黃土地區公路建設中棄土場的選址及與水土保持相結合的防治措施

姚成文

（甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州730030）

俗話說“要想富，先修路”，公路建設是促進當地經濟快速發展的重要舉措之一。但是，由于公路是帶狀工程，其“逢山開路，見溝架橋”的填挖特性決定了公路建設會對項目所在地區的地形、地貌及生態產生巨大的影響，尤其是西北黃土地區植被較少，生態脆弱，路基開挖會產生大量的廢方，如何結合項目區的地形、地貌，合理的設置棄土場，并對棄土場提出切實可行的水土保持綜合防治方案，防止產生水土流失對公路建設活動至關重要，是響應生態文明建設的重要舉措。

1 棄土場選址的基本原則

棄土場的選址對于棄土場設計至關重要，一個好的棄土場位置對于減少工程造價、最大限度地降低對生態環境破壞以及保證棄土場的安全穩定具有重要的意義。

棄土場選址應避免引發次生災害，避開滑坡、陡坡等極易誘發工程災害的路段，本著少占良田，少破壞植被、少誘發新的地質病害，同時不影響路基安全穩定的前提，在路線走廊內進行棄土。選擇棄土場位置的原則：

（1）在部分溝底縱坡較平緩、匯水量較小且棄土場下游不應分布村鎮的天然溝谷地段進行集中棄土。

（2）在平緩且經濟效益低的山坡荒地上設置棄土場，棄土后考慮復墾；同時做好棄土場的防護及排水工作，表面應進行綠化防護，以恢復生態，避免形成新的不良災害源及水土流失。

（3）立交的環形島內場地的整平綠化來消化棄方；分離式路基之間盡量填平綠化消化棄方。

（4）棄土場多選在路線以外的沖溝或低凹處，棄土場依地形合理堆放，并碾壓整平。沖溝棄土應沿沖溝縱向堆土，嚴禁棄土場堵塞涵洞、通道進出口，棄土場頂面設置了排水溝排除表面匯水，坡腳采用擋土墻防護，防止水土流失。

（5）棄土場應先擋后棄，棄土堆棄時應嚴格按有關設計、施工規范自下而上分層填筑并攤平碾壓。為提高棄土堆的穩定性，棄土場要求棄土每1m厚度進行一次壓實，壓實度不小于80%，路基上游壓實度不小于85%。

（6）棄土場棄土前應首先勘探現場地形、地貌，不能影響下游居民、牲畜等的生命安全，棄土場首先應進行清除表土，對于地面縱坡大于15%時，應開挖臺階，臺階寬2m，向內4%的橫坡，以保證棄土場穩定。

（7）合理設置棄土場位置、合理控制棄土運距對降低工程造價起到至關重要的作用，運距最大不宜超過5公里，平均運距控制在2公里以內。

（8）棄土場選址應征得當地水保、環保、文物、國土等相關部門的同意，避免在水源地、自然保護區等地設置棄土場，防止因不符合相關部門的要求而導致后期環保、水保及安全評價等驗收無法通過。

（9）棄土場選址時應注意盡量避開棄土場內的不良地質及特殊性巖土，尤其是滑坡、黃土陷穴等病害。

本文以甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司承擔設計的G341線環縣（二十里溝口）至車路崾峴（甘寧界）公路建設項目為背景進行說明，設計時速80km/h，主線整體式路基寬度25.5m，分離式路基寬度12.75m，采用雙向四車道一級公路技術標準，路線全長78.8km。項目地處慶陽市環縣，區內丘陵起伏，溝壑縱橫，地形支離破碎，溝谷縱橫交錯，下切深度大，天然溝道密度大，兩側溝坡陡峭，并常形成黃土陡坎，水土流失嚴重。屬于典型的黃土地貌。

本項目由于受項目地形影響，填挖不平衡，導致廢方較多，棄方總量為1818萬方，根據沿線黃土沖溝等地形地貌靈活、合理地設置了棄土場21處。以下就棄土場的位置選取及防、排水的設計方案進行了總結和分析，方便今后大家對黃土地區棄土場設計進行參考。

由于項目位于山區，兩山夾一溝的地形，路線沿溝側臺地布設，沒有較為合理的棄土場位置，但調查中發現，沿線小型沖溝密集分布，雖然絕大部分橫跨路線兩側，但溝底縱坡較小，溝道岸坡直立，上游匯水面積亦較小，可作為棄土場的理想用地。同時，該沖溝邊坡裸露，植被稀少，在重力、雨水作用下存在岸坡繼續坍塌的可能性，水土流失問題嚴重。但結合項目設置棄土場后可緩解水土流失，做到了既消化了棄土，又減少了水土流失的效果。如圖1所示，以8號棄土場的選址進行說明，根據現場踏勘，發現該沖溝位于路線兩側，路線上游溝道長250m，溝深18～30m不等，溝底縱坡小于5%，設計中結合該地形設置了棄土場，該棄土場占地21畝，設計棄土方量30.2萬方。

