淺析江西省贛龍鐵路改擴建工程水土流失防治措施

王 璐

（南昌市水利規劃設計院，江西 南昌 330009）

1 工程概況

贛州至龍巖鐵路擴能改造工程位于江西省東南部、福建省西南部。西起江西省贛州市贛縣，東至福建省龍巖市，本項目運營長度271.682 km，新建正線全長249.582 km，其中江西省范圍113.728 km，福建省范圍135.854 km。工程包含：路基、橋梁、隧道、站場、棄渣場、取土場、施工生產生活區、施工便道、拆遷共9項存在水土流失的建設項目。

工程共設置棄渣場89處（堆渣量1001.41萬m3，堆渣面積152.6 hm2），取土場2處（取土量28.3萬m3，取土面積12.73 hm2），工程總占地面積1277.15 hm2，其中永久占地763.46 hm2，臨時占地513.69 hm2。本工程土石方總量4589.47萬m3，其中挖方總量為3279.35萬m3（含表土剝離量273.41萬m3），填方總量1310.12萬m3（含表土回覆量273.41萬m3），利用土方1281.82萬m3。經移挖作填后，借方28.3萬m3，棄方1997.53萬m3（其中1001.41萬m3棄往指定棄渣場，996.12萬m3被綜合利用）。

2 水土流失分析

（1）本工程屬于線性生產建設項目，水土流失兼具“點狀”和“線狀”綜合表現特征，水土流失總量大、易集中突發、且危害嚴重。本工程水土流失多發生在建設期，重點是臨時堆土堆渣區和線路穿越區的防治。施工期間要重視保護植被，減少水土流失。

（2）隧道工程施工會產生大量的棄土棄渣，按照相關規定，對棄土棄渣要遵循“先攔后棄”原則。禁止亂堆亂棄渣土現象，要及時按標準修建渣場擋渣墻，防止棄渣流失；強化雨季渣土水土流失防護措施。加強臨時堆放堆土渣的臨時防護措施。

（3）因設計深度所限，棄渣場主要為圖上初選，然后現場初步確認，與地方各級部門對接不完善，存在協議未全部簽署，地方意見征求不完善等不確定因素，導致棄渣場選址不穩定。影響棄渣場變更主要原因：①線位變化：初步設計階段線位的調整導致可研階段所選的棄渣場位于調整后線路上，因此發生棄渣場選址變更；②征地困難：（棄渣場侵占基本農田、公益林、經濟林等）贛瑞龍線在初步設計階段進行招標確定了施工單位，在各設計專業開展施工圖設計過程中，施工單位提前就棄渣場選址與地方各級部門進行了對接，對于棄渣場涉及基本農田、公益林、經濟林等征地困難的棄渣場調整位置。在實際施工階段因棄渣場侵占基本農田等因素調整了棄渣場的選址。③施工工序變化可研階段隧道掘進方向及出渣方向在施工圖設計階段發生變化，如隧道由進口掘進出渣改為出口掘進出渣，導致棄渣場選址變化；長大隧道增加了斜井和橫洞工區，由此增加了斜井和橫洞棄渣場。本項目共計41處棄渣場需納入本次水土保持方案（棄渣場補充）堆渣量688.13萬m3，堆渣面積92.03 hm2。占地類型主要有林地、水田、旱地、坑塘水面、其他草地。坡地型棄渣場15處，溝道型棄渣場26處。

3 綜合防治措施

3.1 防治總體布置原則

排查已有和新變化的棄渣場，按照類型和規模，依照設計標準，結合鐵路工程水土流失特點，重點對棄渣場運用工程措施，植物措施，臨時措施，形成棄土棄渣場綜合防治措施體系。棄渣場措施總體布置原則如下：棄渣前剝離表土，集中堆放，并采取裝土編織袋攔擋和密目網覆蓋的措施。棄渣場周邊設置截水溝，渣頂平臺設置橫向排水溝及縱向排水溝、順接至沉沙池內，溝口布設擋渣墻。施工結束后進行土地整治、回覆表土，坡面采用骨架內植草護坡或植灌草護坡，渣頂平臺恢復植被。

