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点式市政建设项目水土流失分析及防治措施——以南宁市综合档案馆为例

2012-02-05肖克飚袁永慧劳光宁

中国水土保持 2012年3期
关键词:渣场排水沟挡土墙

肖克飚,袁永慧,劳光宁

(1.广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院,广西南宁530011;2.西北农林科技大学,陕西杨凌712100)

南宁市作为中国—东盟合作的前沿中心城市,其城市建设速度较快,市政建设工程正如火如荼地进行着,城市建设带来的人为水土流失问题十分突出。笔者试以编制南宁市综合档案馆项目水土保持方案为契机,在对该项目的设计资料进行详细查阅以及多次深入现场查勘的基础上,对其造成的水土流失进行分析,并提出相应的防治措施。

1 项目及项目区概况

综合档案馆项目位于良庆区,为典型的点式市政建设项目。规划总建筑面积27 964 m2,占地3.27 hm2,开挖土方15.22 万m3,回填利用土方0.05 万m3。总投资2.56 亿元,直接影响区面积0.60 hm2。于2011年11月1日开工建设,预计到2013年4月30日竣工。

项目区位于南宁市东南部(良庆区)的五象新区核心区,微丘地貌,由东北向西南略倾斜,地形及地势变化较大,高差约14 m。属亚热带季风性气候区,年降水量1 304.2 mm,多集中在每年的4—9月。土地利用类型以林地为主(93.5%),其次为林间道路(6.5%)。经估算,项目区内土壤侵蚀模数背景值为518 t/(km2·a),允许土壤流失量为500 t/(km2·a),属于轻度水蚀区,在全国土壤侵蚀区划中为二级甲类型区(I4)——南方红壤丘陵区[1]。

2 项目建设新增水土流失及危害

根据本项目最终的建设标高,场地挖方面积3.20 hm2,占项目规划占地的98%,挖方过程中形成的临时性边坡面积较大,扰动剧烈。本项目扰动地表及损坏植被面积合计为4.64 hm2。扰动面积按施工设计图并结合实地调查法及直接测量法进行计算,使最终的项目扰动地表面积更切合工程实际。

弃土弃渣主要来源于项目场地平整造成的废弃土石。因本项目降低标高较大,且场地的98%需开挖,所以造成的弃渣量较大,经分析计算,项目建设共挖方15.22 万m3,填方0.05万m3,产生的弃土、渣量为15.17 万m3。从水土保持角度进行优化,根据项目绿化需要,场地平整前,可将0.28 万m3的表土收集并另外集中堆放,用于后期绿化覆土,因此可减少弃渣0.28 万m3,最终弃渣量为14.89 万m3。

因为针对该区域水蚀的研究较少,缺乏基础数据,所以我们采用类比法预测地表扰动造成的流失量。依据本工程特点,建设期为水土流失预测时段,其预测时段总体上为工程施工期1.5年。

造成土壤流失的施工活动主要为主体工程施工中的场地平整、建筑物基础开挖、建筑施工、排水管道铺设施工、弃渣、临时堆土等,经计算如不及时采取防治措施将新增土壤流失量830.51 t(表1)。

另外,工程竣工后,需要恢复植被的区域,在植物防治作用完全发挥前,仍会造成一定的水土流失,经预测,自然恢复期造成的新增土壤流失量为13.40 t。综上可知,因项目建设将新增土壤流失量843.91 t。

由表1 可知,该项目造成的新增水土流失主要集中在主体工程区和弃渣场区,前者可能新增土壤流失量占到项目建设新增土壤流失量的92.10%,后者占到5.14%,新增水土流失比较集中。

本工程场地平整在2011年11月至2012年1月进行,虽然避开了雨季施工,但还是会对地表造成剧烈扰动,遇雨势必造成较严重的水土流失。建筑安装及室外工程的施工期为2012年2月至2013年5月,跨越了1 个多雨季,加之挖填产生的边坡及弃渣场、临时堆土场改变了区域微地貌单元,南宁市雨季暴雨频繁,若不及时采取相应的防护措施,势必造成强度大、历时短的水土流失,且危害较严重:①造成城市排水系统淤塞,增加城市内涝;②破坏项目区土壤结构,土壤养分和有机质含量下降,使项目区土壤向粗骨化发展[2],不利于项目区绿化植被的生长;③影响城市环境,给周围居民生活带来不便;④工程开挖、填筑边坡可能引发滑坡、崩塌等,威胁施工安全。

表1 施工期水土流失预测结果

3 水土流失防治措施

因市政项目所处的位置独特,故防治其造成水土流失的标准要高一些。按照“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的方针,依据“谁开发,谁保护,谁造成水土流失谁治理”的指导思想[3-4],结合造成水土流失的特点,遵照工程措施、植物措施为主,临时措施为辅的原则,在各施工单元布设相应的切实可行的防护措施。

