高速公路水土保持設計中的若干問題探討

姚巍

摘要：由于公路建設過程中水土流失問題的突現，使公路建設項目中水土保持方案的編制日益迫切。本文結合具體的工程介紹了公路建設項目水土流失與水土保持、高速公路水土流失防治措施、植被保持水土的有效性研究。

關鍵詞：高速公路，水土保持，水土流失，路基

前 言

我國公路水土保持源于公路邊坡防護。新中國建立后，公路交通管理部門建立健全了養路機構，各地對所轄路段的路基、路面采取了一系列防護措施，如邊坡防護林、護路林、排水渠、護坡工程、過水涵洞等，在滑坡、坍塌防治方面取得了一些成功的經驗。但隨著改革開放，國家大型公路建設項目紛紛上馬，新的水土流失愈演愈烈。嚴重的水土流失、土地沙漠化等一系列環境問題，引起了有關部門的高度重視[1]。

一、公路建設項目水土流失與水土保持

公路建設項目水土流失是在區域自然地理因素即水土流失類型區的支配和制約下，由于各種自然因素包括氣候、地質、地形地貌、土壤植被等的潛在影響，通過人為生產建設活動的誘發、引發、觸發作用而產生的一種特殊的水土流失類型，它既具有水土流失的共性，也具有自身的特性。因為公路建設是線性項目，對地面的擾動特點表現為多種多樣，因此施工過程中對水資源和土地資源的破壞是多方面的，公路施工過程中要開挖山體、削坡、修隧道、架橋，高處要削低、低地要填高，因此其對土地資源的破壞不僅僅是表層土壤，往往破壞至深層土壤，深者可達幾十米，水土流失形式表現為巖石、土壤、固體廢棄物的混合搬運。從這一點看，公路建設水土保持和其他一般性的人為水土流失是有區別的。公路建設水土流失應根據其自身的特點確定水土流失防治范圍[2]。

水土保持是防治水土流失，保持、改良與合理利用山區、丘陵區和風沙區水土資源，維護和提高土地生產力，以利于充分發揮水土資源的經濟效益和社會效益，建立良好生態環境的綜合性科學技術。而公路建設項目水土保持則是在公路施工過程中公路主體工程、取棄土場、臨時工程等范圍內預防和治理水土流失的綜合性技術。公路建設工程量大，引起的水土流失也較為嚴重，這不僅影響公路自身的安全運行和周邊環境、沿線城鎮、村莊、農田及公共設施，而且會影響水土資源和生態環境。

二、高速公路水土流失防治措施

1.水土流失防治分區

公路建設水土保持根據其工程特點采取分區分期防治，工程建設前期水土保持以工程措施為主，因地制宜，輔以生物措施相結合，快速有效地遏制水土流失，后期主要以植物措施為主，防止水土流失，改善生態環境。公路建設水土流失可分為三個區域，分別為：主體工程防治區、取土場防治區、棄土場防治區。

1.1 主體工程防治區。公路沿線征地范圍劃為主體工程防治區，該區域主要根據挖方、填方情況采取護坡工程、排水工程和植物綠化美化工程，保護路基路面穩定，排除路面水，保證路面行車安全，美化公路運行環境。丹莊高速公路主體工程防治區面積為982.75公頃。

1.2 取土場防治區。根據取土場所處的地理位置及地形條件，采取植物防護與工程防護，防治水土流失。丹莊高速公路取土場防治區面積為29.55公頃。

1.3 棄土場防治區。該區采取工程防護及植物防護等水土保持措施，防止棄渣下泄，穩定堆砌棄渣形成的邊坡，防止水土流失對河道及農田的影響。丹莊高速公路棄土場防治區面積為12.53公頃。

2.水土流失防治措施

水土流失防治措施包括公路主體工程、取土場、棄土場以及臨時工程等項目，主要是通過植物措施和工程措施，使公路建設引起的水土流失減小到最低限度，使經濟效益、社會效益和環境效益相統一。

高速公路主體工程水土保持措施主要包括路基排水、路基防護、公路綠化美化工程以及軟基處理等。

2.1路基路面排水

路基設置完善的排水設施，以排除路基、路面范圍內的地表水和地下水，保證路基和路面的穩定，防止路面積水影響行車安全。同時達到排水通暢，既避免沖刷，又不致造成淤積，減少新的水土流失。本方案設計中采用邊溝、截水溝、排水溝、泄水槽、急流槽等設施。挖方路段及高度小于邊溝深度的填方路段均設置邊溝。

2.2 路基防護

路塹邊坡應是本項目水土保持方案的重點治理對象?？紤]到水土保持及工程穩定性的要求，丹莊高速公路采用的挖方邊坡坡率相對較緩，對土質挖方邊坡采用1：1.75。全線路塹邊坡均采用了相應的防護措施，對土質邊坡主要采用邊坡植草的植物防護措施，對石質邊坡采用在其坡腳處設置2m高的漿砌片石擋土墻的工程防護措施，并用混凝土預制塊鑲面[4]。

路堤邊坡防護：考慮到水土保持及工程穩定性的要求，丹莊高速公路采用的填方邊坡坡率相對較緩，全線填方邊坡坡率均采用1：1.75。邊坡坡面采取漿砌片石護坡、襯砌拱形骨架護坡等工程措施，同時配合植草和種植小灌木等植物措施進行坡面綜合治理。拱形骨架植草防護適用于路線跨越鐵路、國省干線公路、互通立交匝道的主線橋梁兩端。因地形限制或與其它建筑物相干擾，必須收縮坡腳時設置漿砌片石擋土墻。

三、植被保持水土的有效性研究

植被是防止水土流失的積極因素，破壞地表植被，必將導致水土流失的進一步加強。植被覆蓋層減小了雨滴對地面的打擊，并由于增加地面糙率而減小了流速，氣流或者水流的作用力被分散在覆蓋物之間，地表的覆蓋因素完全承受了原來作用于地表土粒上的力，并且植被覆蓋物腐爛后可以增加土壤中有機質的含量，進一步改善了土壤的理化性質。植被控制水土流失的效益是明顯的，但是由于植被生長發育等狀況的不同以及人為等因素的不同影響，不同植被的冠層、地表層以及地下根系分布層等都出現較大差異，因此其水土保持效益也就有所不同。

四、結束語

公路建設中的水土保持方案設計是我國可持續發展目標實施的一個重要組成部分，但這項工作在我國開展較晚，水土保持對于公路設計者來說還是比較陌生的概念。本論文的研究只是拋磚引玉，隨著公路建設中水土保持工作的深入開展，對于公路建設中的水土流失預測將更為細化、量化，對方案的設計將更具指導意義。在土壤侵蝕量影響因子量化研究不斷發展的基礎上，公路設計者將對水土保持措施進行量化比較，提出更為有效的、便于操作的、經濟合理的水土保持措施。

參考文獻：

[1]王漢存.水土保持原理[M].北京：水利電力出版社，1991.

[2]劉震.開發建設項目水土流失防治技術研究[M].北京：中國標準出版社，1999.