市政公路建设土壤侵蚀特点及防治探讨

张洪开,柳小强,李洪涛,刘富平

(1.昆明龙慧工程设计咨询有限公司,云南昆明 650000;2.西南林业大学,云南昆明 650224)

市政公路建设土壤侵蚀特点及防治探讨

张洪开1,柳小强2,李洪涛1,刘富平1

(1.昆明龙慧工程设计咨询有限公司,云南昆明 650000;2.西南林业大学,云南昆明 650224)

市政公路;建设;土壤侵蚀;防治措施

随着我国城市化进程的不断加快,市政公路等基础设施建设得到了前所未有的发展,但伴随而来的土壤侵蚀问题也日益凸显。市政公路多修建在人流量较大的区域,施工过程中人为干扰作用更加明显,为保证市政公路施工、营运以及过往行人的安全,减轻人为土壤侵蚀,就须切实做好施工过程中的土壤侵蚀防治工作。介绍了市政公路建设土壤侵蚀特点及防治对策,指出了建设中存在的问题及今后防治发展趋势。

公路交通运输是国民经济的基础产业之一,它对促进社会经济发展、加强国防建设、提高综合国力和人民生活水平具有重要的支撑作用[1]。改革开放以来,我国城市化进程不断加快,城市道路等基础设施建设如雨后春笋般崛起。但是,由于建设过程中不注重水土保持工作,因此造成的土壤侵蚀现象也越来越严重。公路工程是线性建设项目,对地面的扰动较大,施工过程中的高挖低填、架桥修隧道等都会造成水土保持设施的破坏,若不采取有效的防护措施,必然导致土壤侵蚀加剧和生态环境恶化[2]。另外,市政公路多修建在人流量较大的区域,施工过程中人为干扰作用更加明显,因此为保证市政公路施工、营运以及过往行人的安全,减轻人为土壤侵蚀,就须切实做好施工过程中的土壤侵蚀防治工作。

1 土壤侵蚀特点

市政公路建设不可避免地会对公路通过区段的生态环境产生影响,若处理不当就会造成大量的土壤侵蚀。公路建设极易产生土壤侵蚀,一方面公路建设过程中会破坏地表植被,扰动地表土壤,动用大量土石方,从而引起大量的土壤侵蚀[3];另一方面,公路建设中大面积开挖的边坡及填筑的坡面,遇降雨极易产生侵蚀,导致大量泥沙随雨水进入市政排水系统,会直接影响城市行洪安全。市政公路建设过程中的土壤侵蚀主要有以下特点[3-5]。

第一,市政公路建设过程中产生的土壤侵蚀是由人类在建设中砍伐地表植被、开挖土石破坏沿线生态环境所致,土壤侵蚀类型复杂、控制难度大,要求的治理标准较高。

第二,市政公路施工扰动地表类型复杂多样,在纵贯的区域内差异较大,导致土壤侵蚀发生在整个公路沿线而不是集中在几个点上。

第三,市政公路建设中的土壤侵蚀随施工阶段的不同而不同,其侵蚀主要集中发生在施工期和营运初期。

第四,市政公路建设中的土壤侵蚀及危害主要集中在公路沿线,重点分布在公路路基开挖裸露面、填方段所形成的坡面、取土场、料场及弃渣场等区域。

第五,受城市“热岛”效应等影响,道路建设过程中所形成的松散堆积物极易形成局部沙尘暴而导致表土流失。

2 土壤侵蚀防治

市政公路建设中的土壤侵蚀防治是指通过合理布设水土保持防护措施,使新增的土壤侵蚀得到有效控制,受损植被得到有效恢复,区域景观得以协调,将由土壤侵蚀造成的危害降到最低的控制过程。具体体现为:通过实施水土保持工程措施,使道路开挖边坡达到稳定,岩石、表土不裸露,弃土弃渣得到有效防护,避免土壤侵蚀对工程本身造成危害;通过实施植物措施,使区域植被得到恢复,达到绿化美化的效果。

2.1 土壤侵蚀防治原则

市政公路建设要以防治新增土壤侵蚀为目标,以保护生态环境为出发点,促进经济与环境的协调发展,工作中严格遵守水土保持法律法规、技术标准,符合环境保护的总体要求。根据市政公路建设的特殊性,具体实施中应遵循以下原则。

(1)坚持预防为主、综合治理的原则。建设单位应依法委托具有相应资质的单位编制市政公路水土保持方案,对工程建设过程中引发的土壤侵蚀进行合理预测,通过预测,依据工程特点合理布设水土保持防治措施,使防治责任范围内各种地类的土壤侵蚀降低到允许的范围内。

