取料場地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案水土保持評價
——以青海省曼大公路KD-SG1標段為例

李 平,秦瑞杰，張海強

(黃河水土保持天水治理監(jiān)督局,甘肅 天水 741000)

隨著國民經(jīng)濟和社會的快速平穩(wěn)發(fā)展，我國的公路建設(shè)進入了全面規(guī)范和高質(zhì)量發(fā)展階段。作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，公路無疑對緩解區(qū)域客貨運輸矛盾、促進區(qū)域溝通與交流、加快區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起著極為重要的作用。但公路建設(shè)在帶來經(jīng)濟發(fā)展與繁榮的同時，也帶來了環(huán)境破壞的負面影響[1]。公路建設(shè)過程中取土(石、砂)場嚴重擾動地表、破壞土壤結(jié)構(gòu)和植被，如果處理不當(dāng)會造成嚴重土壤侵蝕，甚至使周邊區(qū)域生態(tài)環(huán)境遭到破壞，并且靠自身很難恢復(fù)，后期治理難度較高，是公路建設(shè)中水土流失防治的重點。按照“誰破壞，誰治理”的原則，公路建設(shè)單位需編制取料場地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案。從水土保持的角度，對青海路橋建設(shè)股份有限公司《曼大公路KD-SG1標段取料場地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案》進行評價分析，以期為青藏高原公路工程取料場水土保持綜合治理提供參考。

1 取料場概況

青海省曼大公路KD-SG1標段取料場(E101°56′5″，N37°18′8″)是國道569曼德拉至大通公路青海省克圖至大通段第一施工標段在大通河北岸設(shè)置的一個片石料場，位于崗青公路K187+450處東川鎮(zhèn)克圖口阿亞槽西側(cè)，南距崗青公路20 m，西距東川鎮(zhèn)7.5 km、門源縣29 km。取料場地處青藏高原，海拔2 656～2 776 m，屬大陸性高原氣候，具有寒長暑短、四季分明、無霜期短、日溫差大、多風(fēng)少雨、蒸發(fā)量大等特點。取料場地貌為中低山，地形切割強烈，地形坡度25°～60°，最大相對高差120 m；土壤主要為山地淋溶黑鈣土，土壤厚0～60 cm。取料場分布于主溝道兩側(cè)山坡上，占用土地1.85 hm2，其中灌木林地0.90 hm2、天然牧草地0.95 hm2。

取料場使用期限為2016—2019年，自露天開采以來，已形成東、西兩個開采面，其中東開采面東西長135 m、南北寬117 m，挖損土地面積1.35 hm2；西開采面南北長101 m、東西寬68 m，挖損土地面積0.50 hm2。取料場在開采過程中分別形成不穩(wěn)定斜坡Q1、Q2，其特征見表1。

表1 不穩(wěn)定斜坡Q1、Q2特征

2 綜合整治方案簡述

按照“誰破壞，誰治理”的原則，2020年曼大公路KD-SG1標段施工單位青海路橋建設(shè)股份有限公司委托西寧靖輝信息咨詢有限公司編制了《曼大公路KD-SG1標段取料場地質(zhì)環(huán)境綜合治理方案》，在對取料場地質(zhì)環(huán)境影響進行評估分級，明確取料場地質(zhì)環(huán)境治理目標、任務(wù)的基礎(chǔ)上，對取料場已造成的環(huán)境破壞問題提出了科學(xué)合理的治理方案。目前，施工單位正對取料場進行綜合整治。

綜合治理方案中，按《礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范》(DZ/T 0223—2011)設(shè)計了治理區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程，取料場擋墻、排水溝工程，網(wǎng)圍欄和警示牌工程，土地植被恢復(fù)工程。其中，治理區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程主要對Q1、Q2不穩(wěn)定斜坡進行刷坡、反壓治理，清除浮石、危巖及臨空區(qū)域巖石，形成平順、穩(wěn)定的坡面，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。在取料場建設(shè)擋墻、排水溝工程，并在外圍設(shè)置網(wǎng)圍欄和警示牌，起到防護和警示的作用。對形成的采坑采取平整、覆土、復(fù)綠等措施，對坡面實施植生袋和掛網(wǎng)噴播護坡工程，恢復(fù)地表植被。其中,取料場邊坡復(fù)墾為天然牧草地1.69 hm2，采取削坡、掛網(wǎng)噴播及植生袋等措施復(fù)綠；取料場平臺復(fù)墾為喬草相結(jié)合的林地0.16 hm2，采取平整、覆土及撒播草籽、栽種樹木等措施復(fù)綠。

3 綜合治理方案水土保持評價

3.1 綜合治理方案中的水土保持措施

綜合治理方案中，具有水土保持功能的措施可分為攔渣措施、邊坡防護措施、截排水措施、土地整治措施、植物措施等(見表2)。其中，邊坡防護措施是在不穩(wěn)定斜坡Q1、Q2經(jīng)過刷坡、反壓治理，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患后，實施植生袋護坡、掛網(wǎng)噴播護坡等綜合防護措施。不穩(wěn)定斜坡Q1經(jīng)刷坡、反壓治理最終形成②、④號坡面, 不穩(wěn)定斜坡Q2經(jīng)刷坡、反壓治理最終形成①、③號坡面。根據(jù)地形不同，邊坡采取不同防護措施，①、②號坡面面積為0.66 hm2，坡面角≤41°，采取植生袋護坡措施；③、④號坡面面積為1.03 hm2，坡面角50°～70°，采取掛網(wǎng)噴播護坡措施(見圖1)。

