基于水土保持理念的城市道路路基施工技术研究

◎陈革佳

前言

水土资源流失会带来十分严重的环境问题，最主要的就是土壤退化、土地资源破坏，并在此基础上引发河道淤泥淤积、洪水灾害加剧等问题。所以，我国十分重视水土流失问题的治理，不仅是为了确保农业的持续生产，也是为了保护人民群众的生命财产。近几年，我国加大了水土保持工程的建设力度，并取得了一定的成果。但水土保持工程施工并不简单，其中存在许多难点问题，需要采取有效的解决措施。国家对此给予了高度重视，制定《水土保持法》等一系列相关法律法规，要求各地推进水土保持、水土流失综合防治工作，实现我国水土保持事业及其监测体系的标准化、规范化发展。然而，现阶段我国城市道路建设中，还存在着水土流失方面的问题和影响，特别是在对地基进行处理时，一旦选择的施工技术不合理，很容易加剧水土流失情况，造成水资源的不必要浪费和水土不必要流失，大部分城市道路路基施工过程采取的水土保持措施可行性不强，实用性和针对性较差，措施过于传统单一，没有引进先进的水土保持监测技术，尚未树立起现代化水土保持理念，大大影响了路基处理效果和质量。故此，加强基于水土保持理念的城市道路路基施工技术研究意义重大，是摆在我国城市道路建设面前的关键性问题。

一、某道路路基工程概况

工程施工路段长度共计2，378km，道路走向为东西向，由于施工周边为当地景区，因此对施工过程水土保持工作的开展提出了更高要求，一旦没有在施工技术选择和应用时渗透水土保持理念，很容易加剧周边环境水土流失问题，不利于充分保障城市居民和景区游客生命健康。工程以招投标途径选择施工单位，综合考评施工单位路基施工水土保持能力，选择水土保持贯穿施工周期的施工方案，为工程建设施工与后期长久使用打下了坚实基础。

二、城市道路路基施工融入水土保持理念的必要性分析

本道路路基工程施工地点在该市区主干路上，路段布置车道形式为6 上6 下，施工区域与景区关键路口相连，道路路基施工需要满足5m～17m 的回填深度，想要实现路基的稳定效果，就要通过相应施工基础处理道路路基，因为处理路段周边有景区，所以在追求路基处理稳定性的前提下，要同时做到最大限度的减小水土流失量，提供水土保持质量和地表抗腐蚀性，在施工中融入水土保持理念十分必要，是处理地基方法选择合理的依据，也是达成建设目标满足周边环境可持续发展的关键所在。此次施工占据5610㎡的永久占地面积，这些面积的施工对原有地表形态造成的改变是不可逆的，容积加强水土流失强度，减弱土壤稳定性和土层抗腐蚀性，道路在风力作用下容易出现扬尘、扬尘问题，给周边居民带来生活不便，如果没有将水土保持充分考虑进施工过程，初步预测工程施工可能会引起81、63t 的水土流失总量，对周边生态环境和施工区域带来严重破坏，因此城市道路路基施工融入水土保持措施刻不容缓。

三、以水土保持理念为指导的城市道路路基施工技术应用要点

明确以水土保持理念为指导的城市道路路基施工技术应用必要性后，工程施工单位根据水土流失预测情况，结合现场勘查、水土流失影响、建设扰动等，确定本工程施工水土保持和水土流失防治重点包括土石方具有良好水土保持功能、土石方具有良好平衡力、地表扰动面积率达标。围绕施工水土保持和水土流失防治重点，在提出的挖除换填施工技术和强夯施工技术中进行对比、评价、选择和具体应用，结合施工水土保持监测技术的引入，提升了路基处理施工质量，同时实现了水土保持预期效果。

（一）挖除换填施工技术

工程施工人员在合理范围内将路基软基土层采取一定措施挖除出来，向内填入性能稳定、高强度、无侵蚀性的坚定土层，注意按照分层填入要求操作，每一层填入后及时同步振实，直到路基承载力和密实度满足设计标准，这种施工技术就是常见的路基处理挖除换填施工技术。分析现场情况，提出挖除换填施工方案，此次城市道路路基施工的土方挖除路段，整体开挖量在6.09 万m3左右，整体弃土的土方量在3.98 万m3左右，整体回填土方量在7.54 万m3左右，遵循该市现行建筑垃圾管理相关政策和消纳场所安排要求，施工区域周边渣土消纳场并无满足渣土废弃消纳条件，难以达到土方平衡状态，条件满足的消纳场和工程挖除换填施工地点之间具有较远距离，因此在运输弃渣时势必会增大车辆、机械设备的调用，一旦出现行驶无序等问题，很容易对地表及其周边植被造成扬尘乃至破坏影响，不利于渗透水土保持理念。工程如果应用挖除换填施工技术，估计工期时长约3 个月，需要28 人左右施工人员，按照国家相关标准和该市地方现行相关标准，在道路路基施工中应追求节水最大化目标，合理优化施工过程的用水，防止施工周期由于生活用水、施工用水过度、不当引起土壤径流或者浪费数字源问题。所以，工程施工单位精准计算了用水定额标准，明确施工周期食堂、宿舍、办公楼等各方面的用水定额，估算整个周期内环境用水与省会用水量约498m3，同时制定了对土渣运输过程的监督管理和有效控制计划，为合理规划后能够有序完成土渣运输消纳工作。

