晉陜蒙接壤地區(qū)鐵路建設中的水土保持防護措施

張永江，張薈瑤，白 雷

(黃河水利委員會 晉陜蒙接壤地區(qū)水土保持監(jiān)督局，陜西 榆林 719000)

晉陜蒙接壤地區(qū)鐵路建設中的水土保持防護措施

張永江，張薈瑤，白 雷

(黃河水利委員會 晉陜蒙接壤地區(qū)水土保持監(jiān)督局，陜西 榆林 719000)

鐵路建設項目；水土保持；防護措施；晉陜蒙接壤地區(qū)

晉陜蒙接壤地區(qū)氣候多變，地貌復雜，在該地區(qū)實施的鐵路建設項目一般要橫跨多種地形地貌區(qū)，加之鐵路建設工期長，造成的人為水土流失比較復雜，若防護不當不僅影響工程建設，而且危及鐵路的安全運營。分析了晉陜蒙接壤地區(qū)鐵路建設造成水土流失的特點及危害，闡述了水土保持在鐵路建設中的地位和作用，并針對水土流失特點及危害進行了相應的防護措施設計。

晉陜蒙接壤地區(qū)地形地貌復雜，氣候多變，鐵路建設規(guī)劃路線需橫跨多種地形地貌區(qū)；由于鐵路工程建設所需時間較長，歷經多個春夏秋冬，所以其造成的人為水土流失比較復雜。在該區(qū)的鐵路項目建設過程中，如何落實好“三同時”制度以防止水土流失，水土保持的重點部位在哪里，如何才能因地制宜、因害設防，創(chuàng)造性地配置好各項水土保持措施，發(fā)揮水土保持措施應有的作用，保護鐵路建設成果？下面筆者依據工作實踐做簡要介紹和分析。

1 晉陜蒙接壤地區(qū)鐵路建設特點

(1)地域特點。晉陜蒙接壤地區(qū)地形地貌復雜，在該區(qū)實施鐵路工程建設往往要跨越河川、黃土丘陵溝壑、砒砂巖裸露區(qū)、沙漠、干旱半干旱荒漠草原和毛烏素沙地等多種地形地貌區(qū)。區(qū)域內的土壤、地質、水文條件變化比較大，處在復合型水土流失類型區(qū)，水蝕、風蝕都較嚴重，尤其風蝕更為突出，風沙危害大，降水時空分布極為不均。這些因素給鐵路建設項目水土保持措施配置帶來了困難。

(2)工程特點。鐵路工程總體上屬線型工程，戰(zhàn)線長，穿越河谷、丘陵、沙漠、草原是常事，且工程本身有橋、涵、路塹等產生大量棄土棄渣的工程，有路基邊坡、路塹邊坡等易遭降雨洪水沖刷的工程，有取(棄)土場、施工營地、施工便道等擾動地表的工程，有位于不同地區(qū)的站場工程，實際上點、線、面工程均有。同時，線路兩側還可能有沙漠、山洪溝，有時還要面臨水源地、自然保護區(qū)等重點保護區(qū)的高標準保護和恢復，水土保持涉及范圍廣、類型復雜，綜合治理水平要求高、難度大。

(3)設計特點。晉陜蒙接壤地區(qū)的鐵路建設項目大部分是地方鐵路。地方鐵路在設計標準、質量、防護要求、投資管理等方面，均與國家鐵路有較大差異。國家鐵路基本能夠按照國家標準設計和施工，而地方鐵路的資金來源困難，為了節(jié)省資金，建設方、施工方都會將更多的資金用在主體工程建設上，而用于水土保持和生態(tài)建設的資金就不能如同國家鐵路那樣充足。另外，為了能夠在短期內得到高回報率，建設方也要求建設的速度足夠快，相對而言，在設計、施工及水土流失防治措施布設等方面，就會有不足。

(4)管理特點。在鐵路建設中，施工單位承擔了建設單位的大量工作，水土保持就包含在其中。但是施工單位只負責建設而不負責運營，為了提高利潤，難免會出現(xiàn)一些只管眼前不顧以后的行為，如水土保持工作中只重視主體工程防護，不顧棄土棄渣、取土場和施工便道等外圍環(huán)境的防護和生態(tài)建設，導致外圍水土流失危害主體工程。

2 水土流失對鐵路建設的危害及水土保持措施在鐵路建設中的保護作用

因鐵路工程施工戰(zhàn)線長，穿越的地貌類型多，工程建設周期長、種類多，參與施工的單位也多，對生態(tài)環(huán)境的破壞相對也就比較大。若水土保持措施不能與主體工程有機協(xié)調同步實施，不僅會加劇水土流失，還會影響鐵路的正常施工，更有甚者，即使建成了也不能正常運營，甚至完全無法運營。而等到水土流失已經造成了無法運營的后果，再反過來實施各項水土保持防護措施，不僅為時已晚，而且效果也不一定好。

