公路工程中水土保持措施分析

莊文婷(新疆新紀元公路設計有限責任公司，新疆 烏魯木齊 83000)

近年來，隨著我國國民經濟的高速發展，公路建設步入了快速發展時期，無論是通車里程還是工程質量都有了大幅提高。大規模的公路建設對緩解交通運輸壓力，促進各地人員和貨物的溝通交流，促進區域經濟的快速發展都具有十分重要的意義和作用。但是，大規模的公路建設也不可避免地帶來一些負面環境效應，而水土流失是其中最常見的問題[1]。與其他建設項目相比，公路工程屬于線性工程，具有路線長、跨越地貌類型多、土石方量大、取土和棄土場多等特點，而這些特點均會對公路工程的水土保持工作帶來不利影響[2]。為此，加大公路工程建設中的水土保持措施研究，不僅可以為公路建設項目的水土保持方案編制提供有益思考，同時也可以為今后的公路水土保持研究提供有益借鑒。

1 公路工程建設中水土流失的危害性

公路作為一種大規模基礎設施，對國民經濟和社會發展的重要作用是巨大的，而公路建設造成的水土流失問題也是不容忽視的，鑒于公路建設對環境、地貌、土壤結構、植被的破壞和影響，其造成的水土流失危害也十分嚴重[3]。

1)改變水文特征，誘發水土流失。公路工程建設需要大量的土石方開挖、回填和碾壓施工，會對施工地區原有的地貌狀態以及自然水文系統造成嚴重影響和破壞[4]。同時，公路建設會在項目區大量增加不透水地面面積，在遭遇強降雨的情況下，會造成地表產流歷時縮短，流量曲線極具升降，進而對河道溝渠的排水過程造成較大的壓力。此外，由于工程建設過程中的開挖行為，會對原地層造成不同程度的擾動，為產生新的土壤侵蝕面提供條件，進而誘發新的水土流失。

2)造成河道淤積，加劇洪澇災害。公路施工，特別是山丘區公路施工過程中，會產生數量較大的棄土、棄石和棄渣，這些工程廢棄物有時會就近傾倒于河道或河谷，導致河流的含沙量明顯增加[5]。另一方面，公路工程施工中產生大量棄土和棄渣場地往往得不到有效管理，在降雨或人為因素的作用下產生的泥沙就會隨水流進入河道，并在河道的寬淺處或河口等流速小的地方沉積，最終加劇了河道的淤積，進而對下游的防洪和航運造成不利影響。據測算，我國每年僅在交通設施建設中，就有近5 000萬t泥沙進入河道，給江河水系造成嚴重隱患。

3)占用土地資源，危害農業生產。公路工程是典型的地表工程，在建設過程中必將對地表環境造成不同程度的破壞。具體而言，公路工程建設往往需要將淺層土壤轉移，進而造成土壤中的有機質隨著土壤遷移，進而擾亂施工區內的碳平衡，在降雨的情況下還會造成下游的有機質富集，破壞生態環境。另一方面，在通過農田的公路路段建設中，會占用和破壞大量耕地，對當地的農業生產造成嚴重的不利影響。

4)引發地質災害，影響公路安全。公路建設需要穿越平原、山丘和山谷等各種地貌地區，對工程建設有阻擋的山丘和谷地需要進行夷平、削切和填充，從而產生大量的新坡面和斷面，從而改變當地原有的地形地貌，在地質脆弱地區，這種改變極易破壞山體穩定，誘發崩塌、滑坡等地質災害[6]。例如，1996年投入運營的石太高速，由于邊坡防護標準較低，在當年的8.3特大暴雨中發生大小滑坡近百處，直接經濟損失近千萬元。

2 公路工程中水土保持的具體措施分析

鑒于公路工程建設造成的水土流失的嚴重性和危害性，有必要的工程設計和建設中采取科學、合理有效的水土保持措施。結合公路工程建設的特點以及對相關研究結論的借鑒，從工程措施、植物措施和臨時措施三方面對公路工程中水土保持的具體措施進行分析和探討。

2.1 公路工程中水土保持的工程措施

公路工程建設和運營過程中，邊坡是水土流失防治的重點和關鍵部位，針對該部位的水土流失特征，采用工程措施是最為直接和有效的手段[7]。其中，比較常用的工程技術類型有六種。①坡面防護技術，主要是通過抹面、捶面以及噴護技術，提高坡面的防沖刷能力。例如，噴護防護技術主要應用于易風化軟巖、裂隙以及坡面不平整、節理發育、破碎較嚴重的石質路塹邊坡。②砌石防護技術，主要包括護面墻、干砌石防護以及漿砌石防護。其中，漿砌石防護具有材料易得、施工簡單以及堅固耐用的特點，在公路邊坡防護中應用較為廣泛，當然，在缺乏石料的平原地區，可以用預制混凝土塊代替石塊。③錨固防護，主要應用于破碎的硬質巖石坡面以及層狀結構不連續地層以及坡面巖石與基巖分離容易下滑的公路路塹邊坡，如果邊坡巖石破碎、節理發育，可以增設掛網噴護措施。④抗滑樁防護，主要用于易發生滑坡的公路邊坡，其基本原理是在滑坡的適當部位設置穿過滑面進入穩定層的抗滑樁，形成錨固段，阻止坡體的滑動。⑤擋土墻防護，按照不同的防護要求，可以選擇重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、柱板式擋土墻和錨桿式擋土墻。⑥ 綜合防護，也就是根據邊坡的防護需求，采取多種不同防護方式的組合，以提高防護效果。例如，在缺乏石料的土質邊坡，可以采取混凝土空心塊配合植物防護的綜合防護方式。

