閆俊飛
(河南省嵩縣水土保持科學研究所,河南洛陽471400)
隨著我國城市軌道交通項目建設數量的逐漸增多,在工程建設期間,做好相應的水土流失防治工作就成為工程建設的又一重點內容。在我國城市化的建設過程中,城市軌道交通項目的建設可謂是城市化呈現的重要方式[1]。但是,在具體的施工過程中,受到諸多因素的影響,工程的施工對于當地的水土流失造成了負面影響,亟待改善。基于此,針對城市軌道交通項目水土流失的特點及防治措施進行深入研究具有重要現實意義。
項目區位于洛陽,地處豫西盆地,區內地貌單元主要有沖積平原和黃土丘陵,主要堆積物為沖積泥沙、黃土狀土及卵礫石,屬暖溫帶大陸性季風型半濕潤氣候,年平均氣溫12.9℃,年平均風速3.5~4.0m/s,土壤最大凍結深度0.3m,年最大積雪深度25cm,無霜期216d,年降水量625mm,年最大降水量1063.2mm,年最小降水量337.9mm,年平均蒸發量1829.1mm。另一方面,土壤類型以褐土為主,林草覆蓋率43.8%,容許土壤流失量為200t(/km·2a),土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主,多年平均土壤侵蝕模數為190t(/km·2a),屬微度侵蝕區。
城市軌道車站與區間線路的施工過程是水土流失問題的高發階段。受到施工擾動范圍較大、擾動強烈以及土石方挖填量過多等因素的影響,水土流失問題開始頻發[1]。車站與車間線路的施工工藝的不同,使得兩者施工造成的水土流失量也存在一定的差異。區間線路應用的施工方法主要有礦山法和明挖法等,而車站線路應用的施工方法主要包括暗挖法和盾構法等。例如,在進行明挖施工時,一座完整車站的施工大概需要2.0×105m3的挖方量,而盾構法的挖方量約為3×104m3。
在城市軌道交通建設過程中,車輛段和停車場段的建設施工是整個城市軌道交通項目中的重點內容。在正式的施工過程中,水土流失問題主要產生于不同建筑物及軌道中管線的敷設。由于建筑物的基礎已經進行開挖,那么形成的基坑必然會出現邊坡,此類邊坡經過長時間的雨水沖刷就會產生水土流失問題。與此同時,受到建筑項目施工的影響,施工所在地原有的土壤結構已經發生改變,固有土地也會產生一定的松散性,一旦出現大風、暴雨天氣,必然會導致揚塵和土壤流失問題的出現。
海綿城市是指城市能夠如同海綿一樣更好地去適應環境的變化和自然災害的侵襲,在下雨時,有效將雨水吸收儲存起來,當干旱時,則會將吸收存儲的雨水釋放出來保證城市的建設利用。例如,在本次工程中,應用海綿理論進行城市軌道交通項目的水土流失防治時,在車輛段施工時加大綠地面積,增加雨水入滲;保護表土,服務后期綠化;完善廠區內雨水排水管網,增設沉砂池、蓄水池,減少泥土流失,蓄水保水,充分利用雨水澆灌綠地等。
本項目共有車站18座,全部為地下車站。主體對于地下車站缺乏水土保持措施設計,需在本方案中補充設計施工中的臨時措施、施工后的土地整治和綠化以及永久排水溝等。
在進行橋梁段的區間線路水土流失防治時,主體對于高架區間缺乏水土保持措施設計,需在本方案中進行補充設計施工前的表土剝離、施工中的臨時措施、施工后的土地整治、綠化等。在進行路基工程的區間線路水土流失防治時,主體對路基段設計1700m長的拱形骨架護坡,本方案中進行補充設計施工前的表土剝離、施工中的臨時措施、施工后的土地整治、綠化等。最后進行區間段的水土流失防治時需要采用地下盾構施工,對線路表土不造成擾動,不設計水土保持措施。
在車輛段的水土流失防治時,本次施工過程中主要涉及2個車輛段和停車場,分別是楊冢車輛段和停車場、瀍東車輛段和停車場。
在進行楊冢車輛段和停車場的場內排水防治時,主體設計中場區內設獨立的雨水排水系統,地面設置縱橫向混凝土排水溝,通過路面雨水井收集場內各區域雨水,再通過縱橫向排水溝就近匯入自然溝渠中,排水溝總長4.5km,并有雨水口布設,場區內雨水排水管道設計完整,滿足水土保持要求。道路硬化需要根據主體設計在場區內主路、輔路分別采用7m寬雙向、4m寬單向混凝土路,水泥混凝土硬化路面面積50 000m2。透水磚需要根據主體設計,場區內部分廣場、人行道采用透水磚鋪裝,鋪裝面積3000m2。
在進行瀍東車輛段和停車場的場內排水時,主體設計中場區內設獨立的雨水排水系統,地面設置縱橫向混凝土排水溝,通過路面雨水井收集場內各區域雨水,再通過縱橫向排水溝就近排入市政雨水管網,排水溝總長2km,并有雨水口布設,場區內雨水排水管道設計完整,滿足水土保持要求[2]。道路硬化需要根據主體設計在場區內主路、輔路分別采用7m寬雙向、4m寬單向混凝土路,水泥混凝土硬化路面面積20 000m2。進行透水磚防治需要根據主體設計,場區內部分廣場、人行道采用透水磚鋪裝,鋪裝面積1000m2。
在2個城市軌道交通車輛段和停車場的基本水土流失防治方案應用之后,還需要進行綠化工程施工。主體設計提出在工程完工后,結合場區建筑物布局和道路,在道路兩邊、圍墻周邊、主入口處以及場內空閑地進行綠化美化景觀,綠化面積10hm2和 0.3hm2。
進行變電所區域的水土流失防治措施如下:(1)需要進行土地整治工程,由于施工期間場地頻遭機械碾壓,場地凌亂,需實施場地平整,清除建筑垃圾,平整坑洼地,表土回覆,整治面積0.2hm2。(2)植物防治措施應用,按照變電所的特殊性,綠化不易栽植高大喬木以及易燃植物,本項目中采用的是灌草結合的綠化形式。(3)采取臨時措施,例如,在施工區的臨時堆料及開挖裸露面應苫蓋防塵網,以減弱降雨及大風對環境的影響[2]。
綜上所述,在進行后續的設計和施工時,首先應盡量少占土地,保護基本農田,少擾動地表,減輕水土流失,注意與周邊環境相協調。其次,施工單位應該合理安排工程施工時序,防止土方重復開挖和多次倒運,各項防治措施要嚴格按方案設計要求及時實施,加強雨季和春天大風季節臨時覆蓋和臨時攔擋措施。最后,施工管理單位應該實行招投標制,擇優確定施工、監理、監測單位,確保方案能夠快速順利完成,為城市化建設實現可持續發展奠定基礎。