表2 綜合治理方案中的水土保持措施

圖1 Q1、Q2不穩(wěn)定斜坡治理示意(單位：m)

3.2 水土保持措施體系評價

綜合治理方案中，根據(jù)取料場所處位置的地形、氣象、水文、地質(zhì)等條件，在邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，采取坡腳及坡面防護等措施，并與截排水措施統(tǒng)籌設(shè)計，同時在滿足穩(wěn)定安全的條件下，采取植物護坡措施、植物與工程相結(jié)合的綜合護坡措施，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。攔渣措施、邊坡防護措施、截排水措施、土地整治措施、植物措施等構(gòu)成水土保持綜合防治體系，較好地起到了防護取料場坡面、美化生態(tài)環(huán)境的作用，符合《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標準》(GB 50433—2018)中邊坡防護的要求。

3.3 單項措施評價

3.3.1 攔渣措施

在取料場底部東、西兩側(cè)邊沿修筑漿砌石擋墻，總長237 m、高2.0 m，其中地下0.5 m、地上1.5 m，東、西兩側(cè)漿砌石擋墻間距≥8 m，能有效控制取料場邊坡松散的土、砂、礫石因雨水沖刷而導(dǎo)致的水土流失，防止固體堆積物和覆土的沖蝕，以及陡坡地段滑塌和崩塌，減少對周邊環(huán)境的影響，符合《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標準》(GB 50433—2018)中關(guān)于坡腳防護的要求。

3.3.2 邊坡防護措施

先對不穩(wěn)定斜坡進行刷坡、反壓治理，清除浮石、危巖及臨空區(qū)域巖石，形成平順、穩(wěn)定的坡面，而后實施邊坡防護措施。對不穩(wěn)定邊坡進行治理，是實施后續(xù)邊坡防護措施的先決條件，符合采石場開采面綠化技術(shù)一般工序，也符合邊坡防護措施的要求。針對不同坡度坡面，因地制宜地進行植生袋護坡、掛網(wǎng)噴播護坡，有效控制施工成本，符合生產(chǎn)建設(shè)項目采取植物措施護坡或綜合護坡的要求。

3.3.3 截排水措施

在取料場底部沿原天然溝道走向修建排水溝，排水溝長186 m，斷面規(guī)格為底部寬0.5 m、頂部寬1 m、深1 m，M7.5片石砂漿襯砌，襯砌厚6 cm。排水溝上游匯水面積1.62 km2，設(shè)計洪峰流量的計算式為

Q設(shè)=0.278KIF

(1)

式中：Q設(shè)為設(shè)計洪峰流量，m3/s；K為徑流系數(shù)，取0.7；I為降雨強度,mm/h；F為匯水面積,km2。

I取20年一遇1 h最大降雨強度22.36 mm/h，則排水溝最大設(shè)計洪峰流量Q設(shè)為7.05 m3/s。

排水溝均勻流流量計算式為

(2)

式中：A為斷面面積，m2；C為謝才系數(shù)，C=1/n×R1/6；R為水力半徑，m,R=A/χ，χ為濕周，取2.56 m；i為縱坡比，取0.02；n為糙率，取0.017。

排水溝斷面面積為0.75 m2，通過式(2)計算，排水溝均勻流流量為2.75 m3/s。

排水溝過洪能力小于溝道上游來水洪峰流量，但是該排水溝是沿天然溝道走向布設(shè)的，承擔(dān)了溝道部分排洪能力，具有一定的匯流導(dǎo)流作用，且不影響溝道排洪能力，符合生產(chǎn)建設(shè)項目截排水措施相關(guān)要求。

3.3.4 土地整治措施

對取料場平臺地面進行清理、平整，平整厚0.3 m，覆土厚0.5 m，同時培肥。對取料場平臺進行場平，并進行土壤改良，以適應(yīng)喬灌草相結(jié)合的植被重建工程，符合生產(chǎn)建設(shè)項目土地整治要求。

3.3.5 植物措施

對取料場平臺地面按間距2 m×2 m栽種青海云杉，同時撒播老芒麥、冷地早熟禾及垂穗披堿草草籽，草種按質(zhì)量比1∶1∶1混播。采用的樹種、草種為當(dāng)?shù)剡m應(yīng)物種，營造喬灌草相結(jié)合的植物群落，能較好地防護地表、美化環(huán)境，并與周邊環(huán)境相融合，符合《水土保持工程設(shè)計規(guī)范》(GB 51018—2014)、《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標準》(GB 50433—2018)等要求。

4 結(jié) 論

通過對取料場采取坡腳攔擋和邊坡防護等綜合治理措施，能有效消除重大地質(zhì)災(zāi)害隱患，使取料場與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，治理區(qū)的土地、植被得到恢復(fù)，形成喬灌草相結(jié)合的植物群落，有利于水土保持。而由于水土保持植物措施防治效果具有滯后性[2]，在取料場后期治理過程中應(yīng)加強監(jiān)管，嚴格驗收，做好水土保持設(shè)施管理維護，及時修補損毀的工程措施，同時檢查植被措施保存率，必要時補植、補種，確保其能長期穩(wěn)定發(fā)揮水土保持功能。