摘要 介紹高速公路工程水土保持措施監(jiān)測的內(nèi)容,分為護坡工程、攔渣工程、截排水工程、土地整治工程、植被恢復(fù)工程和臨時防護工程,對每一監(jiān)測措施的具體監(jiān)測項目和監(jiān)測要求、監(jiān)測指標(biāo)進行闡述,旨在為我國高速公路工程水土保持監(jiān)測提供借鑒。
關(guān)鍵詞 高速公路;水土保持;措施監(jiān)測
高速公路建設(shè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),正在全國各地突飛猛進地發(fā)展。隨著高速公路建設(shè)大規(guī)模地進行,公路沿線環(huán)境將受到嚴重影響,突出表現(xiàn)在生態(tài)破壞、水土流失等方面,其危害往往是不可估量的。為了及時掌握工程在施工建設(shè)過程中的水土流失動態(tài)變化,了解各項水土保持措施實施情況及防治效果,盡快重建高速公路周邊的生態(tài)環(huán)境,水土保持監(jiān)測就顯得特別重要。水土保持監(jiān)測結(jié)果是各項水土保持措施有效性的判定依據(jù),是工程竣工驗收的基礎(chǔ)。
1監(jiān)測范圍及監(jiān)測分區(qū)
1.1監(jiān)測范圍
高速公路工程水土流失監(jiān)測的區(qū)域為工程建設(shè)的水土流失防治責(zé)任區(qū),包括項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。其中,項目建設(shè)區(qū)是指工程建設(shè)的征地范圍和租地范圍,具體包括主體工程永久占地、主體工程施工臨時占地、土料開采占地、棄土棄渣占地以及管理服務(wù)區(qū)建設(shè)占地;直接影響區(qū)是指項目建設(shè)區(qū)以外由于開發(fā)建設(shè)活動而造成的水土流失及其直接危害的范圍,主要為移民動遷安置占地。
1.2監(jiān)測分區(qū)
由于地面擾動區(qū)域水土流失的程度和特點各不相同,所以所采取的水土保持措施也各有差異。按照不同地面擾動類型將該工程水土流失監(jiān)測范圍劃分為幾個監(jiān)測區(qū)域進行監(jiān)測,主要包括主體工程監(jiān)測區(qū)、取土場監(jiān)測區(qū)、棄土場監(jiān)測區(qū)、管理服務(wù)用地監(jiān)測區(qū)和施工臨時場地監(jiān)測區(qū)等。
2高速公路工程水土保持措施主要監(jiān)測內(nèi)容
水土保持措施主要包括護坡工程、攔渣工程、截排水工程、土地整治工程、植被恢復(fù)工程和臨時防護工程。主要監(jiān)測水土保持防護工程的數(shù)量、自身的穩(wěn)定性、運行情況和減水減沙擋渣效率效果;邊坡等防護對象的穩(wěn)定情況、地貌恢復(fù)情況;耕地恢復(fù)面積和恢復(fù)質(zhì)量。
2.1邊坡防護工程監(jiān)測
為了確保路基工程本身的安全和美化環(huán)境的目的,在高陡邊坡處實施了邊坡防護工程。邊坡防護工程視防護對象、施工工藝和防護目的不同,形成了多種護坡形式。目前高速公路邊坡防護工程主要有以下幾種(邊坡防護工程監(jiān)測的指標(biāo)包括護坡工程和護坡工程量)。
2.1.1鋪草皮護坡。鋪草皮是較常用的一種護坡綠化技術(shù),是將培育的生長優(yōu)良健壯的草坪,用平板鏟或起草機鏟起,運至需要綠化的坡面,按照一定的大小規(guī)格重新鋪植,使坡面迅速形成草坪的護坡綠化技術(shù)。草皮的生產(chǎn)可分為普通草皮生產(chǎn)和地毯式草皮生產(chǎn)。
2.1.2植生帶護坡。植生帶是采用專用機械設(shè)備,依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝,把草種、肥料、保水劑等按一定的密度定植在可自然降解的無紡布或其他材料上,并經(jīng)過機器的滾壓和針刺的復(fù)合定位工序,形成的一定規(guī)模的產(chǎn)品。
