黄戊癸 广东粤源工程咨询有限公司
高速公路是国家路网的重要组成部分,在缩小地区发展、完善市场经济建设、提高物流周转等方面,可发挥十分重要的作用。因此,工程建设中水土保持应切实做好监测常态化、防治措施针对化等综合治理工作,有利于及时消除工程建设中水土流失隐患,规避水土流失现象发生,切实落实水土保持在工程建设中的防治措施,促进项目沿线防治范围内生态环境的保护和恢复。本文以广东省仁化(湘粤界)至博罗公路为例,通过分析该工程水土保持监测工作实际,探讨了水土保持监测过程中需要注意的相关事项,以期为类似项目的水土保持监测工作提供一定的参考价值。
图1 仁化(湘粤界)至博罗公路路基工程现场图
广东省仁化(湘粤界)至博罗高速公路工程,是粤北区域内重要的省际大通道,隶属国家高速网G4(北京-港澳)并行线G4E(武汉-深圳)的路网建设内容。该工程项目北接湖南省岳汝高速公路(建设中),南接博罗至深圳高速公路(已通车),东西向与韶赣高速、汕昆高速、大广高速、广河高速等线路相交互通。项目分为仁化至新丰、新丰至博罗两段,路线起点为仁化县城口镇大麻溪湘粤省界,与湖南炎陵至汝城高速公路顺接,终点为博罗县罗阳镇义和村,与博深高速公路相接。路线起点为东经113°41′02″、北纬25°21′24″,终点为东经114°11′25″、北纬23°09′34″。行政区划隶属广东省韶关、河源和惠州三个地级市,共涉及仁化县、始兴县、翁源县、连平县、新丰县、龙门县及博罗县共7个县。
项目全线新建公路里程271.672km,其中起点至大广高速隆街枢纽长163.6km,新丰枢纽至终点长108.072km。全线设桥梁83.654km/207座,其中特大桥0.97km/2座,大桥81.36km/187座,中桥1.324km/18座,涵洞387道;隧道43.307km/35座,其中特长隧道16.35km/3座;互通式立体交叉23处(其中枢纽互通6处);通道230道,分离式10处;收费站19处(其中含主线收费站1处),管理中心2处,服务区6处、停车区6处,养护工区6处(与服务区合建),省界治超站1处(与省界主线收费站合建),桥隧监控站和养护站合建10处;连接线8处共计34.596km。本工程项目总工期44个月,工程于2015年4月开工,2018年12月完工,工程总投资为227.5亿元。本项目的建设有利于加深广州、深圳与粤北欠发达地区的交流联系,进一步协调区域经济综合全面发展。
水土保持监测是以保护水土资源和维护良好的生态环境为出发点,是防治水土流失的一项基础性工作。实施水土保持监测的原则主要为:(1)及时监测水土流失区域,减少防治范围内水土流失发生的可能性。(2)为建设项目水土保持方案设计、水土流失模型预测和防治措施制定等提供一定的数据支撑和参考依据。(3)为建设项目的水土保持自主验收、备案审查等提供项目基础资料。
水土保持监测的目标主要包括以下几个方面:(1)能够为建设单位提供水土保持总体方案的实施效果及不足,有利于对水土保持工程的全面管理。(2)判断水土保持防治措施的设计合理性,提高措施防治效果,为减少水土流失提供数据检验及参考。(3)为相关主管部门实现水土保持过程监督,为建设单位水土保持自主验收等提供重要数据支撑和验收依据。(4)为类似项目提供一定的工程资料参考及借鉴。(5)及时发现工程建设中水土流失重大隐患,并采取行之有效的工程措施。
