高速公路施工中水土保持技术的探讨

高速公路施工中水土保持技术有哪些？有什么解决措施？请看鲁班乐标编辑的文章。

我国高速公路的建设对经济发展起着巨大的推动作用,但由于建设高速公路所引起的水土流失给环境带来严重的灾害。如何防止水土流失是高速公路建设中一项重要的任务,对此情况作了分析并提出相关的解决措施。

因高速公路建设的标准高,路基的平、纵线形要求严格,在施工中产生大量的挖方、填方,加上交通不便,土石方调运困难,因而不得不进行大量的借方和弃方,使公路沿线形成大量的取土坑和弃土堆,并形成的大面积裸露面,在雨季受雨冲刷产生水土流失,增加河流含沙率,故局部地区山体开挖往往诱发和加重加速滑坡、泥石流等山地灾害的发生。此外,公路路基占用林地,损毁植被,破坏生态环境。

1工程概况

某高速公路全线公路等级为四车道高速公路,设计时速为100Km/h,路基宽度为26m,路面宽为22.5m,全线均采用沥青混凝土路面。本标段为六武高速公路路基第二合同段,起讫桩号为K8+050～K15+610,全长7.56Km,其中K13+014--KI4+284为金寨互通立交。本项目在环保生态恢复及水土保持工作主要从以下方面人手:

1)全标段有四座高架桥跨越河流,且均有墩柱位于河道内,有改变水流方向、冲刷河岸的隐患,这是水土保持的重点之一。

2)沿线山间洼地较多,修筑高速公路,破坏了原地表的植被,改变了原有的水、路系走向,路基边坡的植被恢复及原有水、路系的沟通也是水土保持工作的重点之一。

3)由于沿线路基的土石方挖方量远远大于填方量,使用了很多的弃土场,且本项目弃土多为碎石土,不具有粘性,暴雨时极易坍塌形成泥石流,这是本标段水土保持工作的重点。

2地形、地质条件及水文、气象条件

本项目位于某省西部,公路沿线地形北端低,南、西端高,所经区域地形地貌复杂多样,本标段明显丘陵地形,丘岗起伏。路线区域标高多在5175m。项目所在地区属北亚热带湿润季风气候区,具有季风显著、四季分明、气候温和、雨量充沛、春温多变、秋高气爽、梅雨显著,夏雨集中,无霜期长等气候特点。区域年平均气温15.5℃;年平均降水量在1381.5mm之间。

3水土流失产生的部位

1)高深路堑。挖方路基使原坡面发生变化,产生新的坡面,且这些坡面较陡。同时,在开挖削坡时剥离了原有的抗侵蚀能力较强的地表,使表层结构受到扰动,岩土变得松软,土体抗蚀能力降低,且植被遭到破坏,使表土与植被的平衡关系失调,表土层抗蚀能力减弱,土壤侵蚀从天然状态下较为缓慢地自然侵蚀过程在极短的时间内迅速转化为强烈的工程性加速侵蚀。

2)路堤边坡。由于施工工艺和技术限制,边坡土体无法夯实,结构松散、粘性差、密度低于该种土质的天然密实度,加之植被尚未形成,在雨水作用下边坡经常出现严重冲刷,发生片蚀、浅沟蚀等侵蚀,大量土石方涌入农田,阻塞道路,同时也影响施工进度。

3)取土场。取土场施工过程中,取土场开挖后形成坡前空地和挖损边坡两个部分,坡前空地一般为土质,表层土体结构比较疏松,土壤侵蚀为片蚀、细沟侵蚀等水力侵蚀形式,侵蚀强度中度;挖损边坡陡峭,有的近于直立状态,边坡质地有土质、石质和土石混合质。由于边坡坡度大,暴雨时极易产生剧烈。

4)弃土场。在公路建设中,产生大量土石方,这些土石方一部分就近用作路堤填料,另一些不宜用作路堤填料,或多余的土石方由于运输条件以及各标段施工单位之间难以配合等原因不便运往填方段,就被当作弃渣就近堆放。弃渣场土体结构松散,表面裸露,透水性强,不均匀沉降剧烈。自然形成的松散边坡稳定性差,坡度较陡,为30-4O度,接近天然休止角,抗蚀性极差,如果防护不善,在雨滴打击及地表径流的冲刷下,极易发生剧烈的水土流失。

5)临时占地。临时占地分布在公路沿线,主要包括原料场、生活区、仓库、拌合场、预制场、弃土临时存放地等,这些区域破坏原有植被,且得到了不同程度的夯实,土壤入渗率降低,径流量增加,在一定程度上加剧了水土流失。尤其山区公路建设过程中原料场及废弃土存放地管理不当时,容易发生片蚀、浅沟蚀等形式的水土流失。

