高河矿井工程铁路专用线建设对水土流失的影响分析

□李智兰（山西省水利水电勘测设计研究院）

1 项目概况

高河矿井工程铁路专用线跨越长治县、长治市郊区和长子县三个县的郝家庄乡、堠北庄镇、宋村乡3个乡镇。铁路专用线起点位于长治县郝家庄小宋车站，途经长治市郊区堠北庄镇的南津良村，终点为长子县宋村乡的小关村。专用线全长11.67 km，其中正线全长9.60 km，疏解线全长2.08 km。项目组成包括路基工程、桥涵工程、站场工程、改移路、施工生产生活区、取（弃）土场等。

铁路等级为工企Ⅰ级，正线数目为单线，轨道类型为有碴轨道，最高行车速度80 km/h。工程共设铁路桥梁3座，其中特大桥2座，大桥1座；框架桥2座，涵洞16座。站场工程共两处，包括已有站场小宋站，新建站场高河装车站。涉及的改移路包括两段，4.00 m宽的土路67 m，6 m宽的水泥路面950 m。工程涉及一处取（弃）土场，取（弃）土场兼作弃土场，沿线弃渣5.09万m3。施工生产生活区共7处，包括材料堆场、预制场、拌和站等施工场地。

2 自然概况

项目区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，春长秋短，气候温和，雨热同季，冬春干燥。多年平均气温9.10～9.70℃，最大冻土深度63～70 cm，多年平均降水量549～600 mm，6-9月降水量约占全年降水量的70%。项目区地表水系属于海河流域浊漳河水系，浊漳河南源范围。土壤主要为碳酸盐褐土，项目区属于暖温带落叶阔叶林类型，自然植被以夏绿阔叶林和次生落叶和灌丛为主。

3 水土流失影响分析

3.1 建设期水土流失影响分析

3.1.1 路基工程

施工准备期进行的表土剥离及场地平整，导致原地貌被扰动，地面覆盖物被清除，土地大面积暴露在外，易造成水土流失；在施工过程中路基基础开挖、回填等活动，易产生水土流失。土石方施工均以机械施工为主。施工中，大量的筑路材料、剥离的表土、弃渣集中堆放，如不采取拦挡及苫盖措施，在雨季极易造成水土流失。

3座铁路桥梁桥台采用T形桥台，桥墩采用矩形桥墩或圆端形桥墩，基础采用钻孔灌注桩基础。桥涵施工主要包括：桩基础施工、承台施工、桥墩施工、梁部施工及涵洞施工。桥涵施工易产生水土流失的工艺主要为桩基础施工及涵洞施工。桩基础施工和桥墩要求在枯水期施工，钻孔灌注桩采用回旋钻钻进，泥浆护壁，导管法灌注水下混凝土。涵洞施工采用架空线路现浇，线路采用便梁架空后开挖基坑砌筑基础及涵身圬工，回填并夯实基坑后撤除架空。桥涵钻孔桩施工会产生大量泥浆，桥梁基坑深挖会产生大量弃土，若堆放位置防护不当，雨季会产生水土流失，淤积河道，影响行洪，破坏水利交通等设施。桥涵施工过程的基础深挖，回填方的临时堆存，若堆放位置防护不当，极易产生水土流失。

3.1.2 站场工程

小宋站已有建筑物的拆除，高河装车站施工准备期的表土剥离及场地平整，导致原地貌被扰动，地面覆盖物被清除，土地大面积暴露在外；施工期建构筑物基础开挖时，挖方量大，大量可回填利用的土石方松散堆放，易造成水土流失。

3.1.3 改移路

施工中由于剥离表土的堆存、道路基础开挖及其填筑、建筑材料的堆放等扰动地表，易产生水土流失。

3.1.4 取（弃）土场

该取土场兼做弃渣场，该区取土及弃土集中在同一区域进行。取（弃）土场位于沟道内，取土方式为沟道取土。该区取土量63.53万m3，弃渣量5.10万m3。施工前进行表土剥离，表土剥离量为10.77万m3。为便于取土及弃土，将剥离的表土、弃渣分别集中堆存于取（弃）土场的角落；取土即挖即运，不需要临时堆存。大量集中堆存的松散表土及弃渣，如果不采取拦挡及防护措施，极易产生水土流失；取土产生的取土坑深达4.70～6.00 m，如不在取土场的周界外设挡土埂，容易导致坑内积水、边坡塌滑，加剧水土流失。

