nèi)覆土區(qū)域細(xì)化綠化措施。

3.2 料場(chǎng)區(qū)

3.2.1 砂礫石料場(chǎng)

該工程共有2處砂礫石料場(chǎng),主體工程設(shè)計(jì)中對(duì)砂礫石料場(chǎng)采取的具有水保功能的措施主要有:分區(qū)分段開(kāi)挖,開(kāi)采深度不超過(guò)3.5 m;將砂礫石料場(chǎng)清表土和開(kāi)挖棄料單獨(dú)堆放,施工完畢將臨時(shí)堆放的棄料回填料坑。在編制水土保持方案時(shí)補(bǔ)充和完善的措施有:①在寬淺型沖溝料場(chǎng)的上游側(cè)布設(shè)排水溝;②開(kāi)采初期,料場(chǎng)的部分棄料由于施工時(shí)序的要求,需臨時(shí)堆放在料場(chǎng)未開(kāi)采的區(qū)域,對(duì)這部分棄料需補(bǔ)充采取灑水防護(hù)措施,根據(jù)料場(chǎng)開(kāi)采情況,后期棄料應(yīng)直接回填到已開(kāi)采完畢的料坑內(nèi);③在料場(chǎng)開(kāi)挖過(guò)程中,要求施工單位按1∶2的穩(wěn)定邊坡開(kāi)挖;④運(yùn)輸砂礫石料的車(chē)輛,裝載砂礫石料不得高出車(chē)頂,并用防塵網(wǎng)進(jìn)行苫蓋;⑤施工結(jié)束對(duì)料場(chǎng)擾動(dòng)范圍要因地制宜地采取工程措施進(jìn)行防護(hù)。

3.2.2 風(fēng)積沙料場(chǎng)

該工程共選擇12處風(fēng)積沙料場(chǎng),其中5處位于半固定沙丘區(qū),7處位于流動(dòng)沙丘區(qū),地表剖面主要成分均為沙子,有機(jī)質(zhì)及黏粒膠體極少。主體工程設(shè)計(jì)中考慮到半固定沙丘區(qū)域植被覆蓋率小于5%,流動(dòng)沙丘區(qū)域地表基本無(wú)植被,無(wú)水源條件,因此針對(duì)風(fēng)積沙料場(chǎng)不考慮植物措施。在編制水保方案時(shí),考慮到風(fēng)積沙顆粒細(xì),流動(dòng)性很大,建議在距離公路較近的風(fēng)積沙料場(chǎng)擾動(dòng)區(qū)域使用草方格措施進(jìn)行防護(hù),以便將施工擾動(dòng)造成的危害降到最小。

3.3 棄渣場(chǎng)區(qū)

主體工程設(shè)計(jì)中將料場(chǎng)開(kāi)挖后形成的料坑作為渣場(chǎng),既減少了工程占地,又減少了擾動(dòng)地表的面積,對(duì)減少水土流失量也具有一定的作用。

從水土保持角度分析,棄渣場(chǎng)區(qū)還需補(bǔ)充和完善的水土保持措施主要有:①由于施工工序的要求,部分棄渣需在料場(chǎng)未開(kāi)采區(qū)域臨時(shí)堆置,所以要對(duì)臨時(shí)棄渣進(jìn)行臨時(shí)防護(hù);②主體設(shè)計(jì)中只要求料場(chǎng)棄料堆放于料場(chǎng)跡地,未對(duì)棄渣堆置方式提出要求,故而在編制方案時(shí)需明確棄渣堆置應(yīng)采取平鋪于料場(chǎng)跡地,再進(jìn)行土地平整的施工方法,然后采取機(jī)械壓實(shí)的措施。

3.4 施工生產(chǎn)生活區(qū)

主體工程設(shè)計(jì)中明確施工結(jié)束后施工單位要拆除臨時(shí)建筑物等臨建設(shè)施,清運(yùn)垃圾。從水土保持角度分析,施工期間還需對(duì)位于荒漠區(qū)施工生產(chǎn)生活區(qū)臨時(shí)堆放的細(xì)顆粒砂料進(jìn)行臨時(shí)防護(hù);施工結(jié)束后的施工跡地應(yīng)根據(jù)水保要求進(jìn)行土地平整,恢復(fù)原地貌,并對(duì)擾動(dòng)地表采取壓實(shí)后灑水等措施,防止水土流失發(fā)生。

3.5 施工道路區(qū)

主體工程設(shè)計(jì)中對(duì)施工道路采取的措施主要是在臨時(shí)道路表面鋪設(shè)砂礫石,可促使路面硬化。

水土保持方案增加了以下措施:①在高溫燥熱時(shí)段對(duì)新建施工便道進(jìn)行灑水,一日2~4次;氣候溫和時(shí)段一日1~2次,促使路面硬化,減少水土流失。②施工期間為嚴(yán)格限定運(yùn)輸車(chē)輛行駛范圍,減少對(duì)地表不必要的擾動(dòng),在施工便道兩側(cè)設(shè)置彩旗,施工結(jié)束后移除。

針對(duì)該項(xiàng)目,主體工程設(shè)計(jì)與水土保持方案相結(jié)合后,3區(qū)所形成的防治措施體系如圖1—3。

圖1 風(fēng)積沙區(qū)水土流失防治措施體系

4 結(jié)語(yǔ)

為達(dá)到最大限度地防治水土流失的目的,公路建設(shè)中水土流失防治措施的布設(shè)除應(yīng)注重與主體工程設(shè)計(jì)結(jié)合,做到不重不漏外,還應(yīng)根據(jù)工程沿線(xiàn)地貌類(lèi)型、氣候條件、土壤、植被等情況,充分聽(tīng)取和吸收施工單位和業(yè)主的意見(jiàn),以確定合理的防護(hù)措施,切忌生搬硬套。

圖2 荒漠區(qū)水土流失防治措施體系

圖3 綠洲區(qū)水土流失防治措施體系

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