(2)稳定开挖边坡,确保工程安全。对开挖或回填形成的高陡边坡要进行稳定性分析,并采取相应的措施稳定边坡。

(3)合理规划,排水、挡护措施先行。由于市政公路施工区域多在城镇交通流量较大的区域,人为干扰作用特别突出,因此在公路建设中,首先应按标准做好排水、沉沙等设施建设;对临近中小学、机关等人员较密集的区域,在施工过程中应加大挡护和管制力度,以确保过往学生及行人的安全;对穿越河道、湖泊的区段,应根据相关法律规定,严格禁止就近向河道、湖泊等水域内弃土弃渣;禁止在滑坡、泥石流易发区段取土、挖砂、采石,以防止由此引起的地质灾害。

(4)做好施工过程中的水土保持监测。建设过程中应实施水土保持监测,控制建设过程中的水土流失,保证各阶段的水土流失防治达到标准规定的要求。

2.2 土壤侵蚀防治对策

土壤侵蚀防治的最终目的是通过合理布设有针对性的水土保持工程措施和植物措施,使公路施工中新增土壤侵蚀得到有效控制,减少因工程建设导致的土壤侵蚀危害,恢复和保护公路沿线水土保持设施,改善项目区生态环境,从而实现公路建设、运营的安全进行和生态环境的维护及地方经济的协调发展。结合相关研究成果,提出了如下合理布设截排水措施、稳定开挖边坡、保护路基及下边坡挡护等防治土壤侵蚀的对策[6-8]:

(1)在施工过程中,应尽量缩短边坡、路基等开挖面的裸露时间,合理安排好开挖、筑路、压实路面、砌石护坡、铺砌排水沟等工序,并尽可能做到同步进行;对于暂时不能修防护设施的边坡、路基,应设置临时性的排水沟或采取铺草、铺碎石等临时防护措施加以防护;对于暂时不能建设的裸地,可铺草、铺人工织物或采取其他方法进行防护,以减少土壤侵蚀;设置合理的排泄地表径流的排水沟渠及沉沙池,尽量减少进入市政排水系统的泥沙量。

(2)道路施工产生的弃渣,要堆放到指定的建筑垃圾堆放场进行妥善处理。对弃土弃渣量较大而需要专门设立弃渣场的,要做好渣场的土壤侵蚀防治。一般来讲,在弃渣前应首先完善弃渣场周边的排水系统,然后再设置其他拦挡措施;根据需要在弃渣场附近设置临时表土堆放场;当弃土弃渣堆置达到设计标高后应对其进行整治利用;弃渣场坡顶平台应压实平整,坡脚采用浆砌片石防护或筑挡土墙,同时采用植物措施进行防护。

(3)取土场开挖时应尽可能减小边坡高度,对开挖形成的不稳定坡面,采取分级削坡方式进行防护,坡脚采用浆砌片石护坡。取土场平台及边坡采用植物进行防护的应以乡土植物为主;在取土场中间平台内侧和坡脚设置排水沟,以排泄地表径流;当所开挖的坡面较高时,可在平台处设置挡水土埂和截水沟;取土场结束取土后应对开挖迹地进行整治或覆土造地。

(4)对因道路施工等造成的裸露边坡,除采取必要的植草、植树恢复外,还应采取有效的临时排水措施,并对占压的地表撒播速生的草种或灌木种子进行及时绿化。绿化植物应坚持适地适树、因地制宜、经济可行的原则,依据工程特点选择适宜的乔、灌、藤、草品种。对表土临时堆放场地应采取编织袋挡墙、砖墙等挡护措施进行拦挡,坡面用土工布、彩条布等覆盖物覆盖,如表土堆存时间较长,则应采取撒播草种、移植苗木等措施进行防护。

2.3 管护措施建议

随着我国城市化进程的加快及基础设施建设力度的进一步加大,市政公路建设作为基础设施建设的投资热点和重点,在促进地方经济快速发展的同时,由于其战线长、涉及面积广、管护困难较大,会不可避免地对沿线的社会环境和自然生态环境产生较大影响,这就要求市政公路建设应从设计、施工到竣工都给予高度的重视。在合理规划、加强预防监督管理的基础上,应根据工程特点划分防治区,因害设防,构建合理的综合防治措施体系。除此之外,还应做好以下几方面工作:

(1)完善监督执法体系建设,强化预防监督,增强法规的可操作性和针对性,坚决遏制二次人为土壤侵蚀。要坚持“谁开发谁保护,谁造成土壤侵蚀谁负责治理”的原则,依法落实人为土壤侵蚀防治责任和水土保持“三同时”制度,使建设单位、监测单位、施工单位等都要明确预防保护目标和责任。

