公路工程主体工程设计与水土保持方案相结合初探

曾冬梅，张 蕾，江晓锐

(1.新疆水利厅农牧区水利规划总站，新疆乌鲁木齐830000;2.新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)

公路建设大大促进了国民经济发展，但在公路建设过程中，大面积、高强度的开挖严重扰动、破坏了原生的自然地表植被，损坏了地表原有的水土保持功能。公路工程一般里程较长，其施工机械化程度高、机械作业范围广、对工程区影响较大，并且施工生产生活区、料场、弃渣场主要沿公路两边布置，若不加以防护，就会造成严重的水土流失。随着水土保持法的颁布实施，基本上所有的项目在主体工程设计中均设计了一些具有水土保持功能的措施，这些措施的实施在很大程度上能有效控制项目建设水土流失现象的发生，满足水保要求，但在编制水土保持方案时，编制人员还是很有必要重视与主体工程设计人员的技术交流，力争使水土保持方案中新增水土保持措施与主体工程设计的水土保持措施不重不漏、经济合理且可操作性强，从而更好地防止项目建设引起的人为水土流失。

1 S215线三岔口—莎车段高速公路工程简介

S215线三岔口—莎车段高速公路工程是《新疆维吾尔自治区公路网发展规划(2003—2020年)》中公路第二环“喀什—莎车—巴楚—图木舒克—阿拉尔—阿克苏—阿图什—喀什”的重要组成部分，也是通道七“阿克苏—阿拉尔—图木舒克—巴楚—莎车”的重要组成部分。

拟建的S215线三岔口—莎车段高速公路工程位于新疆维吾尔自治区喀什境内，推荐线路全长228.816 km，为新建的整幅高速公路，路基宽28 m，设计行车速度120 km/h。路线穿越荒漠区、绿洲区及风积沙区3个大的地形地貌区。

项目由主线路基、连接线路基、立交工程、桥涵工程附属设施、取料场(兼弃渣场)、施工生产生活区、施工便道等组成。工程总占地 2103.44 hm2，其中永久占地 1478.15 hm2，临时占地625.29 hm2。全线挖方总量 262.10 万 m3，填方总量1984.17万m3，借方总量1942.72万m3(设取料场14处，其中砂砾料场2处、风积沙料场12处)，弃方总量220.65万m3(其中耕殖土169.58万m3全部用于立交区、附属设施绿化覆土和绿洲区主线路基两侧护坡，路基清表含盐土和桥梁钻渣共计51.07万m3用于回填本工程2处砂砾料场料坑)。

2 项目区自然环境概况

项目区位于欧亚大陆腹地，属典型大陆性干旱气候区，夏季短而炎热，冬季长而严寒，气温变化剧烈，降水稀少，蒸发强烈，气候极为干燥。工程经过区域气象要素见表1。

工程穿越的3个大的地形地貌区，土壤及地表物质组成、地表植被有所不同。荒漠区土壤主要为棕漠土及盐土，植被覆盖率在5%左右;绿洲区土壤主要为草甸盐土及灌淤土，植被覆盖率约40%;风积沙区土壤主要为风沙土，地表基本无植被，局部地下水位较高的区域生长有芦苇，植被覆盖率在5%以下。

3 防治措施

3.1 主体工程区

主体设计中针对主体工程区采取的具有水土保持功能的措施有:①在沿线大部分区域设置边沟、排水沟、截水沟，使路面汇水通过边沟或排水沟引入灌区或天然沟渠，路基边沟、排水沟、截水沟的汇水最终通过桥梁、涵洞排入天然河道或人工渠道。②对立交区路堤边坡采用混凝土网格防护，网格内植草绿化，可有效防止坡面汇流对路基边坡的冲刷。③经过风积沙区的线路两侧多为半固定和流动沙丘，针对此，主体工程设计在风沙活动对公路影响较大的路段两侧各100 m范围(包含路基边坡)设置草方格和防沙障。④沿线区域多风沙天气，对工程的影响主要表现为风沙上路掩埋路基，或对利用风积沙填筑的路基造成风蚀出现路基削底、掏空和坍塌等现象，主体工程设计中针对此在路基两侧边坡铺设砾石土包边。⑤在绿洲区段互通式立交桥环内将清表含腐殖质土回覆。