2.1.3三維植被網(wǎng)護坡。三維植被網(wǎng),亦稱固土網(wǎng)墊,是以熱塑料樹脂為原料,經(jīng)擠出、拉伸等工序形成相互纏繞,在接點上相互熔合,底部為高模量基礎(chǔ)層的三維立體結(jié)構(gòu)網(wǎng)墊。三維植被網(wǎng)的基礎(chǔ)層由1~3層經(jīng)雙向拉伸處理后得到的均勻的方形網(wǎng)格組成。
2.1.4液壓噴播植草護坡。該技術(shù)是將草種、木纖維、保水劑、黏合劑、肥料、染色劑等與水的混合物,通過專用噴播機噴射到邊坡坡面而完成植草施工的護坡技術(shù)。液壓噴播植草護坡一般用于土質(zhì)路堤、路塹邊坡,土石混合邊坡經(jīng)處理后也可應(yīng)用。
2.1.5生態(tài)植被袋生物護坡。生態(tài)植被袋生物防護技術(shù)是將選定的植物種子通過2層木漿紙附著在可降解的纖維材料編織袋的內(nèi)側(cè),施工時在植被袋內(nèi)裝入營養(yǎng)土,封口后按照坡面防護要求碼放,經(jīng)過澆水養(yǎng)護,即可實現(xiàn)邊坡防護與綠化的目的。
2.1.6鋼筋混凝土框架內(nèi)填土植草護坡。鋼筋混凝土框架植草護坡是指在邊坡上現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架或?qū)㈩A(yù)制件鋪設(shè)于坡面形成框架,在框架內(nèi)回填客土并采取措施使客土固定于框架內(nèi),然后在框架內(nèi)植草以達到護坡綠化的目的。
2.1.7厚層基材噴射植被護坡。厚層基材噴射植被護坡是采用混凝土噴射機把基材與植物種子的混合物按照設(shè)計厚度均勻噴射到需防護的工程坡面上的護坡技術(shù),其基本構(gòu)造包括錨桿、網(wǎng)和基材混合物。
2.2渣土攔護工程監(jiān)測內(nèi)容
高速公路的隧道和高挖方路段會產(chǎn)生大量的棄土棄渣,在滿足填方路段的土方回填后,剩下的渣土?xí)痪徒艞墶榱朔乐箺壴魇,影響生態(tài)環(huán)境,需集中堆放在指定的地點,修建攔渣工程。根據(jù)棄渣的位置,可分為河谷類渣場和非河谷類渣場。河谷類渣場一般選在山溝、山坡等地,擋渣形式多選擇擋渣壩和擋渣墻。擋渣壩適合建在山溝中且棄渣體積大的棄渣場,擋渣墻布設(shè)在山坡坡腳的棄渣場中。擋渣堤一般建在非河谷類的平地棄渣場中,將棄渣圍在堤內(nèi)。渣土攔護工程的監(jiān)測指標(biāo)主要有攔渣工程和攔渣工程量。
2.2.1擋渣壩。
。1)擋渣壩的位置。一般應(yīng)選在距渣源較近的山溝中,要求山溝地形狹窄、容積大、溝坡平緩、地質(zhì)條件好、建筑材料具備、施工方便、水土流失泥沙量小、耕地少及對周圍環(huán)境影響小的荒山溝。山溝集水面積不宜過大,且不危害下游城鎮(zhèn)、村莊及道路等的安全。
。2)擋渣壩的排水設(shè)施。在擋渣壩建成,渣庫棄渣堆滿后,原山溝徑流的出路被截斷,山洪將會沿渣面漫流,沖毀渣體。為此,須布設(shè)排水工程。排水工程形式一般分為兩類。一類為涵洞式,它埋在渣體下部山溝溝底,穿過攔渣壩與出口河溝連接,適用于匯水面積較大、設(shè)計洪水流量亦大的渣庫。另一類是排水渠,它布置在渣面與山坡坡腳相交處,出水口在攔渣壩兩岸的壩頭,然后與原河道相通,它適用于匯水面積小且設(shè)計洪水流量不大的渣庫。
2.2.2擋渣堤。
。1)擋渣堤的位置。應(yīng)選在距渣源不遠,地形寬闊的河岸灘地或階地上的渣體坡腳。要求地基條件較好,具有擋水防洪功能,適合于當(dāng)?shù)厣笆仙,棄渣量小,不影響下游城?zhèn)、村莊及農(nóng)田防洪安全的棄渣場。
。2)擋渣堤的渣體堆筑方式。渣體一般只設(shè)一級馬道,邊坡坡度大小與棄渣顆粒粒徑有關(guān),一般取1∶1.5~2.5,堆渣高度不宜大于5m。為了防止雨水沖刷渣面及邊坡,渣面邊緣和邊坡設(shè)排水溝,同時渣面要植樹種草,防止棄渣流失。
2.3截排水工程監(jiān)測內(nèi)容
