北方林區鐵路建設水土流失防治措施研究

單洪偉

(黑龍江省水土保持科學研究所，哈爾濱150070)

北方林區鐵路建設水土流失防治措施研究

單洪偉

(黑龍江省水土保持科學研究所，哈爾濱150070)

隨著中國鐵路建設的不斷發展以及國人環保意識的增強，林區鐵路環保景觀與水土保持設計必將受到社會的重視，文章以“伊春至翠巒鐵路改線工程”為例，闡述了鐵路建設中水土流失的特點及防治對策，結合工程措施與植物措施進行防護，從而有效地改善鐵路沿線的生態環境。

鐵路;水土流失;防治措施

1 項目及項目區概況

1.1 項目概況

伊春至翠巒鐵路改線工程位于黑龍江省伊春市內友好區和烏馬河區境內，路線走廊呈南北走向，北端接軌于湯林線雙子河站，南迄于華能電廠電廠站。工程路線全長20.005 km，路基長19.323 km，按鐵路Ⅳ級標準設計建設，正線為單線，行車速度按80 km/h設計，路基標準面寬度分為 5.4、5.6 m和6.0 m 3種，區間正線軌道類型按中型軌道標準，鋪設有縫線路、有砟軌道。

工程全線共設特大橋633.31 m/1座，框構中橋69.41 m/1座，框 架 中 橋 318 m/1座，框 架 小 橋564.58 m/3座，框架涵洞39座(其中原位新建1座、原位利用2座);全線共設車站2個，其中接軌站1個(雙子河站)、新建終點站1個(電廠站)。項目建設布置施工生產生活區8處，棄土場3處、表土暫存場1處，新建施工便道6.5 km。工程總占地面積103.84 hm2，其中永久占地86.27 hm2，臨時占地17.57 hm2。工程建設挖方總量為77.76 萬 m3，填方總量為148.74 萬 m3，借方總量為90.94 萬 m3，棄方總量19.96萬 m3(其中表土剝離5.52萬 m3，永久棄方14.44 萬 m3)。

1.2 項目區概況

項目位于黑龍江省東北部伊春市，地處小興安嶺東南端，總體地形有東南高、西北低之勢，地勢起伏較大，海拔高程 200～500 m，相對高差 60～100 m;屬中溫帶大陸性季風氣候，最大凍深為2.6 m，多年平均降水量為652 mm，多集中在6—9月份，多年平均風速為1.75 m/s，最大風速23 m/s，主導風向為西風。主要土壤類型以暗棕壤為主。項目區植被屬長白山植物區系，植被類型為溫帶針闊混交林。

2 防治責任范圍

根據本工程的總體布局及項目建設特點，確定該工程水土流失防治責任范圍為117.57 hm2。

2.1 項目建設區

項目建設區包括主體工程區占地、站場工程占地、施工生產生活區占地、施工便道占地、棄土場占地和表土暫存場等區域，總面積為103.84 hm2。

2.2 直接影響區

直接影響區主要指主體工程區、站場工程、施工生產生活區、施工便道、棄土場和表土暫存場等項目建設區以外因施工而可能造成水土流失及直接危害的區域，主要包括路基兩側、站場工程周邊、棄土場周邊、施工便道兩側、施工生產生活區周邊、表土暫存場周邊等。根據對同類工程的類比調查，結合有關項目水土流失監測和工程建設實際經驗確定本項目直接影響區范圍如下:

1)主體工程區內路基挖方邊坡征地范圍外1 m，填方邊坡征地范圍外2 m范圍;特大橋梁基礎施工上游10 m范圍，下游50 m范圍;框架中小橋梁基礎施工上游5 m范圍，下游20 m范圍。

2)站場工程周邊2 m范圍。

3)棄土場周邊3 m范圍。

4)施工生產生活區周邊1 m范圍。

5)施工便道兩側2 m。

6)表土暫存場周邊2 m。

經統計，直接影響區總面積為13.73 hm2。

3 水土流失防治方案

3.1 水土流失防治分區

3.1.1 分區原則

1)分區內氣象水文特征、地形地貌特征、土壤植被等生態特征具有相似性［1］。

2)分區應與地方水土保持規劃中水土流失防治分區的劃分相協調、一致。

3)分區內建設時序以及工程建設新增水土流失特點相似。

3.1.2 防治分區

根據工程布局、施工擾動特點、建設時序、地貌特征、水土流失影響等，將伊春至翠巒鐵路改線工程的水土流失防治區劃分主體工程防治區、站場工程防治區、施工生產生活防治區、棄土場防治區、表土暫存場防治區和施工便道防治區等6個防治分區。

