公路、鐵路項目水土保持方案編制重點探討

康玲玲，張慶霞，劉 坤，董飛飛，劉軍軍

(1.黃河水利科學研究院水利部黃河泥沙重點實驗室，河南鄭州 450003;2.華北水利水電學院，河南鄭州 450011)

公路、鐵路項目水土保持方案編制重點探討

康玲玲1，張慶霞1，劉 坤2，董飛飛1，劉軍軍1

(1.黃河水利科學研究院水利部黃河泥沙重點實驗室，河南鄭州 450003;2.華北水利水電學院，河南鄭州 450011)

水土保持;方案編制;公路工程;鐵路工程

針對公路、鐵路項目在建設過程中極易產生水土流失的情況，根據其產生水土流失的特點，探討了在編制該類工程水土保持方案時應特別注重的諸如土石方平衡及其流向方案、取土場選址和取土場治理等幾方面的問題，供今后編制該類工程水土保持方案時參考。

公路、鐵路建設項目最大的特點是建設規模大，涉及范圍廣，所產生的廢渣和所需借土、石料的方量特別大。廢渣主要來自于開挖路塹、路基和隧道，借來的土、石料主要用于填筑路基和站場修建。在該類工程建設過程中，有些施工單位缺乏水土保持意識，為了降低施工成本，不僅沒有很好地按照水土保持的要求將棄渣堆放在專門的場地，而且隨意傾倒土石棄渣，更沒有對棄渣采取相應的防護措施;有的施工單位并沒有在選定的區域取土和采石，從而產生了大量的水土流失，嚴重時遇到一定的外部誘因(如暴雨)還會引發泥石流、滑坡等地質災害，對周邊環境造成極大影響，甚至堵塞河道，引發洪澇災害［1］。

在路基填筑過程中若不采取相應的防護措施則會發生較嚴重的水土流失，但由于路基填筑會影響到主體工程安全和可能延長工期、增加工程投資等，所以不管是建設單位還是施工單位都比較重視路基填筑過程中的水土保持工作，一般不會發生嚴重的水土流失。由于主體工程設計標準相對比較高，施工管理也較規范，所以建成后的路基、站場和公路立交等處綠化得一般都很好，生態效果也較好。公路、鐵路項目棄渣呈現數量多、規模大的特點，但其棄渣場選址以及棄渣場防護措施布設總體情況與采礦工程排土場大體相同;盡管主體工程施工過程中的臨時防護措施也很重要，但與其他工程存在有雷同情況，因此這些就不再贅述。本文僅就公路、鐵路工程水保方案編制中的土石方平衡及其流向方案、取土場選址和治理等問題進行探討。

1 土石方平衡及其流向方案

實踐表明，土石方平衡是水土保持方案編制的基礎內容之一，土石方量計算準確與否將直接影響到水土流失預測、方案比選、占地面積計算、取棄料場設置、防治措施布設，以及水土保持投資等多個方面。但目前公路、鐵路項目主體設計所列的土石方量，普遍存在有深度不夠、考慮因素較少，主體設計中缺乏統籌性，土石方平衡往往只包含主線路基的工程量，沒有考慮路基與其他各項目之間土石方的相互利用［2］，甚至挖填平衡過于理想化［3］等問題，從而給水保方案編制過程中的土石方平衡工作帶來一定困難。為此，水保方案編制人員應注意以下幾個方面的問題。

1.1 土石方量換算

通常公路、鐵路的土石方工程量計算方法是:挖方按天然密實體積(以下簡稱“自然方”)計算，填方按壓(夯)實后的體積(以下簡稱“實方”)計算，石方爆破按自然方計算，借方作填方時按實方計算，并稱其為計價方;而水保監［2008］8號文要求各種土石方均應折算為自然方進行平衡。表1給出了土石方的松實系數。

表1 土石方松實系數

因此，在摘取項目可行性研究報告中的土石方數據時，需及時了解是否采用了計價方的規則進行計量，若是則應進行相應換算。換算時，最好能按照公路、鐵路相應的工程概算定額中規定的換算系數進行換算，實在不行的話就必須按水利部頒布的水土保持工程概算定額中規定的換算系數進行換算。

1.2 補充臨時工程的土石方量

仔細分析主體工程土石方量的組成，要復核是否包括立交、橋隧、站場及附屬設施等工程區的土石方量;同時應重點分析如施工道路、施工生產生活區、供配電、供氣供熱、供排水等臨時工程的土石方量。對于查實確有漏項的，應結合工程實際進行土石方量的補充估算。

1.3 理順土石方平衡路線

對于站場、橋涵和公路立交等分散于路基沿線的工程，其土石方平衡不能按類型工程統一進行，否則土石方不好在相隔很遠、彼此挖填方量差異甚大、土石方難以調運的工程之間平衡。因此，該類工程若不按單個工程進行土石方平衡，就應隨相鄰路基工程進行土石方平衡。