公路全線通過設(shè)置攔水緣石、路肩急流槽、縱向排水溝、矩形邊溝、橫向排水溝、梯形截水溝等排水構(gòu)筑物形成了一套完整的排水系統(tǒng)。截排水工程主要的監(jiān)測指標(biāo)是防洪工程和防洪工程量。
在填方高度大于5m的土路肩內(nèi)設(shè)置攔水緣石,路表水集中至緣石開口處,通過路肩急流槽排至路基兩側(cè)排水溝或邊溝中。
路堤段和土質(zhì)路塹段在中央分隔帶內(nèi)設(shè)置縱向盲溝,盲溝設(shè)置在路床頂面以下,內(nèi)設(shè)縱向塑料排水管,一般每隔50cm設(shè)置一道橫向排水管把水排出。
公路兩側(cè)在路堤邊坡高度>0.6m路堤段設(shè)置縱向排水溝,在路塹段及路堤高度<0.6m路段設(shè)置矩形邊溝。
在路塹坡口上方或低路堤及零填處向路基匯水路段,在坡口外5m處設(shè)置截水溝,將地表積水排至路基范圍以外。
在截水溝、邊溝、縱向排水溝出口和自然溝、渠、河、塘銜接落差大處,采用急流槽、跌水過渡、消力池等構(gòu)筑物進行防護。
2.4土地整治工程監(jiān)測內(nèi)容
公路施工建設(shè)過程中,由于采挖、排棄和臨時占地等活動而形成了取土場、棄渣場和廢棄土地,這些占地需要采用回填、平整、覆土等整治措施來恢復(fù)土地生產(chǎn)力,成為農(nóng)、林、漁等各業(yè)用地。土地整治主要監(jiān)測指標(biāo)為土地整治工程(數(shù)量)和土地整理面積。
取土場的土地整治方式依據(jù)取土場的類型而定。取土場按照取土的地形地貌條件,可以分為小山包取土場、山坡取土場和平地下挖取土場三大類。小山包取土場在取土結(jié)束后,地勢較平坦,在經(jīng)過坑凹回填后,可以進一步平整地面,表層覆土,作為農(nóng)業(yè)用地,同時應(yīng)在四周修建防洪排水設(shè)施。山坡取土場在施工結(jié)束后,可以視取土場的具體情況安排土地整治方式。如果坡度較陡,可以平整土地、覆土發(fā)展林業(yè);在削坡放坡后,達到農(nóng)業(yè)耕作條件的,可以按照農(nóng)業(yè)復(fù)墾的要求進行土地整治。對于平地下挖取土場的土地利用恢復(fù),在有條件的地方可以改建為蓄水池或發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖。
棄渣場在采取攔渣工程的基礎(chǔ)上,排棄終止后,應(yīng)進行整治和改造。平地渣場先鋪一層粘土,形成防滲層,再覆表土。作為農(nóng)業(yè)用地復(fù)墾的,一般鋪土0.8~1m厚;作為林業(yè)用的,鋪土0.5m厚以上。坡地渣場的改造,應(yīng)根據(jù)改造利用的需要,在緩坡地和土質(zhì)較好的坡面,有一定水利條件的,可作為農(nóng)業(yè)用地;在地面坡度較大或土質(zhì)較差的坡面,應(yīng)作為林業(yè)和牧業(yè)用地。
施工臨時占地區(qū)原有土地利用類型多為耕地,因壓實、分隔、挖損或踐踏等,表土層受到破壞,自然生態(tài)系統(tǒng)受到人為干擾,生態(tài)功能退化,水土流失嚴重。因此,這些臨時用地在公路竣工后,也必須實施一些水土保持生態(tài)恢復(fù)措施。施工臨時占地在主體工程完工后,應(yīng)進行場內(nèi)設(shè)施和設(shè)備的拆處、場內(nèi)硬化層的鏟除和剝離,恢復(fù)場區(qū)原有的土地生產(chǎn)力。
土地整治工程是高速公路建設(shè)中容易被忽視的環(huán)節(jié),但在水土保持監(jiān)測中卻是監(jiān)測的重點,因為土地整治的對象是工程建設(shè)中擾動和破壞程度最大的分區(qū),也是生態(tài)恢復(fù)和重建最不容易實現(xiàn)的區(qū)域,如不及時進行生態(tài)恢復(fù),將對當(dāng)?shù)睾椭苓叺貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境、河流水系和居民生活造成不利的影響。
2.5植被恢復(fù)工程監(jiān)測內(nèi)容
