浅析江西省赣龙铁路改扩建工程水土流失防治措施

王 璐

（南昌市水利规划设计院，江西 南昌 330009）

1 工程概况

赣州至龙岩铁路扩能改造工程位于江西省东南部、福建省西南部。西起江西省赣州市赣县，东至福建省龙岩市，本项目运营长度271.682 km，新建正线全长249.582 km，其中江西省范围113.728 km，福建省范围135.854 km。工程包含：路基、桥梁、隧道、站场、弃渣场、取土场、施工生产生活区、施工便道、拆迁共9项存在水土流失的建设项目。

工程共设置弃渣场89处（堆渣量1001.41万m3，堆渣面积152.6 hm2），取土场2处（取土量28.3万m3，取土面积12.73 hm2），工程总占地面积1277.15 hm2，其中永久占地763.46 hm2，临时占地513.69 hm2。本工程土石方总量4589.47万m3，其中挖方总量为3279.35万m3（含表土剥离量273.41万m3），填方总量1310.12万m3（含表土回覆量273.41万m3），利用土方1281.82万m3。经移挖作填后，借方28.3万m3，弃方1997.53万m3（其中1001.41万m3弃往指定弃渣场，996.12万m3被综合利用）。

2 水土流失分析

（1）本工程属于线性生产建设项目，水土流失兼具“点状”和“线状”综合表现特征，水土流失总量大、易集中突发、且危害严重。本工程水土流失多发生在建设期，重点是临时堆土堆渣区和线路穿越区的防治。施工期间要重视保护植被，减少水土流失。

（2）隧道工程施工会产生大量的弃土弃渣，按照相关规定，对弃土弃渣要遵循“先拦后弃”原则。禁止乱堆乱弃渣土现象，要及时按标准修建渣场挡渣墙，防止弃渣流失；强化雨季渣土水土流失防护措施。加强临时堆放堆土渣的临时防护措施。

（3）因设计深度所限，弃渣场主要为图上初选，然后现场初步确认，与地方各级部门对接不完善，存在协议未全部签署，地方意见征求不完善等不确定因素，导致弃渣场选址不稳定。影响弃渣场变更主要原因：①线位变化：初步设计阶段线位的调整导致可研阶段所选的弃渣场位于调整后线路上，因此发生弃渣场选址变更；②征地困难：（弃渣场侵占基本农田、公益林、经济林等）赣瑞龙线在初步设计阶段进行招标确定了施工单位，在各设计专业开展施工图设计过程中，施工单位提前就弃渣场选址与地方各级部门进行了对接，对于弃渣场涉及基本农田、公益林、经济林等征地困难的弃渣场调整位置。在实际施工阶段因弃渣场侵占基本农田等因素调整了弃渣场的选址。③施工工序变化可研阶段隧道掘进方向及出渣方向在施工图设计阶段发生变化，如隧道由进口掘进出渣改为出口掘进出渣，导致弃渣场选址变化；长大隧道增加了斜井和横洞工区，由此增加了斜井和横洞弃渣场。本项目共计41处弃渣场需纳入本次水土保持方案（弃渣场补充）堆渣量688.13万m3，堆渣面积92.03 hm2。占地类型主要有林地、水田、旱地、坑塘水面、其他草地。坡地型弃渣场15处，沟道型弃渣场26处。

3 综合防治措施

3.1 防治总体布置原则

排查已有和新变化的弃渣场，按照类型和规模，依照设计标准，结合铁路工程水土流失特点，重点对弃渣场运用工程措施，植物措施，临时措施，形成弃土弃渣场综合防治措施体系。弃渣场措施总体布置原则如下：弃渣前剥离表土，集中堆放，并采取装土编织袋拦挡和密目网覆盖的措施。弃渣场周边设置截水沟，渣顶平台设置横向排水沟及纵向排水沟、顺接至沉沙池内，沟口布设挡渣墙。施工结束后进行土地整治、回覆表土，坡面采用骨架内植草护坡或植灌草护坡，渣顶平台恢复植被。