广东省仁化(湘粤界)至博罗公路工程项目中水土保持监测范围即为整个水土流失防治责任范围区,包括工程建设区、直接影响区两大部分,总面积为2795.88hm2。水土保持监测将工程划分为主体工程防治区(根据扰动范围、工程特点等综合分为5个二级分区,分别为路基工程防治区、桥梁工程防治区、隧道工程防治区、连接线工程防治区、服务管理工程防治区)、施工生产生活防治区、施工便道防治区、取土场防治区、弃渣场防治区和临时堆场区6个一级防治区。
依据《武(汉)深(圳)高速公路仁化至博罗段工程水土保持方案报告书》和水土保持监测规范、设计文件等确定本项目的监测内容:
(1)建设期:根据已批复的水土保持方案,结合工程实际情况,建设期间监测内容主要为水土保持工程措施及水土保持管理等方面。具体监测内容为主体工程实施进度、扰动影响面积、防治分区责任范围、水土保持防治设计施工进度、防治区土壤侵蚀量监测、水土流失危害事件应急监测、水土流失影响因子监测等,其中重点监测内容为施工期间防治责任范围内土壤侵蚀的不利影响。
(2)运行期:运行期重点对水土流失防治措施进行监测。具体监测内容为:对已开展防治主体工程、临时工程的实施情况、运行状态进行监测;对防治设计中植物措施的植物类型、实施面积、成活率及生长状况、植被盖度等进行监测;对水土流失防治相关评价指标进行监测。
3.3.1 监测方法
工程施工期水土流失监测方法主要为调查监测法、地面定位观测法。通过对防治范围内水土流失进行全面性、连续性等定点、定位的监测,全方位确保水土流失分析结果、水土流失预测准确性。
①调查监测法:通过现场实地勘测,采用测尺、大比例尺地形图、数码照相机等工具测定不同区域、不同类型、不同现状等出现的地表扰动面积。记录扰动区基本现状、基本特征及水土保持措施实施情况。
②地面定位监测:针对不同地表扰动程度,主要采用钢钎法、侵蚀沟样法及沉砂池法等进行地表侵蚀监测。①钢钎法即在汛前将直径0.5~1.0cm、长50~100cm、类似钉子状的专用钢钎,根据坡面面积、坡度,按照一定间距按上、中、下、左、中、右空间分布各布置3排(共9根)钢钎,插入监测地表。②侵蚀沟样法主要是监测临时开挖面不扰动区域、现状坡面(土坡面、土石混合坡面、堆砌坡面)等土壤侵蚀量。③沉沙池法即利用修建的沉沙池定期观测泥沙淤积深度,测算土壤侵蚀量。具体做法为用钢筋插进淤泥量测淤积深度,用尺子量面积,然后利用土壤容重换算土壤淤积量。
3.3.2 监测布局
在原水土保持监测方案的基础上,工程施工期(见表1)根据水土保持监测技术要求及现场调查结果对监测点布置与监测安排进行了优化与完善。
表1 水土保持监测布局及监测方法
根据工程项目建设施工进度,对主体工程进度、扰动地表面积、水土保持措施实施情况、水土流失情况等进行不同频率监测(详见表2)。每年雨季(4月至10月)平均每月监测记录1次,旱季(11月至次年3月)每两月监测记录1次。自然恢复期每季度监测1次,水土流失敏感区域和水土保持监测重点区域加强监测。
表2 水土保持监测频率及监测指标
监测结果表明:施工期土壤流失总量为245230.34t,水土保持措施发挥了良好的效果。工程建设期,施工扰动面积基本得到治理,土壤侵蚀量得到有效控制;工程运行期间,实施的各项水土保持措施运行良好,发挥了较好的水土保持效益,工程水土流失各项防治指标均达到了方案设计的目标值(见表3)。
表3 水土保持防治指标达标情况表
结合广东仁化(湘粤界)至博罗公路项目中水土保持监测实际,探讨了水土保持监测原则、目标,以及监测方法、布局、指标、频率和成果分析等内容。为保证工程效益发挥,建设过程中应根据工程防治分区、防治范围、监测数据等进一步完善水土保持监测方法,确保水土保持工程设计功能稳定、发挥作用。该项目能为其他类似项目的水土保持监测提供一定的参考意义。