市政公路建設土壤侵蝕特點及防治探討

張洪開,柳小強,李洪濤,劉富平

(1.昆明龍慧工程設計咨詢有限公司,云南昆明 650000;2.西南林業大學,云南昆明 650224)

市政公路建設土壤侵蝕特點及防治探討

張洪開1,柳小強2,李洪濤1,劉富平1

(1.昆明龍慧工程設計咨詢有限公司,云南昆明 650000;2.西南林業大學,云南昆明 650224)

市政公路;建設;土壤侵蝕;防治措施

隨著我國城市化進程的不斷加快,市政公路等基礎設施建設得到了前所未有的發展,但伴隨而來的土壤侵蝕問題也日益凸顯。市政公路多修建在人流量較大的區域,施工過程中人為干擾作用更加明顯,為保證市政公路施工、營運以及過往行人的安全,減輕人為土壤侵蝕,就須切實做好施工過程中的土壤侵蝕防治工作。介紹了市政公路建設土壤侵蝕特點及防治對策,指出了建設中存在的問題及今后防治發展趨勢。

公路交通運輸是國民經濟的基礎產業之一,它對促進社會經濟發展、加強國防建設、提高綜合國力和人民生活水平具有重要的支撐作用[1]。改革開放以來,我國城市化進程不斷加快,城市道路等基礎設施建設如雨后春筍般崛起。但是,由于建設過程中不注重水土保持工作,因此造成的土壤侵蝕現象也越來越嚴重。公路工程是線性建設項目,對地面的擾動較大,施工過程中的高挖低填、架橋修隧道等都會造成水土保持設施的破壞,若不采取有效的防護措施,必然導致土壤侵蝕加劇和生態環境惡化[2]。另外,市政公路多修建在人流量較大的區域,施工過程中人為干擾作用更加明顯,因此為保證市政公路施工、營運以及過往行人的安全,減輕人為土壤侵蝕,就須切實做好施工過程中的土壤侵蝕防治工作。

1 土壤侵蝕特點

市政公路建設不可避免地會對公路通過區段的生態環境產生影響,若處理不當就會造成大量的土壤侵蝕。公路建設極易產生土壤侵蝕,一方面公路建設過程中會破壞地表植被,擾動地表土壤,動用大量土石方,從而引起大量的土壤侵蝕[3];另一方面,公路建設中大面積開挖的邊坡及填筑的坡面,遇降雨極易產生侵蝕,導致大量泥沙隨雨水進入市政排水系統,會直接影響城市行洪安全。市政公路建設過程中的土壤侵蝕主要有以下特點[3-5]。

第一,市政公路建設過程中產生的土壤侵蝕是由人類在建設中砍伐地表植被、開挖土石破壞沿線生態環境所致,土壤侵蝕類型復雜、控制難度大,要求的治理標準較高。

第二,市政公路施工擾動地表類型復雜多樣,在縱貫的區域內差異較大,導致土壤侵蝕發生在整個公路沿線而不是集中在幾個點上。

第三,市政公路建設中的土壤侵蝕隨施工階段的不同而不同,其侵蝕主要集中發生在施工期和營運初期。

第四,市政公路建設中的土壤侵蝕及危害主要集中在公路沿線,重點分布在公路路基開挖裸露面、填方段所形成的坡面、取土場、料場及棄渣場等區域。

第五,受城市“熱島”效應等影響,道路建設過程中所形成的松散堆積物極易形成局部沙塵暴而導致表土流失。

2 土壤侵蝕防治

市政公路建設中的土壤侵蝕防治是指通過合理布設水土保持防護措施,使新增的土壤侵蝕得到有效控制,受損植被得到有效恢復,區域景觀得以協調,將由土壤侵蝕造成的危害降到最低的控制過程。具體體現為:通過實施水土保持工程措施,使道路開挖邊坡達到穩定,巖石、表土不裸露,棄土棄渣得到有效防護,避免土壤侵蝕對工程本身造成危害;通過實施植物措施,使區域植被得到恢復,達到綠化美化的效果。

2.1 土壤侵蝕防治原則

市政公路建設要以防治新增土壤侵蝕為目標,以保護生態環境為出發點,促進經濟與環境的協調發展,工作中嚴格遵守水土保持法律法規、技術標準,符合環境保護的總體要求。根據市政公路建設的特殊性,具體實施中應遵循以下原則。

(1)堅持預防為主、綜合治理的原則。建設單位應依法委托具有相應資質的單位編制市政公路水土保持方案,對工程建設過程中引發的土壤侵蝕進行合理預測,通過預測,依據工程特點合理布設水土保持防治措施,使防治責任范圍內各種地類的土壤侵蝕降低到允許的范圍內。