(1)風沙吹埋路基，影響施工。如呼準鐵路，其中的準旗段要穿越庫布齊沙漠東段，在施工中路基剛有雛型，一場大風過后，現(xiàn)場又變成茫茫沙海，路基被沙完全淹沒。還有三新鐵路，施工時攻克許多困難堆出了路基，一場大風過后，路基被沙完全淹沒，接著再修再被吹被埋，到最后施工隊都不愿干了，施工單位采納水土保持部門的意見，將治理、固定外圍流動沙丘與路基建設“同時設計、同時施工、同時投入使用”后，才保證了工程的正常施工和運營。

(2)風沙掩埋鐵軌，影響運營。如1998年修建的準東鐵路，僅有幾十公里，當時雖然有了水土保持法，但是人們對它的認識還不到位，政府要求也不嚴格，執(zhí)法力度不夠。該鐵路經過不足5 km的小片沙地，而風沙頻頻掩埋鐵軌，嚴重阻礙了鐵路的正常運行。每到春、秋季節(jié)遇大風天氣，鐵路管理方就得組織人員堅守鐵軌兩旁進行清沙，且往往今天清理好通行了，第二天又埋住了，耗費了大量的人力、物力、財力。管理方最終還是采取補救措施，做了防護工程，才基本保障了該段鐵路正常營運。

(3)泥石流沖擊橋墩，影響鐵路安全。晉陜蒙接壤地區(qū)的鐵路工程橫穿山溝的較多，隧道橋梁往往相連，而挖掘隧道形成的棄渣經常被堆棄在溝道上游，沒有按照水土保持要求采取防護措施。一旦汛期發(fā)生強降雨，棄渣極易形成泥石流沖擊下游隧道、橋墩、路基。鐵路部門在上游修建混凝土擋墻防護，但是一場洪水過后擋墻就被淤滿掩埋，泥石流繼續(xù)沖向隧道、橋墩、路基。后來咨詢水土保持監(jiān)督部門，對上游棄渣采取了截排水措施和植被防護措施，這才徹底解決了上游來洪，保證了鐵路安全。

(4)山洪沖毀路基，破壞鐵路。晉陜蒙接壤地區(qū)鐵路路基經常修建在山坡下，但鐵路施工往往只防護建設范圍內的水土流失，不能徹底解決山坡上的洪水。進入汛期后，山洪就會沖毀路基、掩埋鐵軌、破壞鐵路，影響安全運行。

總之，鐵路建設中的水土保持，不是可有可無、可輕可重的，而是非常重要的；在某些特殊的地貌環(huán)境下，不但必要，還非常緊迫。呼準線穿越庫布齊沙漠東段，東烏鐵路穿越毛烏素沙地，三新鐵路在毛烏素沙地腹地修建，因重視了水土保持和生態(tài)建設，先于主體工程在路基兩側做防護，按照風向在源頭修建了防風固沙工程，所以鐵路能夠按時建成并順利運營。準東鐵路利用棄土棄渣修建淤地壩，既解決了棄土棄渣，又保護了鐵路的安全運營，同時也幫助地方實施了水土保持生態(tài)建設，一舉多得。

3 因地制宜配置水土保持措施

在開展水土保持生態(tài)建設中，一定要遵循“因地制宜、因害設防”的原則，抓主要災害防治的同時，還要針對不同的部位、不同的災害來優(yōu)化措施配置。

(1)覆壓固沙。通過蓋秸草、壓柳笆、打柳樁，來固定高路塹的大面積流動沙坡。如準東鐵路穿越5 km的流動沙丘段，按照設計，采用漿砌塊石或水泥塊護坡，不僅造價高、工期長、施工難度大，而且防護效果差，建成后，春、秋季節(jié)鐵路經常被流沙掩埋，運行受阻。經水土保持部門現(xiàn)場認真勘測，推薦采用覆壓法治理，即先將路塹邊坡清沙削坡至45°以下，表面撒草籽，壓上一層秸草，秸草上蓋柳笆，然后每隔2～4 m打上柳樁，并用8號鐵絲攀拉以防柳笆移動；沙坡上沿及頂部覆壓距離視流沙移動程度而定，一般5～10 m即可。經過一個雨季，草籽即可萌發(fā)，2年以后，即使柳笆腐爛，草也能長得相當旺盛，從而達到固定沙坡的目的。

