平原区高速公路水土保持措施体系研究

□陈 龙

随着京津冀协同发展和雄安新区建设，截止到2021年5月，河北省高速公路通车里程突破8000km，位列全国第四。由于河北境内高速公路大部分位于平原区，高速公路的建设原生土地结构不复存在，易在流水冲蚀作用下产生水土流失。若不采取有效措施，工程建设势必造成水土流失，甚至威胁河道安全，因此平原区高速公路项目水土保持措施体系研究显得尤为必要。现以北京新机场至德州高速公路京冀界至津石高速段为例，分析平原区高速公路建设工程特点和水土流失因素，提出水土保持措施体系，对平原区道路建设的水土流失防治和耕地资源保护提供参考。

1.项目概况

1.1 工程概况

京德高速项目包括主线和1条连接线。主线全长87.256km，建设标准为双向六车道高速公路，设计速度120km/h，起自固安县京冀界（永定河），向南经永清县、文安县、霸州市，至项目终点任丘市与津石高速相交。连接线长5.5km，建设标准为一级公路，设计速度80km/h。

1.2 自然概况

项目区地貌类型属于华北冲洪积平原，地形平坦开阔，土层深厚，微地貌发育，沿线地势低洼，多洼地小区。气候类型属暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候。年平均气温11.8～12.2℃，总体自南向北年平均气温逐渐降低，1月平均气温-4.3～-5.2℃，7月平均气温25.8～26.7℃，极端最高气温42.7℃（任丘市）。资料显示：该区极端最低气温零下28.2℃（固安县）；多年平均降水量501～556mm，降雨主要集中于6-9月，年蒸发量1632.3～1788.4mm；全年无霜期188～205天，≥10℃积 温3790～3990℃，最大冻土深0.7～0.8m。

1.3 水土流失防治分区

结合本工程沿线地形、功能分区、施工布置、水土流失状况等因素，本工程水土流失防治分区划分为路基工程区、桥涵工程区、路线交叉工程区、沿线设施区、改移工程区、连接线工程区、施工生产生活区、施工便道区、取土场9个防治分区。

2.水土流失因素分析

2.1 路基、路面工程

路基的施工直接导致地表原有植被丧失和土壤结构破坏，使得地表土壤的抗冲蚀能力降低，导致水土流失加剧。路基在挖填过程中，裸露的土质边坡在遇大风、暴雨时，将产生较严重的水土流失，路基边坡是工程建设中水土流失发生和防治的重点部位。

2.2 桥涵工程

桥涵施工过程中，基础的开挖将会对基础周围的地表造成大的扰动，地表植被和土壤结构被严重破坏，土壤抗侵蚀能力降低。另外基础开挖产生的土方、泥浆等若处理不妥或不能充分利用，将造成流失甚至阻塞河道。

2.3 临时堆土

根据项目沿线不同耕地的耕作状况，路基填筑和开挖前，部分路段需清理表层土。表土临时堆放于道路占地范围内的路基外侧区域，路基填筑完成后，作为绿化覆土直接回覆边坡和绿化隔离带，不进行长时间存放。表土在堆放过程中由于土体结构松散、土方量巨大，存放期间可能经历汛期和大风天气，若不及时采取防护措施，将是项目建设过程中重要水土流失成因。

2.4 临时占地

工程施工过程中，施工生产生活区和施工便道的修建将产生一定临时占地，也将对占地范围内的植被和土体结构造成破坏，土壤抗侵蚀能力减弱，缺乏植被覆盖保护的土壤极易产生流失。

2.5 取土场

取土场的取土和临时占地行为，对占地范围内的植被和土壤造成破坏，这也会为水土流失的发生和加剧创造条件。

2.6 施工工序

水土保持工程施工时序安排对其防治效果影响很大，临时堆土场应先拦后堆，并加苫盖等临时防护措施；临时占地施工完成后，应及时平整、复耕等。土方挖填工程应尽量避开暴雨和大风天气，若施工时序安排不当，将不能有效预防施工中产生的水土流失。京德高速公路水土流失影响因素识别见表1。