高速公路的植被恢復(fù)工程監(jiān)測可以分為如下監(jiān)測分區(qū):中央分隔帶區(qū)、路側(cè)綠化區(qū)、互通立交綠化區(qū)、管護服務(wù)綠化區(qū)和取棄土場綠化區(qū)。植被恢復(fù)工程主要監(jiān)測指標(biāo)包括植被恢復(fù)工程(數(shù)量)、綠化面積、林草覆蓋率和植被恢復(fù)系數(shù)。
采用標(biāo)準(zhǔn)地法抽樣調(diào)查,取多塊標(biāo)準(zhǔn)地進行觀測,記錄林草植被的分布、面積、種類、群落情況,并計算郁蔽度、覆蓋度等指標(biāo)。林木郁蔽度可采用樹冠投影法,灌木覆蓋度可采用樣線法,草地覆蓋度可采用網(wǎng)格法。植被生長發(fā)育狀況應(yīng)于栽植3個月(養(yǎng)護期)以后及每年的春、秋季進行,主要調(diào)查工程防治責(zé)任范圍內(nèi)植被成活率、保存率等。
2.6臨時防護工程監(jiān)測
主線工程防治區(qū)由于路基挖、填方量大,施工周期長,路堤、路塹、橋梁基礎(chǔ)及隧道門洞等單項工程在施工期受到雨滴擊濺、徑流沖蝕,容易產(chǎn)生水土流失。具體措施包括:臨時沉沙池、土工布圍欄、臨時擋水堰、急流槽、臨時洪水排導(dǎo)溝渠和工程護坡等。路基聯(lián)結(jié)端的坡面設(shè)臨時擋渣墻,臨時擋渣墻可用袋裝土渣或塊石堆砌而成。隧道施工前,先設(shè)截
水溝,截水溝與四周排洪溝聯(lián)結(jié),保證排水暢通。橋梁施工中,橋墩基礎(chǔ)開挖的土石方集中堆放在岸邊較高位置,采取覆蓋雨布等臨時措施,橋墩基礎(chǔ)澆注完后用作回填用料。旱橋施工中,橋墩基礎(chǔ)開挖的土石方集中堆放,周邊采用袋裝土渣作臨時攔擋,待橋墩基礎(chǔ)澆注完畢后用以回填,剩余部分集中運至附近棄渣場堆放,或用于附近低洼地的平整。在施工便道防治區(qū),由于施工便道是運輸土料的重要通道,承受的行車荷載及交通量很大,加之雨水的淤積及沖刷極易破損。因此,施工便道修建中排水措施對水土流失的防治很重要。在高邊坡端布設(shè)臨時排水溝,低洼處設(shè)沉沙池是施工便道常用的排水措施。施工便道要根據(jù)實際地形及施工情況設(shè)置,便道通常高出原地面,用礫石或碎石鋪筑。
在棄渣場、取土場防治區(qū),取土和棄土轉(zhuǎn)運要合理安排,運輸車輛采取加蓋蓬布或其他措施防止沿途棄撒,避免人為造成水土流失。棄渣在堆積過程中應(yīng)進行分層壓實,一般壓實度應(yīng)達到85%。棄土、棄渣要做到“先擋后棄”。另外,取土、棄土周期長,如果跨越汛期,要做好臨時排導(dǎo)洪水措施。棄渣場礫石含量偏高,是棄土棄渣時間較長但植被未能恢復(fù)的一個重要因素,棄土棄渣恢復(fù)要考慮改良表層土壤,盡快恢復(fù)植被。
3結(jié)語
高速公路建設(shè)目前在中國正在迅猛發(fā)展,而高速公路的水土保持監(jiān)測工作按照相關(guān)水保法律法規(guī)的規(guī)定也開始市場化的運作和管理。高速公路在給我們工作生活帶來方便與快捷的同時,也給我們的家園帶來了災(zāi)難與不幸。水土保持監(jiān)測工作的開展和引入,為高速公路建設(shè)的規(guī)范施工提供了技術(shù)支持和保障。如何做好水土保持監(jiān)測工作是處理好高速公路建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護問題的關(guān)鍵所在。因此,在高速公路建設(shè)中,應(yīng)重視水土保持監(jiān)測工作,積極探索水土保持監(jiān)測中出現(xiàn)的問題,盡快恢復(fù)植被,恢復(fù)生態(tài)平衡,將水土流失危害降至最低限度,從而使我國的高速公路建設(shè)向著生態(tài)公路的方向發(fā)展,最終實現(xiàn)發(fā)展經(jīng)濟和造福人類的目的。
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