基于水土保持理念的城市道路路基施工技術研究

◎陳革佳

前言

水土資源流失會帶來十分嚴重的環境問題，最主要的就是土壤退化、土地資源破壞，并在此基礎上引發河道淤泥淤積、洪水災害加劇等問題。所以，我國十分重視水土流失問題的治理，不僅是為了確保農業的持續生產，也是為了保護人民群眾的生命財產。近幾年，我國加大了水土保持工程的建設力度，并取得了一定的成果。但水土保持工程施工并不簡單，其中存在許多難點問題，需要采取有效的解決措施。國家對此給予了高度重視，制定《水土保持法》等一系列相關法律法規，要求各地推進水土保持、水土流失綜合防治工作，實現我國水土保持事業及其監測體系的標準化、規范化發展。然而，現階段我國城市道路建設中，還存在著水土流失方面的問題和影響，特別是在對地基進行處理時，一旦選擇的施工技術不合理，很容易加劇水土流失情況，造成水資源的不必要浪費和水土不必要流失，大部分城市道路路基施工過程采取的水土保持措施可行性不強，實用性和針對性較差，措施過于傳統單一，沒有引進先進的水土保持監測技術，尚未樹立起現代化水土保持理念，大大影響了路基處理效果和質量。故此，加強基于水土保持理念的城市道路路基施工技術研究意義重大，是擺在我國城市道路建設面前的關鍵性問題。

一、某道路路基工程概況

工程施工路段長度共計2，378km，道路走向為東西向，由于施工周邊為當地景區，因此對施工過程水土保持工作的開展提出了更高要求，一旦沒有在施工技術選擇和應用時滲透水土保持理念，很容易加劇周邊環境水土流失問題，不利于充分保障城市居民和景區游客生命健康。工程以招投標途徑選擇施工單位，綜合考評施工單位路基施工水土保持能力，選擇水土保持貫穿施工周期的施工方案，為工程建設施工與后期長久使用打下了堅實基礎。

二、城市道路路基施工融入水土保持理念的必要性分析

本道路路基工程施工地點在該市區主干路上，路段布置車道形式為6 上6 下，施工區域與景區關鍵路口相連，道路路基施工需要滿足5m～17m 的回填深度，想要實現路基的穩定效果，就要通過相應施工基礎處理道路路基，因為處理路段周邊有景區，所以在追求路基處理穩定性的前提下，要同時做到最大限度的減小水土流失量，提供水土保持質量和地表抗腐蝕性，在施工中融入水土保持理念十分必要，是處理地基方法選擇合理的依據，也是達成建設目標滿足周邊環境可持續發展的關鍵所在。此次施工占據5610㎡的永久占地面積，這些面積的施工對原有地表形態造成的改變是不可逆的，容積加強水土流失強度，減弱土壤穩定性和土層抗腐蝕性，道路在風力作用下容易出現揚塵、揚塵問題，給周邊居民帶來生活不便，如果沒有將水土保持充分考慮進施工過程，初步預測工程施工可能會引起81、63t 的水土流失總量，對周邊生態環境和施工區域帶來嚴重破壞，因此城市道路路基施工融入水土保持措施刻不容緩。

三、以水土保持理念為指導的城市道路路基施工技術應用要點

明確以水土保持理念為指導的城市道路路基施工技術應用必要性后，工程施工單位根據水土流失預測情況，結合現場勘查、水土流失影響、建設擾動等，確定本工程施工水土保持和水土流失防治重點包括土石方具有良好水土保持功能、土石方具有良好平衡力、地表擾動面積率達標。圍繞施工水土保持和水土流失防治重點，在提出的挖除換填施工技術和強夯施工技術中進行對比、評價、選擇和具體應用，結合施工水土保持監測技術的引入，提升了路基處理施工質量，同時實現了水土保持預期效果。

（一）挖除換填施工技術

工程施工人員在合理范圍內將路基軟基土層采取一定措施挖除出來，向內填入性能穩定、高強度、無侵蝕性的堅定土層，注意按照分層填入要求操作，每一層填入后及時同步振實，直到路基承載力和密實度滿足設計標準，這種施工技術就是常見的路基處理挖除換填施工技術。分析現場情況，提出挖除換填施工方案，此次城市道路路基施工的土方挖除路段，整體開挖量在6.09 萬m3左右，整體棄土的土方量在3.98 萬m3左右，整體回填土方量在7.54 萬m3左右，遵循該市現行建筑垃圾管理相關政策和消納場所安排要求，施工區域周邊渣土消納場并無滿足渣土廢棄消納條件，難以達到土方平衡狀態，條件滿足的消納場和工程挖除換填施工地點之間具有較遠距離，因此在運輸棄渣時勢必會增大車輛、機械設備的調用，一旦出現行駛無序等問題，很容易對地表及其周邊植被造成揚塵乃至破壞影響，不利于滲透水土保持理念。工程如果應用挖除換填施工技術，估計工期時長約3 個月，需要28 人左右施工人員，按照國家相關標準和該市地方現行相關標準，在道路路基施工中應追求節水最大化目標，合理優化施工過程的用水，防止施工周期由于生活用水、施工用水過度、不當引起土壤徑流或者浪費數字源問題。所以，工程施工單位精準計算了用水定額標準，明確施工周期食堂、宿舍、辦公樓等各方面的用水定額，估算整個周期內環境用水與省會用水量約498m3，同時制定了對土渣運輸過程的監督管理和有效控制計劃，為合理規劃后能夠有序完成土渣運輸消納工作。