圖1

該棄土場的選址結合地形靈活設置，既避免了集中棄土增加運距，減少了工程造價，同時減少了路基上游黃土沖溝內雨水繼續沖刷溝底、溝壁坍塌等引起的水土流失問題，最大限度地保護了兩岸的耕地及當地生態環境。同時設置的棄土場也可進行耕種，增加當地的耕地資源，變廢為寶，從而使本項目對環境影響降到最小。

2 黃土地區公路建設中棄土場水土流失的防治

水土流失是指在水力、風力、重力及凍融等自然營力和人類活動作用下，水土資源和土地生產力的破壞和損失，從侵蝕動力方面區分，水土流失類型可分為水力侵蝕、風力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕、植物侵蝕及化學侵蝕等。黃土地區棄土場的水土流失類型主要是水力侵蝕。

攔渣墻、控制渣土體邊坡坡度、排水工程、復墾綠化設施都是公路建設期間保證棄土場穩定、減少水土流失的有效方法。

圖2

攔渣墻：為了保證棄土場的安全穩定，同時為了防止棄土后雨水沖刷造成水土流失，棄土場的最低端坡腳處需要設置擋渣墻，提高坡腳的穩定性，防止渣體滑動及水力掏蝕造成的水土流失，棄渣場的擋渣墻需要根據實際情況靈活的選擇防護方法，考慮到黃土地區公路沿線多以土方為主，可以使用漿砌石等材料，因為此類材料穩定性強，可以提高坡腳的穩定性。

控制渣土體邊坡坡度：在公路建設過程中，需要結合現場情況靈活地選擇棄渣方式，防止因設置方式不當出現水土流失等問題，需要規避棄土場出現高陡邊坡。由于項目區位于西北干旱地區，年降雨量偏少，綜合考慮棄土場的邊坡穩定性及坡面綠化的成活率，棄渣土體邊坡坡度比例設置方式必須合理，否則后期綠化成活率低，植被稀少，水土流失將會特別嚴重，綜合考慮后將其坡率設為1:2。

排水工程：排水工程是黃土地區公路建設中最為重要的一項內容，因排水設置不完善導致路基不均勻沉降、陷穴等路基病害是黃土地區公路最重要的成因。因此必須重視排水設計工作，棄土場也不例外。在棄土場上游及兩側與原狀土交界面應修建環形截水溝，排入涵洞，引離路基。為了防止涵洞出水口沖刷形成坑洞，產生公路病害，引起水土流失，涵洞出水口須經消力池消力后再排入自然溝道中，減少水土流失。由于在路基上游沖溝內設置了棄土場，導致上游地面標高抬高，故該處的涵洞需要設置高位涵洞，同時為了防止填方路基后期不均勻沉降導致涵洞發生病害，涵洞需設置在側壁的原狀土上。在棄土場的每級臺階都應該修建排水溝（橫向），這樣坡面的徑流可以在一處匯集并進入棄土場兩側的排水溝中。排水溝采用現澆混凝土澆筑，截面寬度需要按照棄土場周圍匯水的面積設定，截水溝與排水溝的邊坡坡度設為1:1。

復墾綠化措施：棄土完成后水土保持最重要的措施就是恢復植被，需要進行復墾綠化的恢復工作。首先應進行棄土場表面的平整，然后將早期棄土場清除的表層腐殖土覆蓋到棄土場表面，厚度30cm～50cm為宜，棄土場設計過程中采用了1.5* 1.5m混凝土菱形網格框進行土層固化，防止植被未恢復期間，雨水匯流掏蝕表面造成水土流失。網格內植樹及撒草籽綠化，為保證成活率，前期應根據天氣情況進行合理的灑水澆灌，滿足草籽及幼苗生長需要，最大限度地減少水土流失。

3 結束語

黃土地區地形起伏破碎、溝多坡陡、植被覆蓋率低等，此類狀況的存在容易引發土體崩塌、山體滑坡、水土流失等自然災害，影響到公路通行及當地的生態環境，為了解決相關問題必須關注公路棄土場的選址及水土保持工作，發現生態建設與工程建設兩者間的聯系，結合實際情況采用科學的手段，將公路施工對工程區域生態環境造成的影響降至最低，完成水土流失防治工作。本文分析了黃土高原地質情況下公路棄土場的選址及水土流失防治的方式，提高了地方生態環境的質量。