(2)穩定開挖邊坡,確保工程安全。對開挖或回填形成的高陡邊坡要進行穩定性分析,并采取相應的措施穩定邊坡。

(3)合理規劃,排水、擋護措施先行。由于市政公路施工區域多在城鎮交通流量較大的區域,人為干擾作用特別突出,因此在公路建設中,首先應按標準做好排水、沉沙等設施建設;對臨近中小學、機關等人員較密集的區域,在施工過程中應加大擋護和管制力度,以確保過往學生及行人的安全;對穿越河道、湖泊的區段,應根據相關法律規定,嚴格禁止就近向河道、湖泊等水域內棄土棄渣;禁止在滑坡、泥石流易發區段取土、挖砂、采石,以防止由此引起的地質災害。

(4)做好施工過程中的水土保持監測。建設過程中應實施水土保持監測,控制建設過程中的水土流失,保證各階段的水土流失防治達到標準規定的要求。

2.2 土壤侵蝕防治對策

土壤侵蝕防治的最終目的是通過合理布設有針對性的水土保持工程措施和植物措施,使公路施工中新增土壤侵蝕得到有效控制,減少因工程建設導致的土壤侵蝕危害,恢復和保護公路沿線水土保持設施,改善項目區生態環境,從而實現公路建設、運營的安全進行和生態環境的維護及地方經濟的協調發展。結合相關研究成果,提出了如下合理布設截排水措施、穩定開挖邊坡、保護路基及下邊坡擋護等防治土壤侵蝕的對策[6-8]:

(1)在施工過程中,應盡量縮短邊坡、路基等開挖面的裸露時間,合理安排好開挖、筑路、壓實路面、砌石護坡、鋪砌排水溝等工序,并盡可能做到同步進行;對于暫時不能修防護設施的邊坡、路基,應設置臨時性的排水溝或采取鋪草、鋪碎石等臨時防護措施加以防護;對于暫時不能建設的裸地,可鋪草、鋪人工織物或采取其他方法進行防護,以減少土壤侵蝕;設置合理的排泄地表徑流的排水溝渠及沉沙池,盡量減少進入市政排水系統的泥沙量。

(2)道路施工產生的棄渣,要堆放到指定的建筑垃圾堆放場進行妥善處理。對棄土棄渣量較大而需要專門設立棄渣場的,要做好渣場的土壤侵蝕防治。一般來講,在棄渣前應首先完善棄渣場周邊的排水系統,然后再設置其他攔擋措施;根據需要在棄渣場附近設置臨時表土堆放場;當棄土棄渣堆置達到設計標高后應對其進行整治利用;棄渣場坡頂平臺應壓實平整,坡腳采用漿砌片石防護或筑擋土墻,同時采用植物措施進行防護。

(3)取土場開挖時應盡可能減小邊坡高度,對開挖形成的不穩定坡面,采取分級削坡方式進行防護,坡腳采用漿砌片石護坡。取土場平臺及邊坡采用植物進行防護的應以鄉土植物為主;在取土場中間平臺內側和坡腳設置排水溝,以排泄地表徑流;當所開挖的坡面較高時,可在平臺處設置擋水土埂和截水溝;取土場結束取土后應對開挖跡地進行整治或覆土造地。

(4)對因道路施工等造成的裸露邊坡,除采取必要的植草、植樹恢復外,還應采取有效的臨時排水措施,并對占壓的地表撒播速生的草種或灌木種子進行及時綠化。綠化植物應堅持適地適樹、因地制宜、經濟可行的原則,依據工程特點選擇適宜的喬、灌、藤、草品種。對表土臨時堆放場地應采取編織袋擋墻、磚墻等擋護措施進行攔擋,坡面用土工布、彩條布等覆蓋物覆蓋,如表土堆存時間較長,則應采取撒播草種、移植苗木等措施進行防護。

2.3 管護措施建議

隨著我國城市化進程的加快及基礎設施建設力度的進一步加大,市政公路建設作為基礎設施建設的投資熱點和重點,在促進地方經濟快速發展的同時,由于其戰線長、涉及面積廣、管護困難較大,會不可避免地對沿線的社會環境和自然生態環境產生較大影響,這就要求市政公路建設應從設計、施工到竣工都給予高度的重視。在合理規劃、加強預防監督管理的基礎上,應根據工程特點劃分防治區,因害設防,構建合理的綜合防治措施體系。除此之外,還應做好以下幾方面工作:

(1)完善監督執法體系建設,強化預防監督,增強法規的可操作性和針對性,堅決遏制二次人為土壤侵蝕。要堅持“誰開發誰保護,誰造成土壤侵蝕誰負責治理”的原則,依法落實人為土壤侵蝕防治責任和水土保持“三同時”制度,使建設單位、監測單位、施工單位等都要明確預防保護目標和責任。

