合宁高速公路大陇段扩建工程水土流失危害及防治措施
摘要：通过对合宁高速公路大陇段扩建工程可能造成的水土流失影响因素分析及可能造成水土流失危害的预测，将水土流失防治分区分为主体工程防治区、取土场防治区、施工场地防治区、施工道路防治区、拆迁安置区等五个防治分区。针对各防治分区新增水土流失特点，提出相应的水土流失防治措施。
关键词：合宁高速公路水土流失危害防治措施
一、工程概况
合宁高速公路大蜀山至陇西立交段（以下简称“大陇段”）位于合宁高速公路的起点，该路段既是国道主干线的一部分，又是合肥市外环高速公路的南半环，与合徐、合安、合巢芜及合淮阜等高速公路相连，因此，该路段兼具国家高速公路、城市快速通道的多重功能，同时又是合肥周边地区多条高速公路之间相互连接的纽带，在国家和安徽省高速公路网中具有极为重要的地位。
合宁高速公路大陇段扩建工程起点位于合肥市西郊井岗镇，与在建的合淮阜高速公路终点相接，终点位于陇西枢纽互通立交东，路线走向与老路一致，全长42.64km。全线改扩建十八岗、小西冲、龙塘、肥东、陇西5处互通立交，迁建机场互通立交1处，新增美丹路、望江东路分离式立交2处，改扩建南淝河特大桥1座，改扩建黑河、龙塘河、店埠河大桥3座，新增肥东服务区1处。
扩建工程采取“两侧直接拼宽为主，局部分离”的扩建方式，扩建后全线采用八车道高速公路标准，沥青砼路面结构，整体式路基宽42.0m，设计行车速度120km/h。原路基宽26.0m，扩建后，整体式路基在原路两侧各拼宽8.0m，分离式路基宽13.25m。新建桥梁及拼宽部分设计荷载为公路Ⅰ级。
本工程路基土石方总量为403.29万m3。工程总占地502.4hm2，其中永久占地429.36hm2，临时占地73.04hm2。工程总投资19.65亿元，其中土建工程投资14.85亿元，平均每公里造价4608万元。施工总工期从2006年10月至2009年9月共计36个月。
二、水土流失影响因素分析及危害
1.水土流失影响因素分析
工程建设过程中的路基填筑、弃土弃渣的临时堆放及房屋的迁拆等工作，将占压破坏地表植被、扰动表土结构，改变现状地形，在重力作用、雨滴打击、水流冲刷等外营力的作用下，易引发新的水土流失[1]。
1.1工程开挖和填筑对水土流失的影响
在路基填筑过程中，因表层土剥离、取土和弃土等工作，使其工作面的原生地貌和植被遭受破坏，地表裸露、土壤结构疏松，表土抗蚀能力减弱，原有的自然稳定状态受到破坏，失去原有植被的防冲、固土功能，从而在雨滴打击、水流冲刷等外营力的作用下，增加新的水土流失。
路基填筑导致地形、地貌的改变，在施工场地形成填筑边坡，改变原有坡面的汇流条件，易造成水力侵蚀，使水土流失由原来的面蚀改变为沟蚀，形成新增水土流失。加上地质构造、土壤类型等因子，在重力作用下，新筑边坡也易产生滑、塌等形式的土壤侵蚀。
1.2取土
取土将对地表植被造成严重破坏，底层土壤裸露，土壤结构严重破坏，抗侵蚀能力降低，遇暴雨将会发生水土流失。
1.3施工弃土对水土流失的影响
弃土流失的影响主要有：占压土地、自然植被及其它水土保持设施，降低原有的水土保持功能；弃土为松散堆积体，若不采取适当的防护措施，容易造成土体表面的冲刷，甚至产生土体塌滑，引起新增水土流失，弃土亦再塑了原地貌，影响周边地区的水土流失状况[2]。
1.4其他临时占地
工程建设过程中，施工场地和施工道路等临时占地将对占地范围内的植被和地表土壤造成一定程度的破坏，这也会为水土流失的发生和加剧创造条件。
1.5拆迁工程
由于本工程的建设，将造成一定数量的拆迁安置。在移民安置过程中，受移民建房等人类活动的影响，将造成对土地、地表植被的占压和破坏，成为新的水土流失发生的隐患。
2.可能造成的水土流失危害
工程建设过程中，由于扰动和破坏了原地貌，加剧了水土流失，如不采取有效的水土保持措施，将对工程和当地的水土资源带来不利影响，主要表现：
2.1增加沟渠淤积、影响项目区排水
工程建设中扰动原土层，破坏了原地貌，植被受损，裸露地表增加，为各种侵蚀创造了条件。施工中弃土若不及时有效地防治，在降雨径流作用下，泥沙将直接进入沟渠造成淤积，不利于项目区的排水除涝。
2.2加速土地肥力流失，降低地力
土地破坏后导致水土流失加剧，使土壤有机质流失、结构破坏，土壤中的氮、磷和有机物及无机盐含量迅速下降。同时土壤中生物、微生物及它们的衍生物数量也大大降低，从而使立地条件恶化，不仅影响农业生产，同时也给以后的植被恢复和土地复垦工作增加了难度。