（二）強夯施工技術

工程施工人員操作強夯機械設備，按照高度要求將夯擊錘舉升起來，令其進行自由下落，利用此過程帶來的沖擊夯擊路基，令路基土層深處更加密實，是增強路基基礎均勻性與承載力的可靠技術，在不均勻沉降現象的防止和消除方面有積極作用。分析現場情況，提出強夯施工技術方案，此次項目路基施工的土方挖除路段，通過強夯施工技術處理路基后，基本實現了土方平衡狀態，因為過程中機械設備類型單一、數量有限，所以可以盡量防止地表受擾動引起的揚塵、遺撒、周邊植被破壞情況。施工單位先進的施工機械充足，減少了人員投入，縮短了施工周期，精準計算用水量后，強夯施工方案總體用水量約176m3，水資源可得到更大程度節約。

對比分析挖除換填施工方案與強夯施工方案，從貫徹執行水土保持理念出發，挖除換填施工方案執行起來需要相對更大的投資，完成相對更大的施工體量，且水資源使用量也更多，產生的環境影響控制難度較大，與水土保持的有效防治工作需求不相符，而強夯施工方案執行起來需要相對更少的投資，完成相對更小的施工體量，且水資源使用量也更少，產生的環境影響控制難度較小，與水土保持的有效防治工作需求相符，所以此次項目路基施工選擇了強夯施工技術。

為了順利實現強夯施工技術應用優勢和價值，充分考慮路基承載里和城市道路設計登記真實要求，開始現場施工前，調查取值土質數據，明確夯擊能能級，準確定位夯擊點，在施工后及時檢測路基土壤承載力。現場施工環節為了避免夯擊抗能由于擴散破壞土壤結構，在今后的雨水天氣出現徑流問題，加劇水土流失情況，施工人員動態監測了水土保持在夯擊過程的各項指標，全面落實水土保持、水土流失防治的施工重點內容。

（三）路基防護施工技術

本工程依托水土保持理念采取的路基防護施工技術主要包括沖刷防護技術、坡面防護技術、支擋防護技術三種，避免了路基受自然因素破壞侵蝕引起水土流失。

首先，沖刷防護技術。施工人員為了避免路基受到雨水、沿路河水的沖刷侵蝕，改進了過去傳統的鐵絲石籠、拋石、砌石、擋土墻等防護方法，選擇了高強土工格柵作為有效防護屏障。

其次，坡面防護技術。此技術的應用能夠避免地表水對路基產生沖刷影響，同時具有協調周邊環境的功能，常見方法為石砌圬工法，在路堤邊坡采取混凝土預制塊達到護坡效果，另外種植樹木和草皮也是較好的坡面防護方法。本工程采取了兩個方法相結合的防護措施，精心選擇適宜種植的樹木類型，追求綠化功能與防護功能的強強聯合，同時在施工時嚴格控制植株之間距離，種植作業選擇是天氣適宜條件下進行，促進樹木成活率提升，便于快速成長，增強坡面水土保持功效。

最后，支擋防護技術。本工程主要應用了體積小、懸掛式、結構為鋼筋混凝土的擋土墻，配合板柱擋土墻、扶壁式擋土墻的合理應用，達到了更加合理的受力效果，提升了路基防護能力。

（四）監測施工技術

本工程道路路基施工按照水土保持監測技術現行規程要求，結合現場施工真實情況，明確主要監測內容包括三部分，其一水土流失面積；其二土地擾動面積；其三降雨環境中土流失位置。根據檢測內容和要求施工單位首先擺設了檢測點位置，注意此過程要體現檢測施工水土保持代表性、典型性和全面性，保證監測點布設科學合理，施工作業前，由專門人員對檢測時段工程進行一次細致觀測，施工作業過程中開展兩次或兩次以上各點監測工作，如遇到暴雨天氣，應及時增加監測頻率和次數，完成施工任務后，繼續跟蹤監測，水土保持指標保持與設計要求相符，工程投入使用后按照2 次/年的頻率進行路段監測，本工程的后期監測時間基本為該市雨季后和雨季前各一次。

經過對施工過程水土保持指標的動態監測，獲取相應數據，以此為依據分析施工路段水土保持效果、流失危害、流失因素等，本工程經過精準計算，制定了以水土保持理念為指導的路基施工目標增加以下幾項：林草覆蓋率達31%；林草植被恢復率到97%；爛渣率達96%；水土流失治理達98%；土地擾動治理達94%。

