公路路基工程施工中水土保持措施的優(yōu)化研究

摘""要：在公路路基工程施工過程中，水土流失問題較為普遍，直接影響到路基的穩(wěn)定性與周邊的生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)有的水土保持措施在復(fù)雜地形和多變氣候下往往難以發(fā)揮理想效果。分析公路路基施工中的水土流失現(xiàn)象和成因，發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)水土保持措施的不足之處，并從技術(shù)角度采取相應(yīng)的優(yōu)化策略。為提升水土保持的綜合效果，可引入新型水土保持技術(shù)、實施智能化監(jiān)控與動態(tài)優(yōu)化、應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路路基"水土保持"智能化監(jiān)控"生態(tài)修復(fù)

Research"on"the"Optimization"of"Soil"and"Water"Conservation"Measures"in"Highway"Subgrade"Construction

DAI"Jiahong

Longhua"County"Transportation"Bureau，"Longhua，"Hebei"Province，"068150"China

Abstract：During"the"construction"process"of"highway"subgrade"engineering，"soil"erosion"is"a"common"problem，"which"directly"affects"the"stability"of"the"subgrade"and"the"surrounding"ecological"environment."The"existing"soil"and"water"conservation"measures"often"fail"to"achieve"ideal"results"in"complex"terrains"and"variable"climates."By"analyzing"the"phenomenonnbsp;and"causes"of"soil"erosion"in"highway"subgrade"construction，"the"shortcomings"of"traditional"soil"and"water"conservation"measures"can"be"identified，"and"corresponding"optimization"strategies"can"be"adopted"from"a"technical"perspective."To"enhance"the"comprehensive"effect"of"soil"and"water"conservation，"new"soil"and"water"conservation"technologies"can"be"introduced，"intelligent"monitoring"and"dynamic"optimization"can"be"implemented，"and"ecological"restoration"technologies"can"be"applied.

Key"Words："Highway"subgrade;"Water"and"soil"conservation;"Intelligent"monitoring;"Ecological"restoration

隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，公路建設(shè)成為推動經(jīng)濟發(fā)展的重要手段。然而，施工過程中的大量土方開挖和填筑作業(yè)常引起土壤裸露和水土流失問題，尤其在降水豐富或地形復(fù)雜的地區(qū)，水土流失尤為突出。水土流失不僅影響公路工程的安全和使用壽命，還會對周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞。因此，如何有效減少施工過程中的水土流失，提高路基的穩(wěn)定性，已成為當前公路工程領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。目前，傳統(tǒng)的水土保持措施主要依賴于草皮覆蓋、設(shè)置排水溝等手段，但在復(fù)雜的自然環(huán)境下，這些措施往往難以滿足工程需求，存在適應(yīng)性差、長效性不足等弊端。為了改進不足，亟需引入更為高效和科學(xué)的技術(shù)手段，以提高水土保持的效果，減少土壤流失，提升路基整體的穩(wěn)定性和對環(huán)境的適應(yīng)性。為此，本文從公路路基施工中的水土流失現(xiàn)象出發(fā)，系統(tǒng)分析現(xiàn)有水土保持技術(shù)的不足，并提出多種技術(shù)優(yōu)化方案，為公路工程提供更為科學(xué)的技術(shù)支撐，助力綠色交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

1"公路路基施工中水土流失現(xiàn)象與成因分析

1.1"水土流失現(xiàn)象

在公路路基的建設(shè)過程中，施工階段的大面積土方開挖常常會導(dǎo)致表層土壤的暴露，尤其在施工前期，土壤得不到有效覆蓋，裸露的土壤極易受到雨水沖刷和風力侵蝕，進一步引發(fā)水土流失。水土流失在雨季尤為顯著，當降雨強度較大時，地表徑流會急劇增加，水流沿著邊坡和裸露地帶迅速下泄，從而帶走大量的表層土壤顆粒，形成溝蝕和面蝕現(xiàn)象。因此，在公路路基施工期間，土壤侵蝕的風險不僅來自于工程本身，還受到季節(jié)性降雨的影響。同時，施工機械和運輸車輛的頻繁進出也可能進一步壓實土壤，減少其滲透性，從而加劇地表徑流的形成，最終導(dǎo)致更多的土壤被沖刷[1]。不同的地形和土壤類型也會影響水土流失的嚴重程度。例如，在山地和丘陵地區(qū)，由于坡度較大，地表水流的速度更快，更容易形成強烈的沖刷作用；在平原地區(qū)，盡管坡度較小，但土壤質(zhì)地松散的區(qū)域也容易因積水和慢速徑流而發(fā)生水土流失。此外，土壤本身的結(jié)構(gòu)和透水性也會影響其抗侵蝕能力。砂質(zhì)土壤由于顆粒較粗，抗沖刷能力較弱；黏土則因為滲透性較差，容易在表面形成水膜，從而引發(fā)片蝕。