2.3影响城市景观，不利环境改善
因施工期间有大量土方开挖和运输，如不采取有效措施，减少土料散落和施工期扬尘，会造成一定的水土流失，对合肥市城市景观和环境造成不利影响[3]。
三、水土流失防治措施
1.防治责任范围
项目建设区指工程永久占地及施工期间的临时征、租地范围和土地使用管辖范围，主要包括路基、桥梁、互通工程、服务区等永久性占地以及取土场、施工场地和施工道路等临时性用地等[4]。永久占地包括主体工程占地和线外工程占地，共计429.36hm2，临时占地包括取土场、施工场地及施工道路等，共计73.04hm2。项目建设区面积共计502.4hm2。
直接影响区主要指路基、桥梁、取土场排水、施工道路等项目建设区以外因施工而造成的水土流失及其直接危害的区域。经实际调查，并参照已建类似工程，确定本工程直接影响区共0.88hm2。防治责任范围面积合计503.28hm2。
2.水土流失防治分区
根据公路沿线的气候特点、地形地貌类型、新增水土流失的特点及项目主体工程布局及建设时序，将水土流失防治分区分为Ⅰ区（主体工程防治区）、Ⅱ区（取土场防治区）、Ⅲ区（施工场地防治区）、Ⅳ区（施工道路防治区）和Ⅴ区（拆迁安置区）等五个防治分区。
3.防治措施
根据本项目建设过程中各工程地形单元水土流失的特点、危害程度以及水土流失防治的目标，在对主体工程中具有水土保持功能的防护措施进行分析评价的基础上，结合水土流失防治分区、公路工程建设的特点和已有的防治措施，以路基边坡、取土场为重点治理单元，合理、全面、系统的规划，提出各种工程地形单元新增的一些水土保持措施，使之形成一个完整的以工程措施为先导、以土地整治与植物措施相结合的水土流失防治体系。这样既能有效的控制项目建设区内的水土流失，保护项目区的生态环境，又能保证公路工程的建设和运营的安全[4]。
3.1主体工程防治区
主体工程施工期各种防护工程没有实施前易产生水土流失，主体工程设计中没有对施工期路基边坡等单元（特别是填方边坡）提出有效的临时性防护措施，原有设计中的防护措施可能难于对施工过程中路基坡面水土流失进行全面地控制，主体工程施工过程中应采取水土保持临时措施。
①施工期路基临时排水措施
a.路肩挡水土埂
在路基施工中，在路肩边缘两侧顺路肩筑土坎，土坎断面尺寸为高0.3m、顶宽0.3m、底宽0.75m、边坡1:0.75，防止汇流直接下泄冲毁路基。
b.临时排水及沉砂
沿线路纵向每间隔50m在路基边坡上设置一临时性边坡排水沟（临时排水沟用袋装土码砌而成），用以排泄路面上的集中汇流，边坡排水沟在坡脚处设横向截水沟或缓冲带。在边坡排水沟和截水沟的末端进入泄水道前设沉砂池兼消力池。
②临时覆盖措施
填方路基施工结束后，如不能及时进行边坡防护工程的施工，遇汛期可采用彩条布或草栅对路基边坡进行覆盖，以防降雨、径流对路基边坡形成的溅蚀、面蚀和冲蚀。
③表土剥离及临时堆置措施
临时堆放的耕植土堆放边坡控制在1:1.5左右，堆高控制在2.0m左右，采用袋装土编织袋临时防护，袋装土采用开挖的土方装填，编织袋防护高度1.0m。为了减少堆放过程中因降雨击溅造成的水土流失，在堆体表面采取撒播草籽的方式提高植被覆盖度，以增加防治效果。
3.2取土场防治区
项目区位于江淮丘陵区，第四系覆盖层厚度一般为10～40m，以高、低液限粘土为主，其含水量低，可作为路基材料。本路段沿线经济发达，土地资源珍贵、土源供应紧张，为保证扩建工程顺利实施，根据现场实际需要采用远运取土结合就近取土方式解决路基用土，在路基两侧用地界外50～100m的范围内布设取土场集中取土。根据料场地质勘探资料，取土场土壤类型主要为黄棕壤和水稻土，土层厚度一般10～15m，局部达20m以上，储量和品质均满足填筑要求。全线共设置取土场13个，主要分布在路线两侧，总占地总面积67.03hm2，总储量378.63万m3。
①工程措施
取土坑分层开挖取土，为减少土的含水量，每层取土前先在坑区内设置纵横向排水沟，将水引入低洼处或及时用小型机械抽排。取土坑内排水沟间距30～40m。施工应严格按照取土场边坡设计坡率进行开挖，挖深小于3m（包括表层土）。
②临时措施
施工前先将场地的表土剥离，厚度30cm，堆放于场地一角，堆高不大于3m，边坡比为1:1.5，其周围设装土编织袋临时拦挡。
