石灰巖地區公路建設項目水土流失問題及對策

吳雪娟，徐龍江，孫樹國，王　鋒

(廣西交通科學研究院，廣西　南寧　530007)

?

石灰巖地區公路建設項目水土流失問題及對策

吳雪娟，徐龍江，孫樹國，王鋒

(廣西交通科學研究院，廣西南寧530007)

吳雪娟(1982—)，工程師，主要從事水土保持工作；

徐龍江(1988—)，工程師，主要從事水土保持工作；

孫樹國(1980—)，碩士，工程師，主要從事水土保持方案編制、監測、設施驗收等工作；

王鋒(1980—)，工程師，主要從事開發建設項目水土保持工作。

摘要：文章以田陽至定夜公路為例，通過分析石灰巖地區公路建設項目水土流失特點，總結了石灰巖地區公路建設項目在布設水土保持措施過程中存在的問題，并提出了針對性的水土流失防治措施。

關鍵詞：二級公路；水土流失；水土保持；防治措施

0引言

廣西石灰巖分布很廣，是我國典型的石灰巖地區之一。由于石灰巖巖溶發育，經過水的溶解侵蝕，形成了獨特的巖溶地貌，千姿百態的峰林、孤峰和谷地很多，巖溶地貌因洞奇石美而聞名國內外。[1]

廣西壯族自治區總占地面積23.67萬km2，其中裸露的石灰巖面積占總面積的41%，埋藏在地下的石灰巖面積占總面積的10%，共占全區總面積的51%。石灰巖地區的自然特點有：千山百態、石多土少、土層薄、坡耕地多，地塊零星，蓄水能力差，易澇易旱，對發展農業生產極為不利；同時，隨著工農業生產的發展和人口的不斷增長，工農業建設、亂采亂伐、開礦修路等各種人為擾動地貌現象日益增多，造成石灰巖地區生態不斷惡化，水土流失日趨嚴重[1]。本文以田陽至定夜公路為例，通過分析石灰巖地區公路建設項目水土流失特點，總結了石灰巖地區公路項目在實際施工過程中布設水土保持措施存在的一些問題，并針對存在的問題提出防護建議。

1工程基本概況

田陽至定夜公路位于廣西百色市田陽縣，地形地貌為喀斯特地貌，屬于石灰巖山丘區，為二級公路，路線全長67.617 km。田陽至那坡段采用設計速度為80 km/h，路基寬12 m；那坡至定夜段采用設計速度為60 km/h，路基寬10 m。全線新建大橋840.5 m/4座、中橋69 m/1座、小橋220 m/11座、隧道901 m/2座、涵洞185道，平面交叉8處、服務區1處、養護站1處、收費站1處。工程挖方309.16萬m3，填方283.53萬m3，利用方262.71萬m3，棄方46.45萬m3，借方20.82萬m3；工程共征用土地196.02 hm2，其中永久占地170.22 hm2，臨時占地25.80 hm2；拆遷房屋23 560 m2。估算總投資為4.24億元，其中土建工程投資3.30億元。工程于2007年9月開始施工，2009年9月建成通車，總工期2年。

該項目樁號K0+000~K30+228段位于右江河谷平原區，海拔高度在200 m以下，相對高差較小，地勢平坦開闊；樁號K30+228~K67+572段位于南部石山區，屬低、中山巖溶峰叢谷地地貌，一般海拔500~1 000 m，山峰林立，地下溶洞較多。

2水土流失特點

石灰巖地區水土流失主要特點有土壤容許流失量小、巖石裸露以及保蓄水能力差等特點。

(1)土壤容許流失量小。石灰巖是一種較為特殊的巖類，屬于沉積巖，是以方解石為主要成分的碳酸鹽，碳酸鹽主要有碳酸鈣和碳酸鎂，石灰巖巖石堅硬、抗蝕能力較強。石灰巖地區成土進程十分緩慢，侵蝕方式主要是溶蝕，石灰巖受到溶蝕后，碳酸鈣和碳酸鎂等易溶物被水流帶走，不溶的沉積物才能形成土壤。廣西石灰巖地區每年每平方公里僅能自然風化形成7~26 t的土壤量，考慮到植被加速風化的作用，石灰巖地區土壤的容許流失量最大為50 t/(km·a)，且石灰巖地區土層很薄，一旦遭到破壞很難自然形成土壤，用石灰巖地區土壤的容許流失量指標來衡量石灰巖地區土壤流失強弱，廣西大部分石灰巖地區均屬水土流失嚴重地區。從這個角度來認識石灰巖地區的土壤侵蝕情況，才能更好地反映石灰巖地區土壤侵蝕的強弱程度，不至于被河水含沙量小、土壤侵蝕輕微的假象所迷惑[2]。

(2)土壤流失殆盡，巖石裸露。廣西大部分石灰巖地區土壤侵蝕量大于容許流失量，長期侵蝕的結果使得山丘坡地表面已無土壤存在，到處巖石裸露，僅巖石縫隙中殘存著很少量土壤。

(3)保水蓄水能力差。石灰巖地區林草覆蓋率低，土層薄，基巖裸露面積大，保水蓄水能力差，水土流失對農業生產和人民生活危害十分嚴重。[2]

