李智蘭

(山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024)

鐵路專用線工程取土、棄土場合并治理探討

李智蘭

(山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024)

取(棄)土場；水土流失；水土保持；鐵路專用線工程

通過對高河礦井鐵路專用線工程取(棄)土場水土流失形式及危害進(jìn)行分析，結(jié)合工程取土、棄土工藝，從水土保持角度提出了取土場兼做棄土場的設(shè)計(jì)思路，即先取土、后棄土，再進(jìn)行水土保持設(shè)計(jì)。取、棄土場的合并治理，不僅可以節(jié)約土地、減少水土流失、降低水土保持投資，而且有利于區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善。

鐵路工程等線型開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在建設(shè)過程中，取、棄土量大，往往需要設(shè)置專門的取土場和棄土場。取土場和棄土場為取土和棄渣集中堆存區(qū)，是最容易引發(fā)水土流失的區(qū)域，也是新增水土流失量最大的區(qū)域。為減少工程取土、棄土對周邊環(huán)境的影響，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量將取土場與棄土場合并。

1 工程概況

高河礦井鐵路專用線起點(diǎn)位于長治縣郝家莊小宋車站，途經(jīng)長治市郊區(qū)堠北莊鎮(zhèn)的南津良村，終點(diǎn)為長子縣宋村鄉(xiāng)的小關(guān)村，全長11.672 km。該鐵路專用線建設(shè)內(nèi)容主要有路基工程、橋涵工程和站場工程，工程集中取土、棄土?xí)r段為4—7月。工程占用耕地，表層土壤不能用作路基填方，施工前須將表土清除。工程設(shè)計(jì)取土63.53萬m3、棄土5.09萬m3。工程取土和棄土均在取(棄)土場進(jìn)行，即取土場兼做棄土場，先取土，后棄土。

取(棄)土場位于長治縣西下郝村東側(cè)溝道內(nèi)，現(xiàn)狀高程924～941m，溝道縱坡3%。取(棄)土場儲量在70萬m3以上，占地10.67 hm2。場內(nèi)未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡和泥石流現(xiàn)象，所在溝道下游200 m范圍內(nèi)無重要基礎(chǔ)設(shè)施，不會影響周邊公共設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點(diǎn)等的安全。

2 取(棄)土場水土流失形式及危害

取土場開挖取土后，土體表層疏松，取土平臺以片蝕及細(xì)溝侵蝕等水力侵蝕為主；挖損后，坡面較陡，在降雨條件下易誘發(fā)小型崩塌、滑坡等重力侵蝕，侵蝕強(qiáng)度由輕度侵蝕變?yōu)閺?qiáng)烈侵蝕[1]。

棄土場位于平原區(qū)溝道內(nèi)，95%棄方為土方。棄土結(jié)束后，形成棄土坡面及棄土平臺。棄土平臺以片蝕及細(xì)溝侵蝕等水力侵蝕為主。棄土堆存形成的松散邊坡坡度較陡，欠穩(wěn)定，易侵蝕。坡面侵蝕為面蝕或溝蝕，侵蝕強(qiáng)烈。在降雨集中作用下，易導(dǎo)致崩塌、滑坡及泥石流的發(fā)生[1]。

取(棄)土場占用耕地，水土流失危害主要表現(xiàn)為對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和周邊生態(tài)環(huán)境的影響。工程取土、棄土，造成耕地被擾動，使其原有的蓄水保土功能降低；在暴雨條件下極有可能導(dǎo)致水土流失的發(fā)生，從而帶走土壤中的養(yǎng)分，降低土壤肥力，影響作物生長。取土場的周邊為農(nóng)田，施工過程中如不采取有效的水土保持防護(hù)措施，流失的土石可能壓占農(nóng)田，堵塞田間溝渠，影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[2]。

3 取(棄)土場設(shè)計(jì)

在滿足工程取土、棄土的雙重條件下，將取土場與棄土場合并，即先取土、后棄土，合并治理。結(jié)合工程取土、棄土工藝，對取(棄)土場采取相應(yīng)的工程措施、植物措施和臨時(shí)防護(hù)措施，以減少取土、棄土產(chǎn)生的水土流失。