降雨是造成公路邊坡破壞的主要原因，對于公路的土質邊坡，在水流的作用下土體會分解成細小的顆粒，進而在水流的推移作用下，會形成眾多的沖蝕、凹陷和洞穴，久而久之就會形成沖溝，進而誘發坍塌、滑坡等地質災害，導致坡體失穩。因此，在上述邊坡路段，應該采取截水溝、急流槽、排水溝等合理的排水措施。當然，各種排水措施要相互配合，形成完整的排水系統，并與公路排水、路基路面綜合整治以及防護加固工程措施相互配合，提高公路邊坡的水土流失防治水平。

2.2 公路工程中水土保持的植物措施

對公路邊坡采取植物措施，具有工程防護措施無以倫比的優勢，主要表現在美化環境、改善環境因子以及局部小氣候，如果采取經濟類植物還可以產生一定的經濟效益[8]。因此，在公路工程水土流失防治中，將工程技術措施和植物措施結合使用，可以發揮出更好的防治效果。

雖然植物措施具有上述諸多優勢，但是在實際工程建設中，大多數植物僅可以滿足以上個別條件，選擇合適的水土保持植物就顯得尤為重要。結合公路工程的特點建議在植物選擇方面應該堅持如下原則：一是氣候和土壤條件適應原則，這也是保證植物在栽植后可以成活和生長以發揮其水土流失防護作用的基礎；二是堅持抗性強、耐貧瘠和耐粗放管理原則，因為公路工程施工范圍內的生態環境較差，且公路邊坡的土壤往往十分貧瘠和干旱，因此選擇的植物只有滿足上述條件，方可良好生長；三是抗污染能力強的原則，在公路工程建成投運之后，公路上的車流量和人流量大，周邊環境污染嚴重，特別是會有比較嚴重的汽車尾氣污染，只有抗污染性能好的植物才能在上述條件下長期生存；四是多年生、根系發達、防護作用好的原則，因為一年生植物冬季會死亡，難以起到良好的土壤流失控制作用，而只有多年生、根系發達的植物才能起到固結土壤，防護邊坡的目的；五是鄉土植物為主，外來植物為輔的原則，鄉土植物一般經過了長時間的生存考驗，與其他植物相比具有更強的競爭力和生命力，也才能適應公路工程中較為惡劣的生長環境。

前文提到，不同的植物種類在防治水土流失方面的作用也有所不同，因此在選用植物措施時應該針對不同的工程利用形式選擇合適的植物種類。例如，公路的中央隔離帶主要以防炫為主，同時還可以起到誘導方向、豐富景觀的目的。但是，中央隔離帶的自然環境最為惡劣，對植物的生長最為不利，因此，應該選擇淺根系、側根發達、對土壤要求低、易成活、耐嚴寒、抗污染、生長緩慢的樹種，例如側柏、圓柏、黃刺玫、丁香、榆葉梅、連翹等植物為最佳選擇。再比如，公路的護坡主要起到穩定路基，減少水土流失、隔離外界干擾的作用，可以采取喬。灌結合的方式，選擇形體美、易成活、速生的喬木或適應性好的灌木，例如，杜松、國槐、山桃、山杏、樟子松等植物都是不錯的選擇。

2.3 公路工程中水土保持的臨時措施

公路工程在進行路基填方工程施工過程中，需要先對表土進行剝離，然后進行路基填筑，這些剝離的表土一般會在公路路基的一側集中堆放，待公路工程施工完成后再進行回填。在這些土體對方過程中，有必要采取水土保持臨時措施。例如，為了防止土體在降雨條件下的滑塌流失，可以在堆積體周邊的坡角部位利用土工袋壘砌擋土墻進行臨時性防護嗎，在上部則覆蓋土工布，防止土體長時間堆放過程中的水蝕和風蝕，對降雨量較大的地區和施工季節，還應該在周圍設置臨時排水溝。此外，對于堆土場和取土場，在施工完畢之后，應當對占地進行必要的植被恢復。

在公路施工，特別是大型公路工程項目施工過程中，需要建設大量的施工便道，主要包括路基施工便道、取土場施工便道、連接營地和拌和站的施工便道等。在工程施工結束后要立即進行植被恢復工作。以種草恢復措施為例，應該對施工便道進行深翻和平整，在春季或雨季進行人工或機械撒播作業，在出苗后加強灑水車澆水等后期管理。

對于施工營地和拌和站，在施工結束后要清理場地，將表層的瀝青廢渣、砂石等廢棄物清理、填埋，然后進行土地翻松、覆土改造，再根據工程施工前的土地類型進行植被恢復工作。

3 結 語

公路工程建設對環境的影響是不可避免的，而如何降低這一影響是需要重點關注的課題。做好工程施工建設過程中的水土流失防治工作，不僅可以提高工作效率，減少施工期和運營期的水土流失，還可以減少工程建設對周邊環境的影響，提高工程建設和生態環境的友好度。因此，公路工程的施工單位必須要加強施工過程中的管理舉措，加大水土保持法律宣傳，提高水土保持意識，規范施工行為，保證各種水土保持措施能夠落到實處，將工程建設的環境影響降到最低限度。