3.2 防治措施布設

3.2.1 水土流失防治措施布設原則

1)水土流失防治措施的布設遵循植物措施與工程措施、施工臨時工程和永久措施相結合的原則。

2)注重臨時防護、優化土石方的綜合利用及合理調配，盡量減少施工過程中對原地貌、植被的破壞。

3)在調查的基礎上，充分借鑒當地水土保持的成功經驗，樹草種的選擇以當地鄉土樹種為主。

4)水土保持措施的配置要與環境相協調的原則。

3.2.2 水土流失因子分析及防治措施布設

3.2.2.1 主體工程防治區

主體工程區由于路基清理、路塹開挖、路基填筑等施工活動，形成松散堆積土和裸露坡面，特別是橋梁施工，擾動地表強度較大，對土石方極易產生水土流失［2］。產生水土流失的主要時段為路基清理填筑和橋梁基礎等施工前期，施工后期，主要為路面鋪設和邊坡防護施工，產生水土流失較輕。

1)工程措施。

a)表土剝離、回覆:對主體工程防治區內占地類型為耕地且地形條件較平坦的區域進行表土剝離，將剝離的表土集中堆放到表土暫存場，施工結束后，表土全部回覆于路基兩側實施植物措施的區域。

b)路基排水工程:依路基的自然縱坡及路線縱向匯水面積設置路基排水工程，全線路基排水工程由側溝、天溝、排水溝和截水溝組成。

c)路基邊坡防護工程:對路堤邊坡高H＜4 m，采用客土植草結合栽種灌木防護，路肩采用硬化處理措施(干砌片石護肩);路堤邊坡高H≥4 m采用M10漿砌片石拱型截水骨架內培土植草+栽種灌木防護，骨架尺寸均采用3 m×3 m，拱骨架厚度0.6 m，肋骨架厚度0.6 m;對土質及風化巖石路塹邊坡采用客土植草結合栽種灌木防護、漿砌片石骨架內培土植草和漿砌片石護坡;一般土質及軟質巖路塹邊坡高度≤6 m時坡面客土植草(撒播草籽)防護，坡高＞6 m時采用3 mm×3 mm10漿砌片石拱型截水骨架內培土植草+栽種灌木防護。

2)臨時措施。

a)編織袋裝土攔擋:結合工程全線路基實際類型及工程施工時序，在路堤邊坡高度＞8 m及路塹邊坡＞6 m路段，在邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

b)密目網覆蓋:對路堤、路塹路基高度＞6 m的路基坡面，在防護及綠化工程完畢之前采用密目網覆蓋。

3)沉砂池:大橋基礎施工時，產生泥漿棄渣，經沉砂池沉淀后運至路基填方利用，設沉砂池4個，砂池尺寸為長度5 m，寬度3 m，深2 m，結構為砌磚，施工結束后拆除建筑物，利用永久棄渣填平。

3.2.2.2 站場工程防治區

站內建筑物基礎土方開挖、回填，擾動地表強度較大，產生土石方極易產生水土流失。

1)工程措施。

a)表土剝離、回覆:對站場工程占地類型為耕地的區域實施表土剝離，剝離表土分別集中堆放于2個站場的到發線預留處內，施工結束后回覆利用。

b)站內路基排水、防護工程:站內新建軌道路基均為填方路基，但路堤邊坡高度未超過8 m。設計對路堤邊坡高H＜4 m時，采用植草結合栽種灌木防護，當路堤邊坡高H≥4 m時采用M10漿砌片石拱型截水骨架內空心磚內培土植草+栽種灌木防護。骨架尺寸均采用3 m×3 m，拱骨架厚度0.6 m，肋骨架厚度0.6 m。電廠站站址地面橫坡不明顯，路基排水工程采用路基兩側護道外設排水溝。