在選擇監測施工方法時，整合了以下四種方法，形成綜合性、全面性、高效率的監測模式：

第一，觀測施工地面法。貫徹夯擊施工地面和擴散區域地面，初步了解土壤侵蝕的量和面積，為了提升觀測效果和準確度，配合開展了對比監測和聯合監測，滿足條件允許活情況特殊時的觀測地面要求。

第二，調查監測法。此工作內容涉及工程施工措施穩定性在施工前后的變化、水土流失面積在施工前后的變化、土地擾動面積在施工前后的變化、土地類型在施工前后的變化等，通過抽樣調查、典型調查、普查方法完成調查監測工作。

第三，臨時監測法。此方法適用于大雨后面臨水土流失威脅時，具有不定期性特點，調查強夯施工擴散夯擊能帶來的擾動情況，明確哪些區域為屬兔流失嚴重區和易發區。

第四，巡查法。監測人員的踏勘工作要全面且不定期開展，及時發現存在的地表擾亂變化較大問題，記錄流失現象，保證監測數據完整詳實。

（五）分析監測檢測結果技術

本工程施工單位為依托專業水土保持檢測機構（具有專業資質）進行相關檢測并分析監測檢測結果。經過該機構對各個點位路基施工地基承載力的計算，明確滿足城市道路設計等級要求，所實現的爛渣率、水土流失治理度等均達到預期標準，施工過程有效控制了水土流失問題，整個周期沒有對現場和周邊區域內土地產生水土流失危害。

四、水土保持工程施工技術的優化

（一）加強管理，明確施工技術

在水土保證工程施工的過程中，要保證施工的質量和效率，首先要做好工程管理。要從管理和監督兩個方面入手，不僅要完善法律法規，還要落實有效的監管策略。由于管理層次復雜，所以更要明確責任制度，杜絕貪污腐敗等問題，制定完善的管理制度，提升相關人員的綜合素質。一方面，要對設計圖紙進行嚴格的審核，確認圖紙內容與實際情況和工程建設要求是否相符，審核通過之后才可以應用落實。另一方面，要克服工程中存在的各項問題，從前中后三個階段入手，落實責任化、精細化的管理措施，從設計到竣工都要進行跟蹤監管，確保管理系統的完善性，保障各個環節項目的有效落實。尤其在技術應用方面，必須要根據工程建設的要求采取科學合理的施工技術，包括山溝綜合治理、小型水庫修建等。在山溝治理方面，要明確具體治理目標，對溝頭前進、溝床下切等情況進行治理，采取有效的措施。主要對山洪洪峰流量進行調節，同時將溝床縱坡長度減緩，并對泥石流中的固體物質含量進行控制，做到山洪的安全排放。通常，最常見的治理工程有兩項，一項是溝頭防護工程，另一項是攔截泥沙工程。此外，建設小型水庫也是比較常見的水土保持工程，通過攔截坡地徑流、地下潛流的方式減少水土流失。

（二）環節把控，優化分項施工

在水土保持工程施工過程中，一定要做好各個環節的把控工作，提升分項施工的質量，從根本上保障工程整體的質量。首先，要提升施工人員的專業素質。在工程規劃的過程中，需要落實有效的專業培訓工作，提升施工和技術人員的工作能力，堅持求真務實的原則，定期開展技術考核活動，積極學習國外先進技術和經驗，建立完善的獎罰機制，落實有效的責任制度，提升施工和技術人員的自覺性和專業性。施工單位應該堅持創新精神，落實有效的安全培訓工作，在保障工程質量的同時，也要保持施工的安全性；其次，要采取有效的監測技術。為了提升工程施工質效，必須做好檢測工作，要對工程施工方案進行嚴格的驗收，確保工程施工質量，采取創新性的水土保持檢測技術，積極宣傳水土保持工程，提升施工和技術人員的認識，做好各個環節的技術交底，保障每項工程都符合技術要求。

結束語：

總而言之，我國城市化建設中城市道路建設項目占據重要地位，其施工過程經常遇到路基土層軟弱情況，需采取施工處理方法，保證路基穩定性能達標。基于水土保持理念下的城市道路路基施工，在滿足路基穩定性要求同時，充分考慮了周邊施工基礎對周邊生態環境的作用影響，關注施工周邊生態功能的優化完善，采取具有水土保持優勢的施工方案，應用多樣化監測方法，動態掌握施工全過程的水土保持情況、流失情況，追求道路施工質量、成本控制、經濟效益、生態效益的整體最大化，是有助于我國城市文明建設的有效途徑，對人與自然和諧、可持續發展而言具有重要現實意義，應在各地城市道路建設項目中得到進一步推廣應用，不斷積累實踐經驗，總結路基施工技術的水土保持方法，健全現代化道路路基施工技術體系。