3.2 工程措施

3.2.1 表土剥离、土地整治及绿化覆土

工程施工中对弃土场占用的耕地、林地等进行表土剥离，耕地剥离厚度30 cm～50 cm，林地及草地剥离0～15 cm。施工后进行土地整治并绿化覆土，覆土厚度30 m。41个新增的弃渣场和弃土场表土剥离面积共计91.36 hm2，剥离量12.19万m3,土地整治92.03 hm2，绿化覆土27.65万m3。

3.2.2 拦挡工程

（1）挡渣墙

主体工程设计挡墙采用重力式挡墙，弃渣场采用C25片石砼挡墙或C30混凝土挡墙护脚，堑顶平台宽度不小于3 m；挡墙基底埋深不小于1.5 m，基底换填0.5 m的碎石垫层。挡渣墙施工时应做好地基处理，基底承载力不小于250 kPa；为防止墙趾被水冲刷，在墙趾外5 m范围内用M10浆砌片石铺砌，铺砌厚35 cm。挡渣墙背底部设置一层30 cm砂夹卵石反滤排水层，墙体上间距1.5 m×1.5 m设置15 cm×20 cm泄水孔,见图1；挡渣墙每隔10 m设置一道伸缩缝。弃渣分层厚度不大于2 m；弃渣场底部填筑硬质岩渣，填筑厚度不小于2 m。弃渣挡墙20 m宽度范围内的弃渣应碾压密实；弃渣场基底应进行清除表层不少于0.5 m的软弱土层；斜坡地段应顺坡面挖台阶，台阶宽度不小于2.0 m。

图1挡渣墙断面示意图

（2）抗滑桩

对于部分重点弃渣场，主体工程设计在挡墙外侧设置抗滑桩防护，一般桩长为13.0 m（根据具体地质情况，长度不一）；桩身截面尺寸均为2.25 m×2.50 m，间距6 m。

图2 抗滑桩断面示意图

3.2.3 骨架护坡

主体工程设计部分渣场边坡采用浆砌石骨架护坡，拱形骨架采用1∶1.75～1∶2坡率，主骨架距离1.92 m，次骨架间距1.85 m，主骨架断面尺寸0.5 m×0.4 m，次骨架尺寸0.35 m×0.4 m，主骨架采用390 mm×190 mm×190 mm浆砌石，次骨架顶采用外弧径370 mm，内弧径294 mm，宽度390 mm，厚度190 mm的扇形砖浆砌。

3.2.4 截排水沟

（1）主体设计渣场排水系统

①设计排洪标准：设计采用50年一遇最大1 h降雨量标准进行渣场截排水设计，设计排洪标准满足《水土保持工程设计规范》要求。

②主体设计渣场排水系统布设

主体工程设计弃渣场截排水沟主要分为纵向排水沟、外侧截水沟、平台截水沟、渣底排水管。纵向排水沟主要排除弃渣场上游汇水，外侧截水沟主要排除弃渣场周边山体边坡汇水，平台截水沟主要排除弃渣场渣顶平台及分级平台边坡汇水。排水沟沿防护方向每隔10 m，设置宽0.02 m的伸缩缝一道。缝内沿墙顶、内、外三边填塞沥青麻筋，深度不小于0.2 m。渣场底整平后平行设置2根Φ200 mm打孔波纹管外包无纺布，2根Φ200 mm波纹管两侧连接Φ100打孔波纹管外包无纺布，间距10 m，树枝状布置。

（2）截排水沟排洪能力复核与设计

根据工程等级和建筑物设计标准，降雨标准采用沿线最大的暴雨参数。沿线赣州地区20年一遇1 h降雨量78.6 mm，30年一遇1 h降雨量82.2 mm，50年一遇1 h降雨量86.6 mm，100年一遇1 h降雨量90 mm；沿线龙岩地区20年一遇1 h降雨量79.2 mm，30年一遇1 h降雨量84.6 mm，50年一遇1 h降雨量89.3 mm，100年一遇1 h降雨量100 mm。径流系数K取0.5。