3.1 取土、棄土工藝

采取分塊取土的方式，分A、B、C三個(gè)區(qū)域進(jìn)行，取(棄)土場平面布置詳見圖1。取土順序?yàn)锳區(qū)→B區(qū)→C區(qū)東北區(qū)→C區(qū)西南區(qū)。為便于棄土結(jié)束后復(fù)耕，取土前先進(jìn)行表土剝離，剝離厚度0.3 m。結(jié)合取土順序，盡量將剝離的表土堆存于后取土區(qū)域，即C區(qū)西南區(qū)；棄土及剝離表土堆存前，對C區(qū)西南區(qū)進(jìn)行表土剝離。A區(qū)取土面積2.09 hm2，取土高程為924～930 m。取土前先剝離表土，與鐵路專用線沿線棄渣分別集中堆存于C區(qū)西南區(qū)。A區(qū)取土完畢后形成一個(gè)高程為924 m的取土平臺，之后在其上堆放0.83 m厚的棄渣，并進(jìn)行碾壓，碾壓結(jié)束后堆放1.20 m厚的表土。

圖1 取(棄)土場平面布置

A區(qū)取棄土結(jié)束后，再進(jìn)行B區(qū)取土，取土前將表土剝離并堆存于C區(qū)西南區(qū)。B區(qū)取土面積2.04 hm2，取土寬度20 m，取土深4.7～6.0 m。B區(qū)取土后形成一個(gè)高程為935 m的取土平臺，取土結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行表土返還，表土返還厚度0.6 m。B區(qū)不堆放棄渣。

B區(qū)取土結(jié)束后，進(jìn)行C區(qū)取土，C區(qū)取土面積6.54 hm2。C區(qū)分兩塊進(jìn)行取土，即先在東北區(qū)域取土，后在西南區(qū)域取土。東北區(qū)域取土?xí)r將剝離的表土及工程沿線棄渣堆存于C區(qū)西南區(qū)域，C區(qū)西南區(qū)域取土?xí)r，再將剝離的表土與棄渣堆存于C區(qū)東北區(qū)域。C區(qū)取土完畢后形成一個(gè)高程為930 m的取土平臺，取土平臺堆放0.53 m厚的棄渣，并進(jìn)行碾壓，碾壓結(jié)束后堆放1.08 m厚的剝離表土。

堆放棄土及剝離表土?xí)r，先將棄土堆存于取土平臺的底部，碾壓密實(shí)后上覆剝離表土利于復(fù)耕。為保證堆存棄土的穩(wěn)定與安全，將棄土的坡比修整成1 ∶2，并在坡面覆土綠化。

3.2 工程措施

3.2.1 表土剝離

該取(棄)土場占用耕地，在取土前進(jìn)行表土剝離，考慮到棄渣中有大量的表土，表土剝離厚度取0.3 m，表土剝離面積為10.67 hm2。棄土結(jié)束后將剝離的表土及時(shí)返還[3]。

3.2.2 擋水土埂

施工前在取(棄)土場頂部邊緣線2 m外設(shè)擋水土埂，長1 100 m，埂高0.3 m，頂寬0.3 m，坡比1 ∶1。取(棄)土結(jié)束后，在距取(棄)土場取土平臺邊界線2.0 m處設(shè)擋水土埂，斷面尺寸同上。A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)取土平臺擋水土埂長分別為50、970、430 m，取(棄)土場共設(shè)擋水土埂2 550 m。

3.2.3 土地整治

取(棄)土場取(棄)土結(jié)束后，先進(jìn)行土地整治，再進(jìn)行表土返還[4]。土地整治面積10.67 hm2。

3.2.4 表土返還

在棄渣碾壓密實(shí)的基礎(chǔ)上，將工程沿線和站場剝離的表土堆放于棄渣頂部，最后將取(棄)土場剝離的表土返還，表土返還量為10.77萬m3(含棄土邊坡坡面覆土)。