（二）强夯施工技术

工程施工人员操作强夯机械设备，按照高度要求将夯击锤举升起来，令其进行自由下落，利用此过程带来的冲击夯击路基，令路基土层深处更加密实，是增强路基基础均匀性与承载力的可靠技术，在不均匀沉降现象的防止和消除方面有积极作用。分析现场情况，提出强夯施工技术方案，此次项目路基施工的土方挖除路段，通过强夯施工技术处理路基后，基本实现了土方平衡状态，因为过程中机械设备类型单一、数量有限，所以可以尽量防止地表受扰动引起的扬尘、遗撒、周边植被破坏情况。施工单位先进的施工机械充足，减少了人员投入，缩短了施工周期，精准计算用水量后，强夯施工方案总体用水量约176m3，水资源可得到更大程度节约。

对比分析挖除换填施工方案与强夯施工方案，从贯彻执行水土保持理念出发，挖除换填施工方案执行起来需要相对更大的投资，完成相对更大的施工体量，且水资源使用量也更多，产生的环境影响控制难度较大，与水土保持的有效防治工作需求不相符，而强夯施工方案执行起来需要相对更少的投资，完成相对更小的施工体量，且水资源使用量也更少，产生的环境影响控制难度较小，与水土保持的有效防治工作需求相符，所以此次项目路基施工选择了强夯施工技术。

为了顺利实现强夯施工技术应用优势和价值，充分考虑路基承载里和城市道路设计登记真实要求，开始现场施工前，调查取值土质数据，明确夯击能能级，准确定位夯击点，在施工后及时检测路基土壤承载力。现场施工环节为了避免夯击抗能由于扩散破坏土壤结构，在今后的雨水天气出现径流问题，加剧水土流失情况，施工人员动态监测了水土保持在夯击过程的各项指标，全面落实水土保持、水土流失防治的施工重点内容。

（三）路基防护施工技术

本工程依托水土保持理念采取的路基防护施工技术主要包括冲刷防护技术、坡面防护技术、支挡防护技术三种，避免了路基受自然因素破坏侵蚀引起水土流失。

首先，冲刷防护技术。施工人员为了避免路基受到雨水、沿路河水的冲刷侵蚀，改进了过去传统的铁丝石笼、抛石、砌石、挡土墙等防护方法，选择了高强土工格栅作为有效防护屏障。

其次，坡面防护技术。此技术的应用能够避免地表水对路基产生冲刷影响，同时具有协调周边环境的功能，常见方法为石砌圬工法，在路堤边坡采取混凝土预制块达到护坡效果，另外种植树木和草皮也是较好的坡面防护方法。本工程采取了两个方法相结合的防护措施，精心选择适宜种植的树木类型，追求绿化功能与防护功能的强强联合，同时在施工时严格控制植株之间距离，种植作业选择是天气适宜条件下进行，促进树木成活率提升，便于快速成长，增强坡面水土保持功效。

最后，支挡防护技术。本工程主要应用了体积小、悬挂式、结构为钢筋混凝土的挡土墙，配合板柱挡土墙、扶壁式挡土墙的合理应用，达到了更加合理的受力效果，提升了路基防护能力。

（四）监测施工技术

本工程道路路基施工按照水土保持监测技术现行规程要求，结合现场施工真实情况，明确主要监测内容包括三部分，其一水土流失面积；其二土地扰动面积；其三降雨环境中土流失位置。根据检测内容和要求施工单位首先摆设了检测点位置，注意此过程要体现检测施工水土保持代表性、典型性和全面性，保证监测点布设科学合理，施工作业前，由专门人员对检测时段工程进行一次细致观测，施工作业过程中开展两次或两次以上各点监测工作，如遇到暴雨天气，应及时增加监测频率和次数，完成施工任务后，继续跟踪监测，水土保持指标保持与设计要求相符，工程投入使用后按照2 次/年的频率进行路段监测，本工程的后期监测时间基本为该市雨季后和雨季前各一次。

经过对施工过程水土保持指标的动态监测，获取相应数据，以此为依据分析施工路段水土保持效果、流失危害、流失因素等，本工程经过精准计算，制定了以水土保持理念为指导的路基施工目标增加以下几项：林草覆盖率达31%；林草植被恢复率到97%；烂渣率达96%；水土流失治理达98%；土地扰动治理达94%。