截（排）水沟设计洪峰流量按下式计算：

式中：Qb为最大径流量，m3/s；K为径流系数；I为设计降雨强度，mm/h；F为上游汇水面积，km2。

以典型弃土（渣）场为列，计算结果见表1。

表1 典型弃土（渣）场计算结果表

3.2.5 弃渣场截排水沟设计工程数量

主体工程设计弃渣场截排水沟标准满足水土保持要求，共计设置纵向排水沟5605 m，截水沟28125 m，平台排水沟22695 m。

3.2.6 渣底排水

为排除渣底雨水，主体设计在渣场底整平后平行设置2根直径200 mm打孔波纹管外包无纺布，2根直径200 mm波纹管两侧连接Φ100打孔波纹管外包无纺布，间距10 m，树枝状布置，在直径200 mm波纹管管周上半部打孔，安装时打孔侧朝上，无孔部分埋设水泥砂浆保护层上，直径100 mm波纹管同直径200 mm波纹管的中部连接。共计使用200 mm波纹管13188 m，100 mm波纹管46694 m。

3.2.7 沉沙池

在截水沟顺接天然水沟处修建沉沙池，沉沙池尺寸宽2.4 m，长5.4 m，深1.2 m，并采用浆砌石砌护，砂浆抹面，在截水沟顺接天然水沟处修建沉沙池。

3.3 植物措施

本项目部分弃渣场绿化效果较好，主要采用马尾松、夹竹桃、杉木、枫香、木荷和无患子、荆条、紫穗槐、五节芒、狗牙根、象草、针茅等树草种。对于绿化效果较好的弃渣场，本方案维持实际实施的绿化方案，并按实际计列工程数量，对于绿化效果较差且需补充完善的弃渣场按如下设计方案及结合实际情况实施并计列工程数量：

（1）弃渣面植水保林草地

在选择弃渣场水土保持树种的时候应着重考虑抗逆能力强的树、草种，按照《造林技术规程》的有关要求，弃渣场乔木采用马尾松、枫香、木荷，灌木主要选择夹竹桃×紫穗槐进行混交，草籽采用撒播方式，草种主要选择狗牙根和五节芒，播种量80 kg/hm2。

（2）坡面植物护坡

弃渣场边皮采取植草或植灌草防护。植物措施面积及长度均为图上测量，马尾松、枫香行株距：2 m×2 m，单位面积定植点2500株/hm2；木荷1.5 m×1.5 m，单位面积定植点4500株/hm2；紫穗槐和夹竹桃行株距：2 m×1 m，单位面积定植点5000株/hm2；均采用植苗种植方法。

3.4 临时工程

剥离表土的集中堆放，表土堆高3.0 m，外周设置填土编织袋围护,41个新增的弃渣和弃土场共8250 m3,堆土表面铺设密目网苫盖,共计44693 m2,编织袋高1.0 m，底宽1.5 m、顶宽0.5 m，填土编织袋土源则利用表土存放场的表土。部分弃渣场表面裸露，补充裸露面密目网苫盖217504 m2。

4 结语

经综合防治措施治理后，江西省赣龙铁路改扩建工程水土流失得到有效治理，扰动土地整治率、总治理度、林草覆盖率、林草植被恢复率、控制比、分别为98.1%，97.6%，31.0%，99.2%，2.00%，均高于它们相应的防治目标97%，97%，30%，99%，l.96%。经过植物措施水土流失防治后，在工程范围内可形成乔、灌、草及复耕相结合的植物屏障，减轻了水土流失，改善了生态环境，提高土地生产效率，取得了显著的生态效益；有效减轻了铁路工程建设沿线施工影响地区产生的水土流失灾害，降低了崩塌、垮方等灾害发生几率，确保铁路建设和运行安全，避免了沿铁路周围河道、灌渠、堰塘、水利设施的淤积，增加了水利工程使用年限，产生了可观的经济效益；工程措施与植物措施，临时措施三者有机结合，发挥了固结土壤、吸储水分、稳定边坡、减少径流和侵蚀量的水土保持作用。施工产生的水土流失影响将在铁路运营2年～3年后，基本消除，逐步发挥其综合环境效益，满足沿线居民的诉求和公共利益的需求，使得项目业主、当地政府、沿线居民利益需求达到多方共赢。