2)植物措施。

)站區綠化:對站區內站前廣場、辦公區和道路周邊采取綠化設計，具體綠化設計意見為:

a)旅客車站、生活區宜采用庭院綠化設計方法。站區綠化不得影響旅客乘降和貨物裝卸，不得影響可視信號瞭望和各類管線的安全使用。站臺柵欄可用攀緣性植物覆蓋，或用高綠籬替代。站臺中間可種植喬、灌木或綠廊。在站房側布置種植喬木和灌木。墻面采用種植攀緣性植物綠化。站前廣場綠地率指標≥10%。

b)辦公生產區周圍的綠化應以衛生防護的要求為主。宜在向陽面栽植落葉喬木，東西向栽植高大濃蔭的喬木，北向混栽常綠和落葉喬木及灌木，空地處應廣植草坪。窗前1～2 m種植灌木綠篙，內鋪裝草坪，點綴花卉。車站辦公、貨場、段、所綠化率指標≥20%。

c)一般的條件下，綠化帶在道路中所占比例為20%以上。人行道樹下可種植鋪草皮灌木。

3)臨時措施。編織袋攔擋、密目網覆蓋:對區內堆土表面采用密目網滿鋪覆蓋，并在堆土邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

3.2.2.3 施工生產生活防治區

施工準備期，表土剝離、場地平整等施工，易產生水土流失，土建施工期，施工機械碾壓，擾動地表。

1)工程措施。表土剝離、回覆:對施工生產生活區占地類型為耕地、荒草地的區域實施表土剝離，剝離表土堆放于區內臨時堆土場，施工結束后，表土全部回覆于擾動區域。

2)植物措施。

a)植草:施工結束后，設計對占地類型為荒草地的區域及時清理場地，回覆表土后植草恢復植被。草種選擇為野牛草、早熟禾混播。

b)復耕:施工結束后，設計對占地類型為耕地的區域及時清理場地，全面整地、深翻土層后恢復耕地。

3)臨時措施。

a)臨時排水工程:為減少地表徑流對施工生產生活區的沖刷影響，設計在占地周邊開挖土質排水溝，將場區雨水匯集后全部排至附近天然溝道，根據經驗斷面選擇矩形，規格為底寬60 cm，深60 cm。

b)編織袋攔擋、密目網覆蓋:設計對區內堆土表面采用密目網滿鋪覆蓋，并在堆土邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

3.2.2.4 棄土場防治區

棄土施工時，設計應達到滿足后期植物措施實施要求，堆土坡面做到堆棄平整，堆棄高度＞4 m時，設1 m寬臺階，堆土頂面平整，邊坡坡率控制在1∶1.5內。

棄土結束后，設計栽植樟子松+植草結合防護，株行距1.5×1.5;草籽選擇草木樨和早熟禾混播。

3.2.2.5 表土暫存場防治區

施工準備期，表土堆放倒運及機械運輸碾壓等施工，易產生水土流失。為此，采取復耕措施。

施工結束后，設計對原占地類型為耕地的區域及時清理場地，全面整地、深翻土層后恢復耕地。

再采取臨時措施。

1)編織袋裝土攔擋:設計在堆土邊坡底部布置編織袋裝土攔擋措施，編織袋裝土攔擋斷面為矩形，寬為70 cm，高為90 cm。

2)密目網覆蓋:表土堆放期間形成的裸露邊坡，設計對堆土坡面采用密目網覆蓋。

4 結論

到設計水平年，擾動地表面積103.84 hm2，各類水土保持措施總面積為84.68 hm2，其中，工程措施25.80 hm2，植物措施58.88 hm2，工程擾動土地整治率達到99.8%，水土流失總治理度為99.7%，土壤流失控制比為1.0，攔渣率為100%，林草植被恢復率為99.6%，林草覆蓋率為56.7%。均達到預期目標。

［1］李智廣，郭索彥.人為水土流失因素及其防治措施研究［J］.水土保持通報，1998，18(02):55-55.

［2］陳靜堂.東寧地方鐵路建設項目的生態修復體系［J］.黑龍江水專學報，2004(03):88-89.

S157

B

1007-7596(2014)07-0215-03

2014-03-04

單洪偉(1982-)，男，黑龍江賓縣人，工程師，從事開發建設項目規劃設計工作。