(2)道路建設過程中土壤侵蝕防治措施的落實,必須建立健全組織領導體系,加強施工組織管理,提高水土保持意識,規范施工行為,接受當地和上級水行政主管部門的監督管理。同時,應委托有資質的監理單位開展水土保持監理工作,通過監理提出水土保持的補充措施和建議,為水土保持工程順利實施和發揮效益提供保障。

(3)建立水土保持措施實施后的評價機制,加強對市政公路建設過程中造成的土壤侵蝕及防治效果的監測,根據監測結果,結合工程特點及當地影響土壤侵蝕的主導因子,對土壤侵蝕控制措施的實施效果、工程質量等進行科學、合理的評價。

(4)應用土壤侵蝕防治新方法、新技術及管護措施,切實做好防護植被的后期養護管理工作。

3 存在的問題與防治發展趨勢

3.1 存在的問題

(1)部分市政公路建設施工期較短,施工區域較集中,因此很難布設土壤侵蝕防治措施,極易導致局部區域塵土飛揚,開挖的松散堆積物遇降雨極易流失,影響市容市貌及市民出行。

(2)缺乏統一的市政公路建設土壤侵蝕防治技術標準,加上不同施工單位實施土壤侵蝕控制措施的操作及統計方法不同,導致結果可比性較差。

(3)缺乏基礎資料,特別是基本的觀測數據和可信度較高的控制措施實施資料,致使許多研究只能針對局部問題或某個方面進行探討,缺乏宏觀的、整體的信息和資料。

3.2 防治發展趨勢

進入 21世紀,我國的城市化建設進入了一個關鍵時期,與此同時,適應新形勢、新要求的生態城市建設、園林城市建設的呼聲也越來越響亮。面對新形勢、新要求,城市基礎設施建設過程中的水土保持工作要積極推進水土保持知識、理念、技術和管理機制的創新。筆者認為今后市政公路等基礎設施建設過程中的土壤侵蝕防治須做好以下幾方面研究。

(1)以城市水土保持規劃為指導,結合市政公路的特點,對建設過程中產生的土壤侵蝕做定量分析,為獲得可靠性較高的統一的防治技術標準提供依據。

(2)不合理的施工時序及人為破壞是市政公路建設土壤侵蝕發生發展的主導因素,為切實做好市政公路建設中的土壤侵蝕防治,需要加強城市水土保持教育、宣傳,以提高全民的水土保持意識。同時應進一步建立健全城市水土保持監督機制,加大執法力度,加強對土壤侵蝕的監測。

(3)市政公路建設土壤侵蝕防治必須與城市水土保持綜合治理、城市環境綜合治理和城市綠化美化有機結合起來,以景觀生態學等學科理論為指導,結合水土保持近自然治理的成功經驗,最大程度地實現控制措施的自然協調。

4 結 語

隨著我國城市化建設進程的加快,市政公路建設得到了前所未有的發展,而與之伴隨的土壤侵蝕問題也日益凸顯。市政公路建設的土壤侵蝕特點雖然有一些共性,但由于自然條件和建設區段的不同,導致建設中所引起的土壤侵蝕又存在明顯的差異,因此要本著預防為主、綜合治理的原則,加強對市政公路建設過程中土壤侵蝕規律的系統研究,以合理布設土壤侵蝕防治措施,有效控制建設過程中所造成的土壤侵蝕。

[1]王代軍,胡桂馨,高潔.公路邊坡侵蝕及坡面生態工程的應用現狀[J].草原與草坪,2000(3):22-24.

[2]陳法揚,謝軍.論我國城市化過程中的水土保持問題[J].水土保持研究,1997,4(1):16-18.

[3]馬少杰,劉國東.高速公路建設土壤侵蝕分析及水土保持研究[J].公路,2006(10):128-135.

[4]肖飛.高原山區公路建設過程中的土壤侵蝕特點及其防治研究[J].中國農學通報,2008,24(11):444-447.

[5]后同德,王先琴.淺談城市水土保持的特點與任務[J].中國水土保持,2004(8):27-29.

[6]張秀海.公路建設要切實防止土壤侵蝕[J].中國公路,2002(5):70-71.

[7]王僑,何丙輝,蘇鋒.公路建設項目土壤侵蝕特點及其防治措施[J].水土保持應用技術,2008(2):38-40.

[8]王永功,于沉魚,彭令發.我國低等級公路建設中的水土保持問題探討[J].中國水土保持,2007(2):27-28.

S157.1

A

1000-0941(2011)04-0031-03

張洪開(1978—),男,云南羅平縣人,工程師,學士,主要從事水土保持、農田水利工程等規劃與設計工作;柳小強(1984—),男,甘肅甘谷縣人,碩士,主要從事土壤侵蝕防治研究工作。

2010-08-30

(責任編輯 趙文禮)