表1 水土流失影响因素识别表

3.高速公路水土保持措施体系

根据工程建设过程中各工程单元施工方式、扰动程度、流失特点以及防治目标，在对主体设计中具有水土保持功能工程进行分析评价的基础上，结合防治分区、流失因素、建设特点和已有的水土保持措施，合理、全面、系统的规划，补充提出各种工程单元的新增措施，使之形成以工程措施为先导、治理与防护相结合、植物与工程相结合、治理重建与提高地力相结合的防治体系。既能有效控制占地范围内的水土流失，减少耕地生产损失，保护生态环境，又能保证工程建设期和运营期的安全。

3.1 路基工程

路基工程施工前，对其占用的土地进行表土剥存，剥离厚度30cm，剥离的表土堆放在路基工程区永久占地范围内，用于后期绿化覆土和临时占地的复耕。路基边坡高度大于3m时采用预制格网防护，路基两侧设置排水边沟，边坡设置泄水槽。路基边坡高度小于等于3m时采用草灌结合防护。道路中央设置乔灌草隔离绿化带，路基两侧设置景观绿化带，采用专项绿化设计，达到园林景观绿化标准，实现乔灌草结合、错落有致的园林景观效果。施工过程中，为了防止填方路基上的雨水冲刷边坡或形成冲蚀沟，在填方路基两侧路肩处设置临时拦水埂，同时对不能及时进行边坡防护工程的路基边坡和临时堆土采用密目网苫盖，在临时堆土坡脚进行临时拦挡，并在雨季做好临时堆土处的临时排水和临时沉砂措施。

3.2 桥涵工程

针对涉河桥梁基础和旱桥基础要分别布设防治措施，涉河桥梁的桥墩采用桩基础，钻孔灌注法施工，桥墩基础施工前要进行围堰，并设置泥浆沉淀池，对沉淀、风干后的泥浆进行再利用。旱桥基础施工前首先对其占地内无水段的表土进行清理，表土剥离施工时应避开大风天气和汛期，并做好表土堆放的临时防护，剥离的表土用于施工结束后的绿化覆土，对回覆的表土进行土地整治。为满足桥头处的边坡排水，在桥头设踏步泄水槽。对桥台基础施工的出渣进行临时拦挡，对不能及时防护的边坡和表土堆放处采用密目网进行临时苫盖。施工结束后对旱桥段扰动地表采用撒播灌草籽的方式绿化。

3.3 沿线设施区

沿线设施包括服务区、停车区、养护工区和收费站等。

施工前，清理表土以对表土进行保护，主要采用临时拦挡和临时苫盖措施，施工结束后表土用于绿化和复耕。对基础填土高度大于3m的边坡采用预制格网防护，基础填土高度小于等于3m的边坡采用草灌结合防护。排水工程包括场地内排水和场地外排水，场地外排水主要为边沟和泄水槽，场地内设置混凝土盖板的排水沟。服务区、停车区内设置景观绿化，采用专项绿化设计，以庭院绿化形式为主，以现代形式结合局部自然式栽植，局部采用线条流畅、舒缓的剪形绿篱突出时代气息，局部的自然式植物配置观花观果灌木便于管理，同时使服务区的人们近观品味，形成良好的休息活动区。在重点视线处设计微地形，采用大规格乔木+绿篱+球类组合种植设计，提高景观精致性，达到园林景观绿化设计标准。对未能及时防护的边坡和未能及时绿化的裸露地表要做好临时苫盖措施。

3.4 临时占地

临时占地主要包括施工生产生活区占地和施工便道占地。临时占地工程在施工前要对表土进行剥离保存，施工期间做好表土的保护和场地内地排水措施，排水沟要配套建设沉砂池。施工结束后进行土地整治，回覆表土，原地表为农作物的要恢复耕地功能。

3.5 取土场

取土场选址不得占用基本农田和生产力较高的土地，开挖前必须做好表土的剥离和保护，剥离的表土集中堆放在各取土场占地范围内，不再新增占地，表土堆放高度不大于4m，取土结束后表土回填，进行土地整治，恢复耕地功能，形成取土坑的，要在取土坑周围设置挡水土埝，防止雨水冲刷边坡。

4.结论

京德高速已于2021年5月通过交工验收并通车运营，目前各项水土保持设施完备，生态效益显著，6项指标均能达到《生产建设项目水土流失防治标准》（GB/T50434-2018）中北方土石山区一级标准。由此得出，此项目高速公路建设因地制宜，结合工程设计和项目区水土流失现状，制定完整的水土流失防治体系，设置合理的水土保持措施类型，对平原区高速公路建设具有较强指导作用。□