我國西部公路施工中水土流失特點淺析

張海濤

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

我國西部地區包括重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海等12個省、自治區、直轄市。雖然我國西部地區地大物博，但是生態環境并不樂觀，水資源匱乏、植被覆蓋率低、水土流失嚴重，荒漠化的速度與面積不斷擴大，生態環境問題日益突出。由于自然、歷史、社會等原因，西部已成為我國水土流失最為嚴重的地區。據統計，西部地區水力侵蝕和風力侵蝕的面積占土地總面積的35.10%，占全國水土流失面積的57.05%。

西部的公路交通在整個交通運輸業中占主導地位。據資料記載至2000年底，西部公路總里程為55.4萬km，占全國公路總里程的39.5%，其中高速公路3677km，占全國高速總里程的22.5%；二級以上公路占全國總里程的7.44%。在自然條件較為惡劣的西部地區，公路建設成為加速水土流失的主要因素之一，已引起人們的極大關注。

1 公路建設中可能造成的水土流失現象

隨著西部大開發戰略的實施，西部公路建設將成為西域邊疆與西北廣大地區及我國東南地區陸路公路交通運輸的重要通道；也是陜、甘、新等西部省區與東部地區經濟交流與合作的主要紐帶和橋梁；是打通東部地區與西部地區的“瓶頸”通道。

眾所周知，公路建設屬于典型線型工程，線路長、影響范圍廣，沿線分布多種地形地貌，且對地面擾動類型多，造成新的水土流失在所難免。在主體工程建設中由于修建施工便道、取土采石、建筑路基、開挖邊坡、平整道路、棄土棄渣等活動。主體工程這些特點直接決定了線性開發建設項目的土壤侵蝕特點，由連續或不連續的點（段）構成線性分布侵蝕帶。

（1）對水土資源的破壞。

施工中由于大面積的棄土、石、渣的堆放壓埋，原地貌形態和土壤結構不同程度的改變和受到破壞，經過數十年培肥或自然熟化過程中才能形成的原地表耕作層，植被覆蓋層土壤被直接剝離、壓埋，造成土地生產力的迅速降低或喪失，在風力、水力等作用下很容易產生水土流失。

（2）對生態植被的破壞。

公路建設中可能使施工沿線成為荒山禿嶺，項目區的植被覆蓋對抗拒自然侵蝕極為寶貴，對維護區域的生態結構起主導作用，植被破壞后，在降雨量少的西部地區，植被恢復率將會降低，遇到短歷時高強度的暴雨天氣，容易產生面蝕、溝蝕等水土流失形式。

（3）對河道行洪能力的破壞。

施工過程中對棄渣場、取土場等若不采取有效的防護措施，當遇到較大強度暴雨的情況下，由于棄渣、棄土等粗顆粒較大，在暴雨的沖擊下易于進入河道，使河床抬高，行洪斷面變窄變淺，勢必會增大洪水淹沒范圍，助長洪水危害。

2 水土流失影響因素分析

公路建設是一條線，項目區會跨越不同的區域，由于地形地貌的特殊性及工程施工工藝的不同，影響水土流失的因素也不同。據分析，在我國路基防護工程及排水工程的力度較強，因而公路施工期的水土流失主要不產生在線內，而是在線外工程。

在公路施工過程中，因開挖使地表植被遭到破壞，原有表土與植被之間的平衡關系失調，表土層抗蝕能力減弱，在雨滴打擊和水流沖刷以及風蝕作用下產生水土流失。在隧道及大挖方段施工過程中，由于隧道內挖方量大于填方量，多余的土石方因受地形和運輸條件的限制，不便運往填方段，不得不進行棄渣處理，以及施工過程中和完工以后，施工作業面土石渣料處理不好，對取土坑、棄渣場等處理不當，都有可能產生新的水土流失現象。

2.1 自然因素

自然因素主要有降水、地形、土壤、植被，降水對土壤的侵蝕主要表現為暴雨，侵蝕性降雨是土壤侵蝕的主要因素。地面的坡長、坡向、地形都影響著土壤侵蝕。土壤的結構、組成等決定著土壤的抗蝕力，同時決定著的水土流失的形式和強度。植被是抑制水土流失的重要因素，植被減緩降雨打擊力，調節地表徑流，改良土壤，固結土體，提高土壤抗蝕力。通過資料分析和實地考察，對西北地區擬建公路水土流失因素進行了分析，見表1。

表1 擬建公路水土流失影響因素分析

2.2 人為因素

2.2.1 取土場造成的水土流失

公路建設中盡量做到填挖平衡，但在我國西部地區，由于公路建設常常經過一些高山峽谷區。致使施工中很難做到填挖平衡。在填方量大的地段，如果沒有條件借方做填，就需要建立取土場，而取土場的修建常常容易形成高陡邊坡，造成坡體臨空面加大，坡面臨時侵蝕基準面后退，坡度加大，破壞了原山坡的穩定性，容易形成崩塌、滑坡等重力侵蝕。如果沒有修擋墻或采取排水設施，后果將更是不堪設想。