1.4 明確不能忽視的幾個數據

在水土保持方案審查過程中，經常會提出一些如剝離表土、鉆渣、泥漿等問題，雖然其土石方量并不大，但也應該引起編制人員的足夠重視，否則會影響整個報告書的質量。因此，建議在土石方平衡小節中，應結合工程實際，明確以下幾個方面的問題:

(1)從實際出發，明確表土剝離(包括水域淤泥清理)的范圍、厚度、數量、堆放場地及其后期利用方向(“防治措施布設”小節中給出措施典型設計，并明確相應的剝離和回填覆土利用工程量)。

(2)明確橋梁施工過程中可能產生的鉆渣、泥漿數量及其后期處理方案(“防治措施布設”小節中明確具體措施及工程量)。

(3)明確建筑物拆除所產生的垃圾數量及處理方案。有關研究表明，沿線拆遷產生建筑拆除物的60%～80%為拆遷房屋的門、窗以及木材、完整的磚塊、瓦片、鋼筋、混凝土預制塊等，這部分一般由附近村民回收綜合利用;剩余廢棄磚混、砂石土、瓦礫等建筑垃圾一般占總量的20%～40%，通常與工程其余棄渣一并處置或運至城市垃圾站處理［4］。

1.5 完善土石方流向方案

在補充臨時工程土石方量和換算復核主體工程土石方量的基礎上，全面分析土石方調運利用的可行性(如施工道路在施工準備期就應該完成，如將隧道棄渣或路基開挖余方調運給施工道路就是不可操作的;了解周邊道路的情況，特別是隧道附近有無現成公路;根據跨越河道附近是否已有橋梁，以及橋梁寬度及承載力能否滿足施工要求等)，結合施工時序(看施工的時序能否銜接，若施工時序銜接不上，則再看有無場地供臨時堆置)，并參考可能劃分的標段等情況，以橋、隧(必要時結合挖填方特大的站場)為節點，完善土石方調配方案，并給出土石方平衡表及其流向框圖。

2 取土場選址分析

合理選擇取土(石、料)場的位置和優化取土場數量，乃是減少擾動面積、控制占用耕地、有效防治水土流失的基礎。根據《開發建設項目水土保持技術規范》(GB 50433—2008，以下簡稱《技術規范》)規定，筆者結合多年的實踐，認為對取土場選址的分析應著重以下幾個方面:

(1)取土場選址要以橋梁、隧道為節點的土石方流向框圖和《技術規范》為依據，以不得占用基本農田和林地為前提條件，以滿足路基填筑質量與數量、縮短運距(須在沿線視線以外)和減少擾動地表面積為目標，盡量減少取土場數量，優化取土場位置的設置。

(2)即使是增長運距，加大投資，也不能在縣級以上人民政府劃定的崩塌和滑坡危險區、泥石流易發區內設置取土(石、料)場，還要遠離民房、電線桿(塔)等工農業生產設施。

(3)在山區、丘陵區選址，應分析誘發崩塌、滑坡和泥石流的可能性，最好選擇植被稀疏的孤立小山包、小山脊或黃土梁峁等處，既能滿足工程建設需求，又能避免引發地質災害，還能改造局部地形并造地。

(4)若由于條件限制，只能在距離城鎮、景區較近區域選取取土場的，首先要避開正常的可視范圍，其次在劃定范圍、取土方式、取土深度和終期治理(防治標準相應提高一級)等方面，應符合城鎮、景區等規劃要求，并與周邊景觀相協調。

(5)在河道取砂(礫)料和黃河灘地取土的，應遵循河道管理的有關規定，經當地河道管理部門審批(取得相應附件);同時，后期治理要符合河道主管部門的要求。一般為避免影響行洪不能種喬木，通常采取撒播草籽、增加植被覆蓋度來有效控制風蝕發生。

(6)在河岸陡坡開挖土石方，以及開挖邊坡下方有河渠、公路、鐵路和居民點時，開挖土石必須設計渣石渡槽、溜渣洞等專門設施，將開挖的土石渣導出后及時運至棄土(石、渣)場或專用場地，防止棄渣造成危害。

(7)平原區取土場最好選擇沙丘、崗地，或結合河道整治、水渠開挖和其他工程棄渣一并解決;實在難以通過其他途徑獲得土源必須就近從耕地取土的，除應當地政府要求深挖后改為魚塘、蓄水池等外，其余都應考慮后期排水，并以恢復耕地為首要，合理確定取土深度。

(8)在選擇取土場時應盡量考慮沿線集中取土，避免任意開挖，以便于采取坡地取平、復耕還田或地方其他開發利用。

(9)取土場的設置要以深挖窄取，少占農田，有利排水和有利農業灌溉等為基本原則［5］。

(10)對于大型、特大型取土場的選址，還必須通過多部門的配合，尤其是能請水利、水土保持主管機構參加取土場的選址則更好，以便結合當地土地利用規劃、水利建設和河道整治工程，使取土場選取與當地規劃、水土流失防治緊密結合起來，同時還能取得保護生態環境、節約投資的效果。