(2)道路建设过程中土壤侵蚀防治措施的落实,必须建立健全组织领导体系,加强施工组织管理,提高水土保持意识,规范施工行为,接受当地和上级水行政主管部门的监督管理。同时,应委托有资质的监理单位开展水土保持监理工作,通过监理提出水土保持的补充措施和建议,为水土保持工程顺利实施和发挥效益提供保障。

(3)建立水土保持措施实施后的评价机制,加强对市政公路建设过程中造成的土壤侵蚀及防治效果的监测,根据监测结果,结合工程特点及当地影响土壤侵蚀的主导因子,对土壤侵蚀控制措施的实施效果、工程质量等进行科学、合理的评价。

(4)应用土壤侵蚀防治新方法、新技术及管护措施,切实做好防护植被的后期养护管理工作。

3 存在的问题与防治发展趋势

3.1 存在的问题

(1)部分市政公路建设施工期较短,施工区域较集中,因此很难布设土壤侵蚀防治措施,极易导致局部区域尘土飞扬,开挖的松散堆积物遇降雨极易流失,影响市容市貌及市民出行。

(2)缺乏统一的市政公路建设土壤侵蚀防治技术标准,加上不同施工单位实施土壤侵蚀控制措施的操作及统计方法不同,导致结果可比性较差。

(3)缺乏基础资料,特别是基本的观测数据和可信度较高的控制措施实施资料,致使许多研究只能针对局部问题或某个方面进行探讨,缺乏宏观的、整体的信息和资料。

3.2 防治发展趋势

进入 21世纪,我国的城市化建设进入了一个关键时期,与此同时,适应新形势、新要求的生态城市建设、园林城市建设的呼声也越来越响亮。面对新形势、新要求,城市基础设施建设过程中的水土保持工作要积极推进水土保持知识、理念、技术和管理机制的创新。笔者认为今后市政公路等基础设施建设过程中的土壤侵蚀防治须做好以下几方面研究。

(1)以城市水土保持规划为指导,结合市政公路的特点,对建设过程中产生的土壤侵蚀做定量分析,为获得可靠性较高的统一的防治技术标准提供依据。

(2)不合理的施工时序及人为破坏是市政公路建设土壤侵蚀发生发展的主导因素,为切实做好市政公路建设中的土壤侵蚀防治,需要加强城市水土保持教育、宣传,以提高全民的水土保持意识。同时应进一步建立健全城市水土保持监督机制,加大执法力度,加强对土壤侵蚀的监测。

(3)市政公路建设土壤侵蚀防治必须与城市水土保持综合治理、城市环境综合治理和城市绿化美化有机结合起来,以景观生态学等学科理论为指导,结合水土保持近自然治理的成功经验,最大程度地实现控制措施的自然协调。

4 结 语

随着我国城市化建设进程的加快,市政公路建设得到了前所未有的发展,而与之伴随的土壤侵蚀问题也日益凸显。市政公路建设的土壤侵蚀特点虽然有一些共性,但由于自然条件和建设区段的不同,导致建设中所引起的土壤侵蚀又存在明显的差异,因此要本着预防为主、综合治理的原则,加强对市政公路建设过程中土壤侵蚀规律的系统研究,以合理布设土壤侵蚀防治措施,有效控制建设过程中所造成的土壤侵蚀。

[1]王代军,胡桂馨,高洁.公路边坡侵蚀及坡面生态工程的应用现状[J].草原与草坪,2000(3):22-24.

[2]陈法扬,谢军.论我国城市化过程中的水土保持问题[J].水土保持研究,1997,4(1):16-18.

[3]马少杰,刘国东.高速公路建设土壤侵蚀分析及水土保持研究[J].公路,2006(10):128-135.

[4]肖飞.高原山区公路建设过程中的土壤侵蚀特点及其防治研究[J].中国农学通报,2008,24(11):444-447.

[5]后同德,王先琴.浅谈城市水土保持的特点与任务[J].中国水土保持,2004(8):27-29.

[6]张秀海.公路建设要切实防止土壤侵蚀[J].中国公路,2002(5):70-71.

[7]王侨,何丙辉,苏锋.公路建设项目土壤侵蚀特点及其防治措施[J].水土保持应用技术,2008(2):38-40.

[8]王永功,于沉鱼,彭令发.我国低等级公路建设中的水土保持问题探讨[J].中国水土保持,2007(2):27-28.

S157.1

A

1000-0941(2011)04-0031-03

张洪开(1978—),男,云南罗平县人,工程师,学士,主要从事水土保持、农田水利工程等规划与设计工作;柳小强(1984—),男,甘肃甘谷县人,硕士,主要从事土壤侵蚀防治研究工作。

2010-08-30

(责任编辑 赵文礼)