2.2.2 棄渣場造成的水土流失

在公路建設中有些建設方，忽略了水土保持工作，在棄渣場的周圍沒有做好攔渣壩、攔渣擋土墻。棄渣棄土隨處堆放，在遇到暴雨情況下不僅會給工程本身帶來危害，也會對下游群眾的人身和財產安全造成威脅。如果施工單位對棄渣棄土未碾壓、夯實或表土填加腐質層進行植被恢復，也為水土流失的產生提供了大量的物質基礎和動力源泉。

2.2.3 特殊路段水土流失

（1）不良地質地段。

對于原本地質災害頻繁或者地質條件惡劣的地段，如果公路建設中沒有辦法繞避，就必須對其進行治理，防止其成為加速水土流失的隱患條件。如甘肅省天水牛背段于2003年9月7日下午4時30分，該路段249k,處的山體突然滑塌，2萬m3的巨石阻斷道路，致使國道310線天水至寶雞段交通全線中斷。這條投資3億多元，經過6年才建成通車的310國道由于在修建之初就 “先天不足”，隨著車流量的逐年增加，該公路處于水土流失帶來的困境。筆者認為，除了建設地段本身惡劣的地形條件以外，還有一個加速水土流失的隱患，就是建設方對于這些薄弱環節所采取得水土保持措施不得當。

（2）沿河路段。

在高速公路建設過程中，有些施工標段野蠻施工，直接往江河傾倒棄渣，有個施工標段的業主在一條溪流長達數公里的河岸兩側及周邊地區隨意棄土石渣，其中近1km的河道被棄渣填成施工道路，河床提高了13m。工程施工引發的水土流失，導致海水污染，使這一帶的水產品連續發生死亡，經濟損失達450多萬元。有的開發區建設也未采取任何有效的水土保持措施，一開推土機，就往江河里推土。河床抬高，容易產生地上懸河。

3 水土流失特點

（1）水力作用造成的水土流失，施工過程中新筑的路基或產生的渣土，因其結構疏松、孔隙度大，在雨滴的打擊和水流的沖刷下產生水土流失。以至在溝口形成大面積淤泥，嚴重地淤塞河道和排水溝等，造成排水不暢，將含有大量泥沙的泥水直接進入糧田，沖、淹莊稼和樹木，掩埋良好的耕地。

（2）重力作用造成的水土流失，在公路建設過程中，由于線路開挖及土石方的開采，改變了原有的地形、地貌，使地表原有的土石結構平衡遭到破壞，在重力作用下，有可能產生坍落、滑坡等破壞現象，導致嚴重的水土流失。

（3）水力和重力兩者共同作用下的水土流失，在施工過程中及施工完成后幾年內，地表植被尚未完全恢復，使得施工區內地表裸露，加上長期的日曬風吹的作用，產生剝蝕等表土流失。施工過程中產生的砂石料，因其質地疏松、孔隙度大，在雨后吸水飽和，破壞了原來的平衡，極易造成滑坡、泥石流、山洪等危害，危及下游的城鎮、村莊、道路、水利、農田以及人們的生命安全等。

（4）風力作用下的水土流失，施工所產生的大量廢棄物在風力作用下，易于形成揚沙、沙塵暴等惡劣氣候，使得沿線土地沙化。

4 水土流失量預測

公路建設屬于一次性開發建設項目，有其特殊性，隨著工程施工進度計劃的進行，各階段的水土流失形式、面積發生了顯著變化；且在同一施工階段，各水土流失區內流失狀況也大不相同，水土流失量的預測方法比一般工程項目要求復雜。但綜合分析，施工期造成的水土流失量在整個預測期中占有很大的比例，表2是幾條公路的水土流失特性，附圖是幾條公路水土流失特性圖。

可見施工期所造成的土壤流失量不容忽視，由附圖可以看出，擾動面施工期的水土流失量與整個預測期的水土流失量又很好的線性關系，相關系數為R2=0.9989，擬合關系式為：y=1.147x+0.5683。

附圖 幾條公路水土流失量特性圖

5 結語

本文通過收集資料，結合多年的實踐經驗分析了西部地區公路建設中產生水土流失的主要因素和特點，分析結果表明降雨、地形、土壤、植被等自然因素和取土場、棄渣場等建設項目是西北公路建設中主要的水土流失因素。此外，施工期所產生的水土流失量占總流失量的60%～90%，根據“因地制宜、因害設防”的原則，公路建設應當依據水土流失監測結果預測建設項目的水土流失部位，找準防治的重點，對位配置相應的防治措施，才能達到項目建設與生態環境同步進行的目標。