3 取土場治理

資料和實地調查表明，取土場開挖取土的時間短則數月，長則數年，并動態配合于主體工程的施工進度，而取土場的水土流失主要有面蝕、溝蝕和風蝕3種類型。因此，取土場的治理應采取重點治理與一般防護相結合、臨時性水土保持措施與永久性水土保持措施相結合、工程措施與植物措施相結合的原則，有效控制項目建設期及運行期的新增水土流失發生。

3.1 基本原則與要求

(1)取土場的治理必須與當地經濟發展規劃相結合，與周邊環境相協調，并以生態效益最大化為終期目標。

(2)對于大型、特大型(50萬m3以上)取土(石、料)場，必須收集取土場區域的地形圖(比例尺不低于1/10 000)，進行必要的補充測量，并給出具有清晰等高線的平面圖與剖面圖。

(3)認真做好表土剝離、臨時堆存、臨時防護(周邊臨時攔擋、排水和頂面苫蓋)及后期覆土等措施。

(4)取土前及取土過程中，應布設好周邊來水的排導措施。

(5)取土結束后，除當地政府要求改變原有土地利用方向外，原則上按原土地利用現狀進行復墾或恢復植被(其中荒地或未利用地也可根據需要進行造地、復耕)。

3.2 不同類型取土場治理

(1)對于崗地取土的取土場，因為崗地取土是將局部凸出的崗地取平，這類取土場一般不會形成臨空坡面，采用整平復耕或植被恢復，就可滿足水土保持要求。

(2)對于溝邊取土的取土場，由于取土以后的平面遠高于溝底，即取土厚度小于溝深，因此多數取土場坡肩以上需筑土埂攔水，坡面裸露面采用爬墻虎植物防護［6］。

(3)對于切坡取土的取土場，若切坡取土造成的臨空坡面不陡的話，在臨空面坡肩以外筑擋水土埂，攔截坡面徑流，保護取土形成的臨空面不直接遭受洪水沖刷，并在坡底設排水溝，緊靠坡腳也可種植一排爬墻虎，以保護裸露坡面［6］。

(4)對于在沿線耕地布設的取土場，一般當挖深小于2.0 m時考慮恢復耕地，并在取土前，先把20～30 cm厚的耕作層表土推至一邊堆放貯存。在施工期間應對臨時堆土采取一定的防護措施，如用防塵網進行覆蓋等，待取土結束后及時平整土地、回填耕作層表土，對取土場實施復墾措施。

(5)對于河道或河灘地取土的取土場，盡管在開采期較難布設水土保持措施，但水土保持重點應放在“上截”(在開挖邊緣線來水的上游開挖截水溝)和“下攔”(在取土場排水的下游建臨時攔擋或圍堰工程)方面。同時，還必須嚴格按計劃數量開采，清淤疏浚，及時平整，保證汛期行洪暢通。

(6)對于用作養魚塘或蓄水池的取土場，在取土期間選擇梯形開挖，為防止外來水進入，在取土場四周還需修筑土質擋水埂(堤)。取土完成后，交還給當地作為蓄水池或進行漁業養殖等。

4 結語

針對目前公路、鐵路項目主體設計所列土石方量普遍存在的問題，著重說明與強調了土石方量的換算、臨時工程土石方量的補充估算、土石方平衡路線的理順，以及幾個不能忽視的方面(表土剝離、橋梁施工過程中可能產生的鉆渣、泥漿情況和建筑物拆除所產生的垃圾情況)和土石方流向方案的完善等問題。

根據《技術規范》規定，結合筆者多年的實踐，從地形地貌、運距、宜避開政府劃定的崩塌和滑坡危險區、泥石流易發區等9個方面對取土場的選址進行了分析。

按照重點治理與一般防護相結合、臨時性水土保持措施與永久性水土保持措施相結合、工程措施與植物措施相結合的原則，提出了崗地取土場、溝邊取土場、切坡取土場、沿線耕地取土場、河道或河灘地取土場、用作養魚塘或蓄水池的取土場等6種類型取土場的治理措施。

［1］裴元度，蔡志洲，陳宗偉，等.公路鐵路工程水土保持準入條件［J］.中國水土保持科學，2010，8(3):55 －58.

［2］陳昌軍，林洪.公路建設項目水保方案編制中土石方平衡方法的探討［J］.水土保持科技情報，2004(6):9－10.

［3］崔永，劉書軍，丁帥，等.公路建設類項目水土保持方案編制的技術要點［J］.中國水運(下半月)，2008，8(2):81－82.

［4］邵雄飛，藍雪春，陳增奇，等.公路項目水保方案編制中的土石方平衡［J］.水土保持應用技術，2010(3):11－13.

［5］張浩鑑.對公路建設中如何合理地選擇取土場的探討［J］.廣東科技，2008(10):176－177.

［6］李玉娥，楊華軍，余廣川.洛三高速公路棄土場、取土場類型與防護措施［J］.中國水土保持，2003(4):29.

S157.2

C

1000－0941(2012)10－0018－03

黃河水利科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金(HKY－JBYW－2009－8)

康玲玲(1966—)，女，河南鄭州市人，教授級高級工程師，碩士，主要從事水土保持方面的研究工作。

2012－03－15

(責任編輯 孫占鋒)