表1 工程经过区域气象要素

从主体工程安全考虑，主体工程设计中设置了上述水土保持措施，这些措施的实施在很大程度上控制了公路沿线水土流失现象的发生，满足了水保要求。但在编制水土保持方案时，从水土保持角度分析，主体工程区还须补充和完善一些水土保持措施，争取把水土流失降到最小。需补充的措施主要有:①荒漠区段由于降水量稀少、地下水埋深较深、无河流等地表水源分布、土壤贫瘠，不适宜采取植物措施，所以针对荒漠区段路基工程的水保防护措施应以工程措施和临时措施为主，主要有砾石压盖、土地平整、洒水等。绿洲区段植被覆盖率达40%左右，周围有较发达的灌溉渠系，土壤主要为草甸盐土及灌淤土，腐殖质含量高，路基工程的水保防护措施要以工程措施和植物措施为主;另外，路基施工清除的含腐殖质表土须集中单独堆放，为防止弃渣在临时堆放期间发生风蚀，弃渣堆置完毕后，需对渣堆表面进行机械压实，施工结束后对路基两侧护坡道进行土地平整，并在护坡道采取撒播草籽措施。②为给工作人员提供良好的工作、生活条件，施工结束后对附属设施区进行绿化美化。③在绿洲区段互通式立交桥环内覆土区域细化绿化措施。

3.2 料场区

3.2.1 砂砾石料场

该工程共有2处砂砾石料场，主体工程设计中对砂砾石料场采取的具有水保功能的措施主要有:分区分段开挖，开采深度不超过3.5 m;将砂砾石料场清表土和开挖弃料单独堆放，施工完毕将临时堆放的弃料回填料坑。在编制水土保持方案时补充和完善的措施有:①在宽浅型冲沟料场的上游侧布设排水沟;②开采初期，料场的部分弃料由于施工时序的要求，需临时堆放在料场未开采的区域，对这部分弃料需补充采取洒水防护措施，根据料场开采情况，后期弃料应直接回填到已开采完毕的料坑内;③在料场开挖过程中，要求施工单位按1∶2的稳定边坡开挖;④运输砂砾石料的车辆，装载砂砾石料不得高出车顶，并用防尘网进行苫盖;⑤施工结束对料场扰动范围要因地制宜地采取工程措施进行防护。

3.2.2 风积沙料场

该工程共选择12处风积沙料场，其中5处位于半固定沙丘区，7处位于流动沙丘区，地表剖面主要成分均为沙子，有机质及黏粒胶体极少。主体工程设计中考虑到半固定沙丘区域植被覆盖率小于5%，流动沙丘区域地表基本无植被，无水源条件，因此针对风积沙料场不考虑植物措施。在编制水保方案时，考虑到风积沙颗粒细，流动性很大，建议在距离公路较近的风积沙料场扰动区域使用草方格措施进行防护，以便将施工扰动造成的危害降到最小。

3.3 弃渣场区

主体工程设计中将料场开挖后形成的料坑作为渣场，既减少了工程占地，又减少了扰动地表的面积，对减少水土流失量也具有一定的作用。

从水土保持角度分析，弃渣场区还需补充和完善的水土保持措施主要有:①由于施工工序的要求，部分弃渣需在料场未开采区域临时堆置，所以要对临时弃渣进行临时防护;②主体设计中只要求料场弃料堆放于料场迹地，未对弃渣堆置方式提出要求，故而在编制方案时需明确弃渣堆置应采取平铺于料场迹地，再进行土地平整的施工方法，然后采取机械压实的措施。

3.4 施工生产生活区

主体工程设计中明确施工结束后施工单位要拆除临时建筑物等临建设施，清运垃圾。从水土保持角度分析，施工期间还需对位于荒漠区施工生产生活区临时堆放的细颗粒砂料进行临时防护;施工结束后的施工迹地应根据水保要求进行土地平整，恢复原地貌，并对扰动地表采取压实后洒水等措施，防止水土流失发生。

3.5 施工道路区

主体工程设计中对施工道路采取的措施主要是在临时道路表面铺设砂砾石，可促使路面硬化。

水土保持方案增加了以下措施:①在高温燥热时段对新建施工便道进行洒水，一日2～4次;气候温和时段一日1～2次，促使路面硬化，减少水土流失。②施工期间为严格限定运输车辆行驶范围，减少对地表不必要的扰动，在施工便道两侧设置彩旗，施工结束后移除。

针对该项目，主体工程设计与水土保持方案相结合后，3区所形成的防治措施体系如图1—3。

图1 风积沙区水土流失防治措施体系

4 结语

为达到最大限度地防治水土流失的目的，公路建设中水土流失防治措施的布设除应注重与主体工程设计结合，做到不重不漏外，还应根据工程沿线地貌类型、气候条件、土壤、植被等情况，充分听取和吸收施工单位和业主的意见，以确定合理的防护措施，切忌生搬硬套。

图2 荒漠区水土流失防治措施体系

图3 绿洲区水土流失防治措施体系