3.1.5 施工生产生活区

该区占用耕地，施工前的表土剥离、建筑材料的堆存、施工车辆的碾压，导致原地貌被扰动，原有植被遭破坏，原有土壤结构遭破坏，影响施工结束后的复耕。

3.2 自然恢复期水土流失影响分析

当路基边坡高度h＜4.00 m时，边坡液压喷播植草防护；当路基边坡高度≥4.0 m，坡面采用C15混凝土拱形骨架(4 m×3 m)护坡，骨架内液压喷播植草防护；路堤自天然护道外1m的用地范围草灌结合进行绿化。改移路两侧采取种植乔木的方式绿化。站场内种植乔灌木、路基边坡喷播植草，站场边缘内1m用地范围植草绿化。取（弃）土场弃土弃渣边坡在覆土的基础上，撒播紫花苜蓿进行坡面防护。项目区在植物措施尚不能完全发挥效益时，仍存在一定程度的水土流失。经过3a自然恢复，植被将发挥作用，水土流失得到控制，可恢复到自然状态。

4 可能造成的水土流失危害

4.1 土地资源的破坏

由于开挖、占压，破坏原有植被，改变了原地貌、土壤结构和地面物质组成，造成土地肥力严重退化，从而导致土地生产力降低；施工扰动了原土层，使裸地面积增加，为水力侵蚀等创造了条件；取土场开挖形成深达6.00 m的陡边坡，容易造成重力侵蚀。

4.2 淤积河道，降低河道行洪能力，影响水质

工程建设产生的弃渣若不采取措施进行防护，将随地表径流进入附近河流，造成河道淤积，缩小河道过水断面，影响河道泄洪排水能力，同时也会影响河道水质。

4.3 破坏土地资源，土壤肥力下降

工程所经区域大部分为农田，施工中土方的开挖、填筑、堆渣区域等若不加以防护，经雨水和地表径流冲刷流失的土石将会淤塞田间沟渠，甚至压占田面，对周围农田耕作带来不利影响。另外流失的土壤中夹带有大量的营养元素，导致土壤肥力下降，影响农作物及林木的生长，对土地资源的再生利用带来不利影响。

4.4 对区域生态环境造成危害

本工程建设造成的水土流失如不进行有效的治理，会对区域生态环境造成危害，不利于塑造铁路工程的良好社会形象，同时也将影响区域经济开发建设。

5 结论与建议

5.1 结论

该铁路专用线工程路基工程、站场工程及改移路的建设，工程取弃土、施工生产生活区的扰动，极易产生水土流失。水土流失危害主要包括：土地资源的破坏；淤积河道，降低河道行洪能力，影响水质；破坏土地资源，土壤肥力下降；对区域生态环境造成危害。

5.2 防治建议

5.2.1 应采取工程措施、植物措施及临时防护措施相结合的措施。

由于项目区占用旱地，施工前采取表土剥离、施工期采取剥离表土的临时防护、施工结束后采取土地整治、站场及路基工程的绿化、临时占地区的复耕，对站场、路基工程、改移路、取（弃）土场等修建排水沟。

5.2.2 合理考虑水土保持施工进度

工程措施根据主体设计合理安排，植物措施可安排在施工后期进行。对于剥离表土实施临时挡护以及苫盖等措施；取（弃）土场应先进行表土剥离，与主体工程同期施工；路基工程应坚持分段施工，边开挖边防护的原则，注重防护措施的时效性；绿化工程所选造林树种考虑树种特性、适宜性等因素，在路面工程及排水工程完成后及时进行栽植。

5.2.3 监测重点时段及点位

监测重点时段应放在施工期，特别是6-9月降雨集中时段。应对取（弃）土场、路基的填方边坡、站场、施工场地等进行重点监测，重点对新增水土流失的成因、数量、强度、影响范围和造成的危害、水土流失防治效果等进行监测。