1.2"水土流失成因分析

公路施工過程中，不合理的操作往往是造成水土流失的主要原因之一。當土方開挖和回填過程未能及時覆蓋裸露的土壤時，長時間暴露在外的土壤將更容易受到自然力的侵蝕。同時，排水設(shè)施設(shè)計不當，如排水溝的設(shè)置位置不合理或排水能力不足，都會導(dǎo)致水流集中于某些區(qū)域，從而引發(fā)局部的嚴重沖刷和塌陷。例如：如果排水設(shè)施沒有充分考慮到坡度和水流方向，則可能會在短時間內(nèi)形成強大的地表徑流，對路基和邊坡造成不可逆的破壞。環(huán)境因素也對水土流失起到了推波助瀾的作用。氣候的變化，尤其是極端天氣的頻發(fā)，使降水量的不穩(wěn)定加劇了土壤流失的風險。例如：長期干旱后的驟雨往往會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)松散，突然的大量降水則會沖刷掉地表的松散顆粒。此外，溫度的變化也會影響土壤的物理性質(zhì)，例如：凍融循環(huán)會使得土壤膨脹和收縮，從而降低其穩(wěn)定性，進一步加劇侵蝕。

2"現(xiàn)有水土保持措施的不足

2.1"傳統(tǒng)水土保持措施的局限性

目前，在公路路基工程中，常見的水土保持措施主要包括草皮覆蓋、排水溝的設(shè)置、使用土工布等材料。這些措施通常在短期內(nèi)可以見效，尤其是在施工剛結(jié)束時能有效減少水土流失。然而，隨著時間的推移，這些傳統(tǒng)方法的效果往往難以長期保持。（1）草皮覆蓋雖能起到一定的防護作用，但在降水過多或干旱天氣下，草皮根系較淺，無法有效固定土壤。（3）排水溝在處理地表徑流時，雖然能暫時引導(dǎo)水流，但若設(shè)計和維護不當，易被堵塞，反而會引發(fā)新的沖刷問題（如圖1所示）。（3）土工布雖然在一定程度上能減少土壤流失，但其對自然環(huán)境的適應(yīng)性較差，長期暴露于陽光和雨水中容易老化失效。

對于山區(qū)和丘陵等地形復(fù)雜的區(qū)域，傳統(tǒng)的水土保持措施往往力有不逮[2]。高坡度地形和復(fù)雜的土壤條件使植被難以快速恢復(fù)，導(dǎo)致土壤長期暴露在外，增加了水土流失的風險。此外，在強降雨地區(qū)，傳統(tǒng)措施的抗沖刷能力有限，容易在短時間內(nèi)失效。因此，傳統(tǒng)措施的適應(yīng)性差、維護成本高，導(dǎo)致實際應(yīng)用的效果往往不盡如人意。

2.2"實施中的技術(shù)難題

在實際施工中，由于技術(shù)執(zhí)行不到位，水土保持措施的效果常常難以長期保持。即使在施工前期已制訂了相應(yīng)的水土保持計劃，但由于施工過程中的執(zhí)行細節(jié)不到位，如覆蓋材料的選擇不當、施工方法不合理，最終導(dǎo)致水土保持效果不理想。例如：在坡面覆蓋時，如果未能根據(jù)具體地形選擇合適的植物種類或防護材料，一旦遇到極端天氣，土壤侵蝕問題就會頻繁發(fā)生。此外，不同地區(qū)的氣候條件和地質(zhì)環(huán)境千差萬別，水土保持措施往往缺乏針對性，導(dǎo)致效果不穩(wěn)定。特別是在施工期間，由于現(xiàn)場條件的多變性，水土保持措施的靈活性和調(diào)整能力顯得尤為關(guān)鍵。

然而，目前的技術(shù)手段往往缺乏相應(yīng)的靈活性，無法根據(jù)實時情況進行調(diào)整。例如：在一些土壤較為疏松的地帶，傳統(tǒng)的防護手段（如植草和土工網(wǎng)等）難以在短時間內(nèi)起效，這就要求采用更為靈活且適應(yīng)性更強的技術(shù)來應(yīng)對施工過程中的水土流失問題。因此，提升水土保持措施的技術(shù)水平和適應(yīng)能力是確保路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

3"水土保持措施優(yōu)化的技術(shù)策略

3.1"采用新型水土保持技術(shù)

為了應(yīng)對公路路基施工中頻繁發(fā)生的水土流失問題，亟需采用更先進的技術(shù)。液壓噴播技術(shù)便是一種值得推廣的新型水土保持方法。這種技術(shù)通過專用設(shè)備將草種、肥料、植物纖維和黏合劑混合成漿液，然后均勻噴灑在裸露的土壤表面。實踐表明，液壓噴播技術(shù)不僅能夠快速形成植物覆蓋，還能在短時間內(nèi)提高土壤的抗沖刷能力。特別是在坡度較大的路基區(qū)域，這種技術(shù)可以有效防止降雨引發(fā)的沖刷，減少水土流失。由于液壓噴播技術(shù)的施工簡便，其適用于各種地形，尤其是在施工時間緊張的項目中具有顯著的效率優(yōu)勢。然而，這種技術(shù)也存在一定的局限性，例如：在干旱或寒冷地區(qū)，噴播的草種可能難以存活，因此，需要選擇適合當?shù)丨h(huán)境的植物種類。此外，為了確保其長期效果，還需配合合理的后期養(yǎng)護，以鞏固噴播植被的生長。