在选择监测施工方法时，整合了以下四种方法，形成综合性、全面性、高效率的监测模式：

第一，观测施工地面法。贯彻夯击施工地面和扩散区域地面，初步了解土壤侵蚀的量和面积，为了提升观测效果和准确度，配合开展了对比监测和联合监测，满足条件允许活情况特殊时的观测地面要求。

第二，调查监测法。此工作内容涉及工程施工措施稳定性在施工前后的变化、水土流失面积在施工前后的变化、土地扰动面积在施工前后的变化、土地类型在施工前后的变化等，通过抽样调查、典型调查、普查方法完成调查监测工作。

第三，临时监测法。此方法适用于大雨后面临水土流失威胁时，具有不定期性特点，调查强夯施工扩散夯击能带来的扰动情况，明确哪些区域为属兔流失严重区和易发区。

第四，巡查法。监测人员的踏勘工作要全面且不定期开展，及时发现存在的地表扰乱变化较大问题，记录流失现象，保证监测数据完整详实。

（五）分析监测检测结果技术

本工程施工单位为依托专业水土保持检测机构（具有专业资质）进行相关检测并分析监测检测结果。经过该机构对各个点位路基施工地基承载力的计算，明确满足城市道路设计等级要求，所实现的烂渣率、水土流失治理度等均达到预期标准，施工过程有效控制了水土流失问题，整个周期没有对现场和周边区域内土地产生水土流失危害。

四、水土保持工程施工技术的优化

（一）加强管理，明确施工技术

在水土保证工程施工的过程中，要保证施工的质量和效率，首先要做好工程管理。要从管理和监督两个方面入手，不仅要完善法律法规，还要落实有效的监管策略。由于管理层次复杂，所以更要明确责任制度，杜绝贪污腐败等问题，制定完善的管理制度，提升相关人员的综合素质。一方面，要对设计图纸进行严格的审核，确认图纸内容与实际情况和工程建设要求是否相符，审核通过之后才可以应用落实。另一方面，要克服工程中存在的各项问题，从前中后三个阶段入手，落实责任化、精细化的管理措施，从设计到竣工都要进行跟踪监管，确保管理系统的完善性，保障各个环节项目的有效落实。尤其在技术应用方面，必须要根据工程建设的要求采取科学合理的施工技术，包括山沟综合治理、小型水库修建等。在山沟治理方面，要明确具体治理目标，对沟头前进、沟床下切等情况进行治理，采取有效的措施。主要对山洪洪峰流量进行调节，同时将沟床纵坡长度减缓，并对泥石流中的固体物质含量进行控制，做到山洪的安全排放。通常，最常见的治理工程有两项，一项是沟头防护工程，另一项是拦截泥沙工程。此外，建设小型水库也是比较常见的水土保持工程，通过拦截坡地径流、地下潜流的方式减少水土流失。

（二）环节把控，优化分项施工

在水土保持工程施工过程中，一定要做好各个环节的把控工作，提升分项施工的质量，从根本上保障工程整体的质量。首先，要提升施工人员的专业素质。在工程规划的过程中，需要落实有效的专业培训工作，提升施工和技术人员的工作能力，坚持求真务实的原则，定期开展技术考核活动，积极学习国外先进技术和经验，建立完善的奖罚机制，落实有效的责任制度，提升施工和技术人员的自觉性和专业性。施工单位应该坚持创新精神，落实有效的安全培训工作，在保障工程质量的同时，也要保持施工的安全性；其次，要采取有效的监测技术。为了提升工程施工质效，必须做好检测工作，要对工程施工方案进行严格的验收，确保工程施工质量，采取创新性的水土保持检测技术，积极宣传水土保持工程，提升施工和技术人员的认识，做好各个环节的技术交底，保障每项工程都符合技术要求。

结束语：

总而言之，我国城市化建设中城市道路建设项目占据重要地位，其施工过程经常遇到路基土层软弱情况，需采取施工处理方法，保证路基稳定性能达标。基于水土保持理念下的城市道路路基施工，在满足路基稳定性要求同时，充分考虑了周边施工基础对周边生态环境的作用影响，关注施工周边生态功能的优化完善，采取具有水土保持优势的施工方案，应用多样化监测方法，动态掌握施工全过程的水土保持情况、流失情况，追求道路施工质量、成本控制、经济效益、生态效益的整体最大化，是有助于我国城市文明建设的有效途径，对人与自然和谐、可持续发展而言具有重要现实意义，应在各地城市道路建设项目中得到进一步推广应用，不断积累实践经验，总结路基施工技术的水土保持方法，健全现代化道路路基施工技术体系。