4水土保持施工探索

为了减少施工过程中及施工后的水土流失,避免对当地地表植被过多的破坏,有效的利用工程防护措施,最大限度地实现高速公路施工过程中减少对当地环境的影响这一目的。项目部根据施工计划安排,结合施工区域的地形地貌特点,采取以下措施防止水土流失:

4.1河岸的防冲刷措施

高架桥的墩柱位于河道内,缩小了河道水流的断面面积,改变了这一段面的水流方向,易造成河岸的冲刷、淘蚀。这避免这一现象的发生,墩柱施工后在高架桥所经河道两岸增设M7.5浆砌片石护坡。挡墙砌完后对墩柱处的河道进行清淤疏通,增加了这一段面的水流面积,减缓了这一处河水的流速,这样有效的消除了水流对两侧河岸的冲刷,保护了河岸的稳定。现已完成K8+633.5仙花店高架桥及K9+551杨冲高架桥这两处的河道防护,效果非常好。

4.2路基边坡的防冲刷措施

由于本项目路堑边坡地质均为砾石土,粘结性差,易冲刷造成水土流失,为此对已成型路堑边坡采用客土喷播进行防护。客土喷播使用大别山地区的本土物种,掺加少量不具有侵略性质的外来物种,两者结合达到既能起到对路堤、路堑边坡进行绿化防护,防止雨水冲刷边坡,形成水土流失或造成滑坡,又能大大降低纯外来物种有可能造成的入侵。最犬限度地使高速公路与周边环境相融合,塑造一条使乘客行在路上身在景中的美丽画卷。路堤边坡在拱形护施工完成后,在拱内进行客土喷播,将刚性防护与柔性防护相结合,起到柔性防护稳固填料,刚性防护能有组织排水。客土喷播时植物种子主要以灌木为主,草、花、乔相结合的物种搭配方式。不仅能起到保护路基边坡,保持水土稳定,更有美化环境的效果。

4.3原有水、路系防护

高速公路过程中不可避免的改变了原有自然水、路系走向,只有重新做好原有水、路系的沟通,才能较好的做到保护环境,避免水土流失。通过对路基沿线原有水、路系的调查,采取以下防护形式:

1)对坡度较陡且植被较少的改路改沟,使用浆砌片石防护,减少两侧放坡增加的土方开挖量,避免对原地表的破坏,最大程度的节省耕地资源。2)坡度较陡地方的改沟在水流湍急处设置M7.5浆砌水沟,引导水流,避免冲刷形成水土流失;在地形高差较大处设置跌水及沉渣池等工程设施;在水流平缓处利用自然植被进行防护。

4.4弃渣场防护

沿线的弃渣场主要采取以下几种形式,一是洼地填平,二是在山谷中的低洼处弃渣。洼地填平这种弃渣场面积较小,弃土量也较少,弃土多为路基清表的地表土,弃土完成后,对弃土场表面平整后即可以进行农作物耕种。洼地填平没有较大的高差,土壤条件较好,植被能很快恢复,能起到很好的水土保持作用。山谷中的弃渣场征用面积较大,堆放弃渣较多,弃渣多为砾石土、碎石块等。为了最大可能的做到保护耕地资源,减少水土流失,将采取以下防护措施:

1)对每个弃渣场地进行规划,分级堆放,每级堆放高度不超过10米,弃土场边坡不陡于l:1.5。2)路基清表土、清淤土及耕作土集中堆放于弃土场一侧,用于弃渣完成后对弃土场顶部进行覆盖,以利于后期的复耕和植被生长。3)在弃土场弃土较大的一侧设置M7.5浆砌石挡墙,以加强对弃土的稳定防护,避免弃土堆发生泥石流或发生塌坍。浆砌石挡墙基础埋深1.5～2米,挡墙高度根据实际情况设置为4～10米,顶宽为1～2.2米,底宽为3.1～7.4米,基础设置向内的l:l0斜坡。4)弃土场顶面设置向低处顷斜的坡面,以达到雨水漫流的目的。高差较大且水流较集中的地方,在较低位置砌筑排水沟及跌水等工程设施,达到有组织排水,减少坡面冲刷、保持水土稳定的目的。

4.5临时占地水土流失防止措施。

施工单位动土工程尽量安排避开雨季,场地平整尽量做到挖、填平衡,减少弃渣、弃土量。应严格控制施工过程中料、渣的堆放和处置。及时清除排水沟中的冲淤物,以保持排水系统的通畅。

5结束语

通过以上措施的治理,路基沿线水土流失情况得到明显改善,减少了施工过程中带来的破坏痕迹。尽管在路基设计中,考虑到一定的排水和隔水的措施,但若把工程措施与生物措施结合起来,起稳定路基的效果会更佳。在水土保持的植物措施方面,因地制宜,因害设防,在防治水土流失的同时,提高环境的质量并维持水土资源的可持续利用。

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