(2)沙柳網格生物護坡。中型路基邊坡采用沙柳網格生物防護。鐵路路基的修筑，土料要求較嚴，密實度較高，水分含量低，采用一般沙地上栽沙柳網格的辦法成活率不高，防護效果不佳。經過多年實踐，認為鐵路路基邊坡可以采用長寬各1 m的沙柳網格，沙柳條長由原來的30 cm改為45 cm，用量由每延米1.5～2.0 kg改為3.5～ 5 kg，選2～3年生的鮮濕條，隨采隨栽。種植時間應選在造林季節(jié)，在深秋、初冬或早春進行。施工時要深埋，埋深35 cm，地上露10 cm，栽植時兩人一組，流水作業(yè)，這樣既可保證質量、提高效率，又不破壞路堤。網格完成后，雨季到來前，再撒播草籽。一個雨季后，就可形成綠色長廊。

(3)覆網種草。此法適用于低路堤沙坡治理。如呼準鐵路準旗段穿越庫布齊沙漠東段，路基一般2～4 m高，路堤邊坡防護的原設計是泥漿噴撒植草。但是該地區(qū)年降水量不到300 mm，鐵路穿越的是流動沙丘，風蝕嚴重。風蝕泥漿噴厚了，草籽芽頂不破土，無法發(fā)芽生長；噴薄了，沙坡不能固定照樣被風吹蝕，草籽也無法固定、發(fā)芽生根。后來按照水土保持設計，改為覆網種草，即路基修成后，在路堤邊坡上先撒播草籽，再輕輕拍壓沙坡，用網眼很小的生態(tài)網覆蓋。這樣不但可防吹蝕，又可微量積沙覆蓋草籽。雨季之后，草很快就長起來了，當年路堤邊坡就變成了綠色長堤。

(4)工程措施和生物措施相結合防護邊坡。鐵路建設路堤和路塹的防護治理，是主體工程的重要組成部分，一般多設計采用用漿砌片石或混凝土板進行硬防護。這種設計不符合生態(tài)和諧要求，造成“灰色污染”，況且很多線路區(qū)域附近又缺石料，造價較高。經水土保持專家認真優(yōu)化后，對高路堤(≥5 m)邊坡采用弓形或矩形骨架護坡，弓形寬、高均為3.5 m，矩形邊長2～3 m，在骨架內栽沙柳、種草或栽沙柳網格后再種草，效果很理想。頭年草的覆蓋度為50%～60%，第二年達到80%以上，兩年后就形成骨架工程和生物工程相結合的穩(wěn)定防護體系，遠遠望去像是一條綠色巨龍，既保持了水土，又改善了生態(tài)環(huán)境。

(5)沙障綜合治理大面積流沙。穿沙鐵路兩側的防護是鐵路建設的關鍵工程，關系到鐵路建設的成敗。實施工程前，要逐段勘查，根據明沙的流動狀況、風力的匯集情況(風口和非風口)、風向的變化，逐一細化分段確定防護距離和范圍。根據實踐，一般迎風面防護范圍在300 m以上，背風面為100～300 m。防護措施依流沙的流動情況、面積大小、坡度、坡長分別采用沙柳網格、草方格和覆壓防護，技術要點與上述相同。沙障布設之后，緊接著撒播草籽。

(6)喬灌草結合，封、治并行。取棄土場的治理和植被恢復是鐵路建設水土保持工作的重點，要因地制宜，根據地貌環(huán)境不同采用不同的措施。如準東鐵路和呼準鐵路，除了全面進行平整削坡之外，對取棄土場采用疏喬、密灌外加種草進行治理，取土場以灌草為主，適量栽一些喬木，遇到砒砂巖地層則以栽沙棘為主，輔以種草，遇到沙土以種植羊柴為主，輔以種草。棄土場采用灌木鎖邊，以沙柳、檸條、沙棘為主，中間喬草結合，喬木楊樹居多，松樹少量。經過治理后，取棄土場林草覆蓋率都在90%以上，比原地貌的植被覆蓋率提高了一大截。

(7)截排結合，防治山洪。上游采取渠、壩等工程措施攔截，植樹種草攔蓄，下游采取渠、涵引排等措施，合理攔蓄、引排山洪，防治水土流失，保護鐵路安全運營。按照水土保持方案綜合治理棄土棄渣、施工便道、取土場等，防止外圍水土流失危害鐵路。

4 結 語

鐵路建設引發(fā)的水土流失類型多、危害大，不僅影響生態(tài)環(huán)境，而且影響鐵路安全建設和運營。遵循因地制宜、因害設防的原則，針對不同的部位、不同的災害來優(yōu)化措施配置，既可保證鐵路的安全建設與運營，也能建設和保護周邊生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)開發(fā)建設與生態(tài)環(huán)境建設雙贏。

(責任編輯 孫占鋒)

S157.2

C

1000-0941(2015)02-0020-03

張永江(1965—)，男，陜西榆林市人，高級工程師，碩士，從事水土保持和水政監(jiān)督執(zhí)法管理工作。

2014-08-25