山丘區公路建設項目水土保持監測要點探討

李宏鋒，何宏波，李艷平，張國蘭

(湖南省水土保持監測總站 郴州分站，湖南 郴州423000)

(責任編輯 孫占鋒)

公路建設項目屬于生產建設類項目中的線性工程，跨度大，總體建設規模及擾動面積大，尤其是在山丘區，沿線地形地貌、水文地質、氣候土壤、植被等多種多樣，造成的水土流失類型及特點復雜多變，致使山丘區公路建設項目水土保持監測任務重、難度大。結合郴州市水土保持監測實際，提出山丘區公路建設項目水土保持監測的幾個要點，以供同行們探討、參考。

1 合理劃分水土保持監測分區

結合公路項目施工組織實際和水土流失防治需要，突破水土保持方案中的防治分區和監測分區成果，重新劃定切合實際的監測分區，主要采用如下兩種劃分方法。

1．1 中心延伸監測單元劃分法

公路建設項目往往被劃分為多個施工標段，一個標段內往往包含多種公路建(構)筑物，標段之間、不同建(構)筑之間的銜接區域往往易被忽視而成為水土流失易發區域，因此在劃分監測分區時，不能簡單地將不同建(構)筑物分為不同的防治監測分區。我們的做法是:在銜接區域，以水土流失量或危害大的建(構)筑物為中心，向銜接區延伸合理長度范圍劃分為一個監測分區。如在劃分廈蓉高速公路汝城(湘贛界)至郴州段工程(簡稱汝郴高速公路工程)監測分區時，我們以隧道為中心，根據隧道進出口連接建筑物的不同劃分為隧基區［隧道+填方(切方)路基］、隧橋區(隧道+橋梁)，將路基一定長度或橋梁端一定長度劃入以隧道為中心的監測單元。我們將這種水土保持監測分區劃分法稱為“中心延伸監測單元劃分法”。

1．2 中心輻射監測單元劃分法

在公路建設過程中往往存在一些高密度、高強度的擾動中心區域，這個中心區域是大量物流、人流匯集之地，亦即我們水土保持監測要抓住的“中心”。圍繞此“中心”，凡為這個“中心”服務的項目，或以這個“中心”為紐帶的活動區域全部劃入一個監測單元。如汝郴高速公路工程五里墩隧道與山店江大橋起始段的銜接區域就是這樣的中心:進場施工道路共用，隧道與橋梁的施工生產生活區集中布置在此區域，隧道棄渣由此區域的施工道路外運至棄渣場，因此我們以這個中心為基礎將靠隧道出口邊的一半隧道工程、施工生產生活區、施工道路、棄渣場、橋梁起端的一半區域等劃入同一個監測單元。我們將這種水土保持監測分區劃分法稱為“中心輻射監測單元劃分法”，這種監測分區劃分方法突出了施工活動的有機聯系，有利于監測評價施工組織設計方案的水土保持合理性。

2 提高渣場水土保持監測質量

2．1 渣場監測堅持“程序到位、安全第一”的原則

在施工前，要對渣場進行兩個復核監測，即復核渣場設計方案穩定安全性和渣場防治措施體系設計的合理性。要對渣場涉及安全穩定的地質參數和水文指標進行認真復核，特別注意渣場覆蓋范圍內是否有地下水涌出，量有多大，渣場內外是否有地質災害易發點。若有地下水涌出，則要先做好地下水排放工程，再棄渣，杜絕地下水滯留在渣體下方;若有地質災害隱患，要復核或提出處理方案，待處理方案完成后再棄渣，處理難度大或危險程度高的應另擇棄渣場地。要復核棄渣的來源、渣場的容量、占地面積、渣面面積、渣場水保措施體系的合理性。復核表土剝離量指標和臨時堆放保護方案，措施體系不合理的應提出修改完善建議。

做好棄渣場監測要抓住棄渣控制節點。棄渣前要監測是否先建攔擋工程、渣場上游周邊截排水工程以及溝底(如為山溝型渣場)地下水排水工程，再分層棄渣，分層壓實。同時，要及時監測記錄渣料的組成級配，渣場占地面積和渣量的變化情況是否有安全隱患和水土流失危害。棄渣終了要重點監測是否建成完整、有效、安全的排水體系，把渣體水、渣面水、渣場上游來水、渣底地下水排到下游，并確保與下游的防洪排水通道安全、有效連接，另外要監測是否實施了有效的植被恢復措施或其他措施。

2．2 渣場監測堅持“棄渣綜合利用和渣場全線范圍優化配置”的原則

首先，復核全線所有標段各種棄渣的綜合利用方案是否合理，復核內容有土石方開挖量、土石方各種利用途徑控制指標、利用量、棄渣綜合利用篩分流程，待復核后推算出各標段的棄渣臨時堆放量和永久凈棄渣量，依永久凈棄渣量來調整渣場的布局及有關設計參數。其次，復核每處渣場的容量、各種工程棄渣的合理去向、所需渣場的數量，形成渣場占用土地資源總量小、棄渣工程總費用低的全線渣場總體布置方案，實現土石方全線范圍內的合理調配。

3 重視對切方邊坡的監測

(1)開挖前做好兩個復核監測是避免切方邊坡失穩造成水土流失危害的關鍵。第一，復核邊坡工程設計方案的安全性、經濟性、生態性。要復核邊坡地質剖面圖和柱狀圖、邊坡體的內摩擦角和黏聚力指標的準確性，復核坡體地下水位、水量情況和坡頂來水情況，復核邊坡工程防護方案是否有更優的替代方案存在。在復核工程設計方案安全性、經濟性的基礎上，盡量提高邊坡防護的生態性要求。第二，復核邊坡工程施工方案。只有確保施工工藝、施工時序的科學性、合理性，才能將好的邊坡工程設計理念和思路付諸實施，確保邊坡安全、穩定。