與液壓噴播技術(shù)相輔相成的還有三維植被網(wǎng)技術(shù)。三維植被網(wǎng)通過立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將植物根系和土壤緊密結(jié)合，形成一種穩(wěn)固的植被保護層（如圖2所示）。這種網(wǎng)狀材料不僅能夠有效固定土壤，還能促進植物根系的生長，從而進一步提高土壤的穩(wěn)定性。相比傳統(tǒng)的草皮覆蓋，三維植被網(wǎng)的優(yōu)勢在于其抗拉強度高、不易老化，可以在不同的氣候條件下長期使用。尤其在高陡坡面上，植被網(wǎng)可以顯著降低水土流失率，同時提升路基的整體穩(wěn)定性[3]。此外，這一技術(shù)還可以根據(jù)不同的施工環(huán)境選擇材料提供更為靈活的應(yīng)用方案。因此，在未來的公路建設(shè)中，結(jié)合液壓噴播和三維植被網(wǎng)技術(shù)，能夠有效提升水土保持的效果。

3.2"智能化監(jiān)控與動態(tài)優(yōu)化

除了采用新型技術(shù)，水土保持的效果還依賴于對施工過程的實時監(jiān)控和調(diào)整。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能監(jiān)控系統(tǒng)逐漸在公路施工中得到應(yīng)用。通過部署無人機、傳感器等設(shè)備，可以對施工現(xiàn)場的土壤侵蝕情況進行實時監(jiān)測。傳感器等智能設(shè)備能夠收集地表水流、土壤濕度、降雨量等數(shù)據(jù)，從而及時發(fā)現(xiàn)潛在的水土流失問題。當傳感器檢測到某一坡面水流量超出設(shè)定閾值時，可以立即采取措施，如加固防護或增加臨時排水設(shè)施。不言而喻，智能化監(jiān)控不僅可提高施工過程的安全性，還能確保水土保持措施在實際條件下的有效性[4]。

在此基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)驅(qū)動的動態(tài)優(yōu)化方案也逐漸成為水土保持技術(shù)的發(fā)展趨勢。通過分析實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以精確評估現(xiàn)有措施的效果，并及時調(diào)整施工策略。例如：在降雨較多的季節(jié)，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)表明某段路基的水土流失加劇，則施工方可以迅速調(diào)整措施，如增加植物覆蓋或改進排水系統(tǒng)，這種基于數(shù)據(jù)的動態(tài)調(diào)整不僅可提高水土保持的靈活性，還能顯著降低因水土流失而導(dǎo)致的工程維護成本。因此，結(jié)合智能化監(jiān)控與數(shù)據(jù)驅(qū)動優(yōu)化，公路工程能夠在施工過程中更加高效地應(yīng)對自然環(huán)境的變化，實現(xiàn)更長久的水土保持效果。

3.3"加強生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

除了先進的技術(shù)手段，公路路基的水土保持還需要注重生態(tài)恢復(fù)，這不僅是為了減少水土流失，更是為了維護區(qū)域的生態(tài)平衡。通過生態(tài)修復(fù)技術(shù)，可以恢復(fù)施工過程中受損的生態(tài)系統(tǒng)，從而提高土壤的穩(wěn)定性和植被的自我修復(fù)能力。在土壤改良方面，可以通過添加有機質(zhì)和微生物制劑來增強土壤的保水性和肥力，這有助于植物的生長和土壤的長期穩(wěn)定。尤其是在施工后期，通過植被恢復(fù)和土壤改良的綜合措施，可以有效提升路基區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)能力，減少后期養(yǎng)護的壓力[5]。

另外，選擇適應(yīng)性強的本地植物對提升植被恢復(fù)效果至關(guān)重要。在水土保持措施中，通過引入多樣化的植被群落，可以增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗逆能力。例如：在坡面恢復(fù)中，可以選擇根系發(fā)達且耐旱的本地灌木和草本植物，這不僅有助于快速形成植被覆蓋，還能在短時間內(nèi)提高土壤的抗沖刷能力。此外，混合種植不同的植物類型，能夠提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少因單一物種種植導(dǎo)致的生態(tài)脆弱性。

通過生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，公路工程在減少水土流失的同時，還能實現(xiàn)與自然環(huán)境的和諧共存。總之，基于生態(tài)修復(fù)的水土保持策略可為公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。

4"結(jié)語

總體而言，綜合采用技術(shù)手段與生態(tài)措施，能夠有效減少水土流失，確保公路工程的長久穩(wěn)定性和生態(tài)友好性。未來，結(jié)合智能技術(shù)和本地化生態(tài)修復(fù)策略，水土保持的效果將得到進一步提升，為公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供更加堅實的技術(shù)支持，公路工程將實現(xiàn)環(huán)境保護與基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的雙贏目標。

參考文獻

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