3.2.5 防洪排水工程

(1)排水系統(tǒng)布設(shè)。取(棄)土場排水系統(tǒng)包括截水溝、岸邊排水溝和縱向排水溝。在取(棄)土場頂部邊界外緣2 m處，設(shè)周邊截水溝；在取棄土坡腳處設(shè)平臺截水溝；為防止取(棄)土場邊界的擋水土埂擋水后對邊坡產(chǎn)生沖刷，在取棄土場B區(qū)取土邊緣941 m處至溝道下游取土場邊界坡腳處設(shè)岸邊排水溝；在取(棄)土坡面每隔50 m設(shè)一道縱向排水溝。截水溝與縱向排水溝相連，匯水流入兩側(cè)岸邊排水溝，最終排入附近道路兩側(cè)排水溝內(nèi)。

(2)岸邊排水溝設(shè)計(jì)。在取棄土場兩側(cè)邊坡設(shè)置岸邊排水溝，采用漿砌石結(jié)構(gòu)，岸邊排水溝總長為600 m，其中左側(cè)岸坡排水溝長250 m、右側(cè)岸邊排水溝長350 m。岸邊排水溝采用漿砌石矩形斷面，底寬0.5 m，深0.4 m，壁厚0.3 m。

(3)截水溝與縱向排水溝。截水溝與縱向排水溝采用漿砌石矩形斷面形式，寬、深、壁厚均30 cm。截水溝長2 240 m，縱向排水溝長126 m。

3.3 植物措施

由于取(棄)土場周邊為農(nóng)田，結(jié)合周邊情況，對取(棄)土場三個(gè)終了平臺頂部復(fù)耕；在棄土棄渣邊坡覆土的基礎(chǔ)上，撒播紫花苜蓿進(jìn)行坡面防護(hù)。

3.4 臨時(shí)防護(hù)措施

取(棄)土場為表土、棄渣集中堆存區(qū)，是最容易引發(fā)水土流失的區(qū)域[5]，也是該鐵路專用線侵蝕強(qiáng)度最大的區(qū)域。對該區(qū)表土及棄渣實(shí)施臨時(shí)防護(hù)，可以有效預(yù)防和減少表土及棄渣的流失。由于取土、棄土分區(qū)進(jìn)行，施工時(shí)將剝離的表土及棄方臨時(shí)堆存于后期取土的C區(qū)東北區(qū)域和C區(qū)西南區(qū)域，進(jìn)行塊狀臨時(shí)擋護(hù)及苫蓋。雨季和暴雨前，在剝離表土及棄渣堆放地的四周設(shè)置防護(hù)墻，并在坡腳進(jìn)行攔擋；在剝離表土和棄渣堆存區(qū)的頂部苫蓋防護(hù)網(wǎng)，以減少水土流失。施工結(jié)束后，棄渣堆存于取土平臺的底部，剝離的表土覆于棄渣上方，拆除并回收編織袋。

4 結(jié) 語

在滿足工程取土、棄土的雙重條件下，將取土場與棄土場合并，即先取土、后棄土，合并治理，不僅可以減少工程征占土地面積、減輕施工擾動對土壤及植被的破壞，而且可以減少水土流失，有利于生態(tài)環(huán)境的改善。取(棄)土場的合理設(shè)置和水土保持設(shè)計(jì)，為鐵路專用線工程的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

[1] 薛嵎，劉杰.公路建設(shè)區(qū)水土流失的量化探討[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，26(4):418-421.

[2] 牛蘭蘭，丁國棟，趙方瑩.公路建設(shè)項(xiàng)目水土流失及其防治措施初探[J].中國水土保持科學(xué)，2007，5(1):114-118.

[3] 過年生，劉甫平.平原區(qū)公路取土場設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].中國西部科技，2012，11(12):25-26.

[4] 王亮，王健.淺析黃土區(qū)高速公路取土場防護(hù)措施概述[J].公路交通科技，2013，105(9):313-315.

[5] 武哲.大西鐵路水土保持監(jiān)理規(guī)劃及措施[J].人民黃河，2011(11):109-111.

(責(zé)任編輯 孫占鋒)

S157.2

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1000-0941(2015)07-0024-03

李智蘭(1970—)，女，山西文水縣人，高級工程師，從事水土保持和環(huán)境影響評價(jià)工作。

2015-01-10