復核監測必須全面收集主體工程有關設計資料，深入分析主體工程設計思想和設計圖紙等有關成果，必須到典型現場進行現場踏勘論證，發現設計中有明顯的安全隱患或易引起水土流失危害的地方，應及時向業主提出水土保持監測復核意見。如郴州107 國道繞城公路，若在開工前即已開展水土保持監測工作，切方邊坡開挖前進行了復核監測，則應可避免施工后造成的一些切方邊坡失穩情況。

(2)邊坡排水體系合理性監測是監測的重點。邊坡工程排水體系包括坡頂、坡面、坡體、坡腳排水工程4 類，要將4 類排水工程建成有機聯系、一體化的排水體系，做到坡頂來水不進入坡面更不能進入坡體，坡面水不滯留坡面不進入坡體，坡體地下水安全有效排到坡體外，不浸泡坡體。坡腳排水要做到坡腳匯集的所有來水能安全排向下游，不沖掏坡腳。

(3)動態監測是邊坡水土保持監測的有效手段，包括施工過程的動態監測和工程完工運行后的動態監測。施工動態監測包括坡體土力學指標監測、地下水監測、施工過程最不利工況組合下邊坡穩定性監測，運行后動態監測包括地下水位的監測、邊坡變形位移監測和有關部位應力監測、坡體地下水排水有效性監測。邊坡動態監測是水保監測人員的一雙雪亮“眼睛”，能夠及時看到涉及邊坡穩定安全的有關參數的變化情況，能夠及早預防邊坡失穩的發生。

4 天然水利設施監測是山丘區公路建設項目水土保持監測的重點和難點

公路建設項目在山丘區展布綿延，要么填壓低洼地帶或天然溝谷，阻斷天然水系排水通道和占擾天然水利水源設施;要么在山坡上切過，切斷坡面徑流通道;要么穿越山體，打破地下水平衡和擾亂地下水與地表水之間的平衡;要么跨越江河水域，影響江河行洪。公路建設單位對破壞人工水利設施的恢復和江河水域行洪影響的排除足夠重視，但對天然水資源或天然水利設施的保護和恢復往往重視不夠或因實施難度較大而放棄。天然水利設施包括天然溝谷排洪通道、天然坡面徑流通道，天然水源包括出露地表的泉眼，深藏隧道穿越體的地下水以及與之相聯系的地表泉水水源和地面地表水入滲匯流徑流。填筑路基遇有泉眼或泉眼群時，一定要慎重制定基礎開挖填壓方案，嚴格保護好泉水資源不受破壞。如郴州107 國道繞城公路一處填方路基段占壓泉眼群，對老百姓飲用水源和灌溉用水造成了一定影響。穿越山體隧道工程如隧道建基面以上高程影響范圍有村莊、農田，一定要對隧道穿越山體對地下水平衡的影響做足夠深度的分析論證，以制定合理保護地下水穩定的施工方案，否則一旦打穿地下水通道，易造成隧道建基面高程以上影響范圍內地表水疏干、泉眼干枯、地表水利設施無法蓄水等嚴重破壞。如郴寧高速方元段羊角腦隧道影響水源案，造成3 個行政村1 238 人飲水困難、145．33 hm2農田灌溉受到嚴重影響。又如汝郴高速某標段一隧道施工貫穿過程中，離隧道數公里外一村莊的泉水飲用水源突然消失，反映建設單位對地下水與地表泉水的關系認識不清。路基段填壓溝谷的一定要復核阻斷溝谷上游匯水面積、公路涵洞防洪標準、設計洪峰流量，復核涵洞的過流能力是否滿足防洪標準流量、超標準洪水時是否有超常排洪通道，涵洞進出口的沉沙消能設施是否滿足沉沙消能功能、進出口連接段是否防護到位，穩定安全，排洪涵洞與交通涵洞的互相影響關系是否有因涵洞排洪而影響交通涵洞無法通行的情況。切方路基山坡側邊溝是山坡徑流的匯集排水通路，要復核過流斷面是否滿足防洪標準，截排水溝是否滿足不沖不淤的要求，是否與排水涵洞連通。

5 進一步加強公路建設對森林生態影響的監測

山丘區公路建設對森林生態影響的監測是水土保持監測的弱項和短板，有待深入研究和加強。要因地制宜合理確定穿(跨)越段森林的生態影響監測指標體系，重點將森林生態系統中最敏感的因素納入水土保持監測指標體系。如建設中如何有效保護或移栽原始森林中稀有喬木的研究，汝郴高速一標段大量原始珍貴喬木移植成功值得總結，而桂陽縣城一城市道路中保留下來的古樹意外枯死應該反思。又如公路建設對原始森林生態系統中珍貴鳥類或野生動物繁殖能力的影響監測研究，等等。盡量避免公路建設對森林生態系統的穩定和質量造成不可逆轉的影響和破壞。

在山丘區公路建設項目水土保持監測工作不斷摸索和實踐過程中，針對監測工作存在的漏洞和不足，我們可以從水土保持監測分區的合理劃分，對棄渣、切方邊坡、天然水利設施及生態環境影響的動態監測等方面進行加強及深化，使監測工作真正起到指導、監督、預警的作用。