3.2 工程措施

3.2.1 表土剝離、土地整治及綠化覆土

工程施工中對棄土場占用的耕地、林地等進行表土剝離，耕地剝離厚度30 cm～50 cm，林地及草地剝離0～15 cm。施工后進行土地整治并綠化覆土，覆土厚度30 m。41個新增的棄渣場和棄土場表土剝離面積共計91.36 hm2，剝離量12.19萬m3,土地整治92.03 hm2，綠化覆土27.65萬m3。

3.2.2 攔擋工程

（1）擋渣墻

主體工程設計擋墻采用重力式擋墻，棄渣場采用C25片石砼擋墻或C30混凝土擋墻護腳，塹頂平臺寬度不小于3 m；擋墻基底埋深不小于1.5 m，基底換填0.5 m的碎石墊層。擋渣墻施工時應做好地基處理，基底承載力不小于250 kPa；為防止墻趾被水沖刷，在墻趾外5 m范圍內用M10漿砌片石鋪砌，鋪砌厚35 cm。擋渣墻背底部設置一層30 cm砂夾卵石反濾排水層，墻體上間距1.5 m×1.5 m設置15 cm×20 cm泄水孔,見圖1；擋渣墻每隔10 m設置一道伸縮縫。棄渣分層厚度不大于2 m；棄渣場底部填筑硬質巖渣，填筑厚度不小于2 m。棄渣擋墻20 m寬度范圍內的棄渣應碾壓密實；棄渣場基底應進行清除表層不少于0.5 m的軟弱土層；斜坡地段應順坡面挖臺階，臺階寬度不小于2.0 m。

圖1擋渣墻斷面示意圖

（2）抗滑樁

對于部分重點棄渣場，主體工程設計在擋墻外側設置抗滑樁防護，一般樁長為13.0 m（根據具體地質情況，長度不一）；樁身截面尺寸均為2.25 m×2.50 m，間距6 m。

圖2 抗滑樁斷面示意圖

3.2.3 骨架護坡

主體工程設計部分渣場邊坡采用漿砌石骨架護坡，拱形骨架采用1∶1.75～1∶2坡率，主骨架距離1.92 m，次骨架間距1.85 m，主骨架斷面尺寸0.5 m×0.4 m，次骨架尺寸0.35 m×0.4 m，主骨架采用390 mm×190 mm×190 mm漿砌石，次骨架頂采用外弧徑370 mm，內弧徑294 mm，寬度390 mm，厚度190 mm的扇形磚漿砌。

3.2.4 截排水溝

（1）主體設計渣場排水系統

①設計排洪標準：設計采用50年一遇最大1 h降雨量標準進行渣場截排水設計，設計排洪標準滿足《水土保持工程設計規范》要求。

②主體設計渣場排水系統布設

主體工程設計棄渣場截排水溝主要分為縱向排水溝、外側截水溝、平臺截水溝、渣底排水管。縱向排水溝主要排除棄渣場上游匯水，外側截水溝主要排除棄渣場周邊山體邊坡匯水，平臺截水溝主要排除棄渣場渣頂平臺及分級平臺邊坡匯水。排水溝沿防護方向每隔10 m，設置寬0.02 m的伸縮縫一道。縫內沿墻頂、內、外三邊填塞瀝青麻筋，深度不小于0.2 m。渣場底整平后平行設置2根Φ200 mm打孔波紋管外包無紡布，2根Φ200 mm波紋管兩側連接Φ100打孔波紋管外包無紡布，間距10 m，樹枝狀布置。

（2）截排水溝排洪能力復核與設計

根據工程等級和建筑物設計標準，降雨標準采用沿線最大的暴雨參數。沿線贛州地區20年一遇1 h降雨量78.6 mm，30年一遇1 h降雨量82.2 mm，50年一遇1 h降雨量86.6 mm，100年一遇1 h降雨量90 mm；沿線龍巖地區20年一遇1 h降雨量79.2 mm，30年一遇1 h降雨量84.6 mm，50年一遇1 h降雨量89.3 mm，100年一遇1 h降雨量100 mm。徑流系數K取0.5。