③植物措施
取土前应先将30cm的表层土剥离，堆放在一旁，堆高2～3m，表面撒播草籽进行防护，留作路侧及中央分隔带绿化之用。3＃取土场开挖后采取植物措施进行绿化，采用金丝垂柳与夹竹桃行间混交配植，林下撒播结缕草草籽。金丝垂柳取一年生苗扦插，夹竹桃高大于lm，株行距为4×4m。其余取土场均蓄水，改造为鱼塘，发展当地养殖业[6]。
3.3施工场地防治区
施工场地施工时将会对占地范围内的植被和地表土壤造成一定程度的破坏，为水土流失的发生和发展创造了条件，必须采取措施进行防护[7]。
①工程措施
在施工场地周围开挖排水沟，采用50×50cm梯形断面土质排水沟，边坡1:1，内壁夯实。施工完毕后清除施工场地硬化层10cm，并返还表土，进行土地整治后归还当地进行复耕。
②临时措施
施工前先将场地的表土剥离，厚度30cm，堆放于场地一角，堆高不大于3m，边坡比为1:1.5，其周围设装土编织袋临时拦挡。
③植物措施
对施工前场地堆放的表土表面撒播紫花苜蓿草籽。
3.4施工道路防治区
施工道路在施工过程中一般不采取路面硬化措施，易于因降雨击溅或径流冲刷作用而造成路面土壤的侵蚀，是工程建设中对水土流失较为敏感的工程单元。本工程施工道路均采用泥结碎石路面，路基宽7.0m，路面宽5.0m，泥结碎石路面厚20cm，总长1759m。
①施工期防护及管理措施
对于开辟施工道路过程中新产生的废渣必须及时清除，运至附近取土场统一进行处置，与取土场表层土一起堆放，禁止随处乱弃。施工期间做好施工道路的防、排水措施。除此以外，为防止施工期间施工车辆随意碾压，破坏原地表植被，增加水土流失，在施工过程中严格规定行车通道，避免破坏施工道路沿线的植被和生态[8]。
②工程措施
为防止坡面径流对路面的冲刷，拟设置简易排水沟。排水沟断面采用梯形，尺寸为底宽50cm，深50cm，边坡1:1。
3.5拆迁安置区
本项目采用货币包干拆迁制，拆迁安置工程费用由建设单位统一交给地方政府，由地方政府解决。包干合同中要注明水土保持责任，侵占水土保持设施的必须另外进行水土流失治理或交纳相应的水土流失防治费用。对拆迁安置区的水土流失防护措施提出以下要求[9]：
①拆迁安置建房占地应统一规划，集中布置，严禁乱占耕地，保护土地资源。在“三通一平”过程中产生的弃土、弃渣不得任意向沟道侵倒，尽量结合打基垫院，用于平整宅基地，充分利用弃土。剩余弃渣结合村、镇建设，集中统一堆置并及时绿化。
②拆迁安置工程区应合理布设排水系统，以免径流冲刷，引起水土流失。
③拆迁工程完工后，在拆迁安置区搞好村镇绿化，积极开展“四旁”植树和道路绿化，以美化环境，保护村庄，发展庭院经济。绿化时应采用安置地适生树种，做到适地适树，应种植一些常绿乔、灌木以及布置花卉、草坪等，以达到保持水土、恢复和改善景观的目的。
四、结语
本工程的建设具有良好的环境、经济和社会效益，对促进当地社会经济发展具有显著作用。虽然工程建设存在着损坏原有地貌，产生弃土弃渣等可能造成水土流失的不利因素，但通过采取相应的水土保持防治措施，对可能造成的水土流失进行有效的防治，可以减少工程建设所引起的水土流失。从水土保持角度来看，不存在制约工程建设的关键因素。
参考文献
[1]SL204-98，开发建设项目水土保持方案技术规范［S］.
[2]GB/T16453.1-16453.6-1996，水土保持综合治理技术规范［S］.
[3]JTJ/T006-98，公路环境保护设计规范［S］.
[4]焦居仁.开发建设项目水土保持［M］.北京:中国法制出版社，1998.223-228.
[5]王礼先.林业生态工程学［M］.北京:中国林业出版社，1998.123-129.
[6]任杨俊，赵俊侠.高等级公路水土保持绿化工程方案探讨［J］.水土保持通报.2003.23(2).64-66.
[7]郑相国.高速公路水土保持方案编制的探讨［J］.水土保持科技情报.2000(2).45-47.
[8]杨文利，伍木根.公路建设项目水土保持方案编制初探［J］.水土保持研究.2000.7(3).62-63.
[9]陈子平.编制公路建设项目水土保持方案的体会［J］.中国水土保持.2003(4).27-28.
作者简介
夏文博（1976.1～），男，安徽宿松人，工程师，主要从事水资源、水土保持及环境影响评价等工作