3現狀水土流失成效及存在問題

3.1　現狀水土流失成效

田陽至定夜公路項目在施工過程中主要采取灌草和撒播草籽防護，但由于石灰巖地區土層較薄，植物生長緩慢，防護效果較差。通過對田陽至定夜公路項目的現場調查還發現，該公路項目試運行期林草成活率較低，林草覆蓋率僅為20.24%，明顯低于該公路試運行期的防治目標值25%，即林草覆蓋率未達標；試運行期間土壤侵蝕模數為102 t/(km·a)，遠大于石灰巖地區土壤的容許流失量50 t/(km·a)，水土流失嚴重。

3.2　存在問題及原因

從現狀水土流失情況可以看出，田陽至定夜公路水土流失防護效果較差，究其原因，田陽至定夜地形地貌為巖石山丘區，石多土少，土層薄，工程在建設過程中未針對石灰巖山丘區采取相應的防護措施，導致該公路防護效果較差。

4石灰巖地區公路建設項目水土流失防治措施建議

從以上章節可看出，以田陽至定夜公路為代表的石灰巖地區的公路建設項目邊坡水土流失防治措施與一般土丘區公路建設項目防護措施基本一致，但由于石灰巖地區和一般土丘區地形地貌不同，巖質不同，導致防護效果較差，為了更好地防治水土流失，石灰巖地區應根據自身地形地貌、土壤巖質等特點來布設水土保持防治措施，筆者根據在實際工作中遇到的問題及經驗，對石灰巖地區公路建設項目采取以下主要防治措施：

4.1　工程措施

針對石灰巖地區巖石為石灰巖，石多土少、土層薄，水資源容易流走，蓄水能力差、水土流失嚴重等特征，則工程措施在做好排水的同時，也要注重保水，蓄排結合。

邊坡工程除了做好排水工程以外，還要布設魚鱗坑、水池等保水工程措施，為植被生長提供良好的立地條件，達到避害趨利的目的。

(1)魚鱗坑。坡面坡度較陡、地形破碎而且有裸巖出露、土層較薄的地塊，采取魚鱗坑整地的方式[3]。魚鱗坑的布置是從邊坡坡面頂端到坡底每隔一定距離成排地挖月牙形坑，每排坑均沿等高線挖，上下兩個坑應交叉而又互相搭接，成品字型排列[4]，以利于蓄水保土，提高林草成活率。

(2)水池。在邊坡坡腳或坡面局部低凹處，有一定積水面積的地方，布設水池，與邊坡排水設施的末端相接，以收容邊坡徑流。[3]

4.2　植物措施

田陽至定夜公路穿過石灰巖地區，路基開挖邊坡巖石裸露，邊坡的植物措施恢復不同于土丘區，簡單地采取灌草和撒播草籽防護遠遠不能滿足防護要求，筆者認為可采取以下幾種植物恢復措施方式：

(1)噴播植草。因石灰巖巖壁裸露，巖壁有機質和養分都非常缺乏，為營造植物生長環境，保障植物生長所需養分、水分的供給，噴播前先需覆5 cm厚的改良客土或基質，然后噴播植草。

(2)魚鱗坑種植植物。裸巖邊坡植被恢復可結合魚鱗坑整地方式，魚鱗坑在坡面上沿等高線布置，在魚鱗坑里面覆土后種植草或者小灌木來恢復植被。

(3)種植攀援植物。開挖邊坡巖石裸露，綠化防護遵循“誰破壞誰治理”的原則，實行邊開挖，邊綠化。開挖形成一個臺階，治理好一級邊坡，綠化好一個臺階。綠化設計結合水土保持植物措施進行，平臺種植攀援植物(如種植爬山虎)，利用其沿巖壁攀伸綠化壁面，攀援植物沿平臺橫向布置，分上攀援植物和下攀援植物，平臺中間種植一排灌木綠化平臺；另外，沿坡腳種植一排攀援植物，為上攀援植物，見圖1。

圖1　石灰巖地區公路路基邊坡植物措施防護圖

5結語

文章以田陽至定夜公路為例，通過分析廣西石灰巖地區公路建設項目水土流失特點和成效，總結了石灰巖地區公路建設項目在建設過程中存在的問題，最后對石灰巖地區的公路建設項目水土流失防治措施存在問題提出防護建議，為類似項目水土流失防治措施提出參考。

參考文獻

[1]蔣有保.廣西石灰巖地區水土流失及其治理措施的探討[J].水土保持通報，1991(3)：25-28.

[2]柴宗新.廣西石灰巖山丘區水土流失特征分析[J].中國水土保持，1988(11)：47-49.

[3]王禮先.水土保持工程學[M].北京：中國林業出版社，2000.

Water and Soil Erosion Problems and Countermeasures for Highway Construction Projects in Limestone Areas

WU Xue-juan，XU Long-jiang，SUN Shu-guo，WANG Feng

(Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530007)

Abstract：With Tianyang-Dingye highway as the example，and through analyzing the water and soil erosion characteristics of highway construction projects in limestone areas，this article summed up the problems ex-isting in arranging the soil and water conservation measures for highway construction projects in limestone areas，and proposed the targeted water and soil erosion control measures.

Keywords：Secondary highway； Water and soil erosion； Soil and water conservation； Control measures

收稿日期：2015-04-02

文章編號：1673-4874(2015)05-0104-03

中圖分類號：U416.1+6

文獻標識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.05.028

作者簡介