截（排）水溝設計洪峰流量按下式計算：

式中：Qb為最大徑流量，m3/s；K為徑流系數；I為設計降雨強度，mm/h；F為上游匯水面積，km2。

以典型棄土（渣）場為列，計算結果見表1。

表1 典型棄土（渣）場計算結果表

3.2.5 棄渣場截排水溝設計工程數量

主體工程設計棄渣場截排水溝標準滿足水土保持要求，共計設置縱向排水溝5605 m，截水溝28125 m，平臺排水溝22695 m。

3.2.6 渣底排水

為排除渣底雨水，主體設計在渣場底整平后平行設置2根直徑200 mm打孔波紋管外包無紡布，2根直徑200 mm波紋管兩側連接Φ100打孔波紋管外包無紡布，間距10 m，樹枝狀布置，在直徑200 mm波紋管管周上半部打孔，安裝時打孔側朝上，無孔部分埋設水泥砂漿保護層上，直徑100 mm波紋管同直徑200 mm波紋管的中部連接。共計使用200 mm波紋管13188 m，100 mm波紋管46694 m。

3.2.7 沉沙池

在截水溝順接天然水溝處修建沉沙池，沉沙池尺寸寬2.4 m，長5.4 m，深1.2 m，并采用漿砌石砌護，砂漿抹面，在截水溝順接天然水溝處修建沉沙池。

3.3 植物措施

本項目部分棄渣場綠化效果較好，主要采用馬尾松、夾竹桃、杉木、楓香、木荷和無患子、荊條、紫穗槐、五節芒、狗牙根、象草、針茅等樹草種。對于綠化效果較好的棄渣場，本方案維持實際實施的綠化方案，并按實際計列工程數量，對于綠化效果較差且需補充完善的棄渣場按如下設計方案及結合實際情況實施并計列工程數量：

（1）棄渣面植水保林草地

在選擇棄渣場水土保持樹種的時候應著重考慮抗逆能力強的樹、草種，按照《造林技術規程》的有關要求，棄渣場喬木采用馬尾松、楓香、木荷，灌木主要選擇夾竹桃×紫穗槐進行混交，草籽采用撒播方式，草種主要選擇狗牙根和五節芒，播種量80 kg/hm2。

（2）坡面植物護坡

棄渣場邊皮采取植草或植灌草防護。植物措施面積及長度均為圖上測量，馬尾松、楓香行株距：2 m×2 m，單位面積定植點2500株/hm2；木荷1.5 m×1.5 m，單位面積定植點4500株/hm2；紫穗槐和夾竹桃行株距：2 m×1 m，單位面積定植點5000株/hm2；均采用植苗種植方法。

3.4 臨時工程

剝離表土的集中堆放，表土堆高3.0 m，外周設置填土編織袋圍護,41個新增的棄渣和棄土場共8250 m3,堆土表面鋪設密目網苫蓋,共計44693 m2,編織袋高1.0 m，底寬1.5 m、頂寬0.5 m，填土編織袋土源則利用表土存放場的表土。部分棄渣場表面裸露，補充裸露面密目網苫蓋217504 m2。

4 結語

經綜合防治措施治理后，江西省贛龍鐵路改擴建工程水土流失得到有效治理，擾動土地整治率、總治理度、林草覆蓋率、林草植被恢復率、控制比、分別為98.1%，97.6%，31.0%，99.2%，2.00%，均高于它們相應的防治目標97%，97%，30%，99%，l.96%。經過植物措施水土流失防治后，在工程范圍內可形成喬、灌、草及復耕相結合的植物屏障，減輕了水土流失，改善了生態環境，提高土地生產效率，取得了顯著的生態效益；有效減輕了鐵路工程建設沿線施工影響地區產生的水土流失災害，降低了崩塌、垮方等災害發生幾率，確保鐵路建設和運行安全，避免了沿鐵路周圍河道、灌渠、堰塘、水利設施的淤積，增加了水利工程使用年限，產生了可觀的經濟效益；工程措施與植物措施，臨時措施三者有機結合，發揮了固結土壤、吸儲水分、穩定邊坡、減少徑流和侵蝕量的水土保持作用。施工產生的水土流失影響將在鐵路運營2年～3年后，基本消除，逐步發揮其綜合環境效益，滿足沿線居民的訴求和公共利益的需求，使得項目業主、當地政府、沿線居民利益需求達到多方共贏。