3.1 项目建设区水保措施

3.1.1 工程措施

(1)拦挡措施。指定弃渣即将工程建设造成的废弃土石堆放于指定地点,这样做有利于保护环境,更利于水土保持。本工程的弃渣场选在南宁市规划区以外的一处支毛沟内,其地质结构稳定、上游汇水面积小,容量也适宜。在使用前,本着“先挡后弃”的原则[5],为防止堆放的废弃土方滑塌或散落,在弃渣场外缘渣脚拟修建浆砌石挡土墙,以保护坡脚,避免引发牵引性滑塌。墙体采用重力式结构,墙身、基础均采用M7.5 浆砌石垒砌,墙高2.5 m、顶宽1.0 m、底宽2.5 m,墙面为铅直,墙背自墙顶以1 ∶0.5 的斜坡直达墙底。稳定计算中,计算参数选取为:内摩擦角φ 为28°,黏聚力c 为19 kPa,天然容重γ 为19.0 kN/m3,挡土墙容重γ 为23.0 kN/m3,墙体与地面摩擦系数μ为0.30。

(2)排水措施。为引走弃渣场上游汇水,弃渣之前沿弃渣场台面边缘设置截水沟,以拦截和引导地表径流,在挡土墙两端坡面处设置急流槽消力、排水沟口设沉沙池沉沙后,通过排水沟将径流排走,排水沟适当延长与天然沟渠或农用渠道相连。排水沟断面设计为梯形,通过对汇水量的计算,排水沟底宽0.4 m、深0.4 m、内坡比1 ∶0.5 可满足要求。急流槽的断面为矩形,尺寸为0.4 m ×0.4 m。排水沟和急流槽均采用M7.5浆砌石垒砌。

3.1.2 临时措施

(1)临时排水措施。为避免上游汇水对开挖坡面及开挖场地造成冲刷,场地平整前,在开挖际线外侧修建排水沟。根据排水沟沟底比降计算,流速满足“不冲、不淤”要求,设计为土质排水沟即可,沟口接土质沉沙池,排水沟底宽0.4 m、深0.4 m,梯形断面,内坡比1 ∶1。在临时堆放表土场地(支毛沟)堆土迹线上缘亦修建相同形式的土质排水沟,沟口接沉沙池。

(2)临时拦挡。在场地平整时需在填方区域的下边缘修建临时挡土墙,挡土墙采用草袋装土堆砌而成,断面梯形(墙高0.6 m,顶宽0.6 m,底宽1.0 m),在临时堆放表土场地堆土边坡的边缘修建相同的临时挡土墙。场地平整后,要在建筑物基础开挖迹线外缘及管道埋设开沟时临时堆放的回填土外缘修建临时土埂,采用草袋装土堆砌而成(埂高0.4 m,顶宽0.4 m,底宽0.8 m),主要用于防止建筑物基坑以外的雨水流入基坑,拦挡开沟回填土。

(3)临时苫盖。对开沟回填土、临时堆放的表土(用于后期绿化)及临时堆放的沙料等采用密目网临时苫盖形式进行防护。

3.1.3 植物措施

(1)护坡工程。除了主体设计的景观绿化外,因场地平整形成的挖填坡面,土质疏松且坡度较大,易发生水土流失。考虑到项目区的地貌类型,不需采用工程措施,只采用植物护坡兼具绿化措施,不但可以有效防止水土流失,还能起到美化环境的作用。具体措施为:在坡地边沿交错种植两行黄素梅,株行距0.4 m×0.4 m,树间地表撒播草种(百喜草)。坡面铺马尼拉草皮将坡面完全覆盖,既美观又可达到快速郁闭的效果。

堆弃废弃土石的坡面采取灌草结合的形式防护,灌木为毛杜鹃和黄素梅,1 ∶1 混植,株行距2.0 m×2.0 m,树间地表撒播草种(百喜草和狗牙根,1 ∶1 混播,撒播密度80 kg/hm2)。

(2)其他植物措施。弃渣场的废弃土石堆放完毕后,对形成的台面采取乔灌草结合的形式恢复植被。乔木选择为马尾松,灌木为毛杜鹃和黄素梅,草种为狗牙根和百喜草。草种撒播密度为80 kg/hm2;乔、灌木株行距为2.0 m×2.0 m,乔、灌木行间混植,比例为2 ∶1;灌木为行内混植,比例为1 ∶1。

3.2 直接影响区水土保持措施

(1)围墙工程。为防止施工过程中新增水土流失,拟定在施工场地填方处上边缘布设围墙,与挖方边坡形成闭合施工场地。设计简易围墙总长约78 m,墙身采用水泥空心砖砌筑,水泥砂浆错缝黏结,设计墙高1.6 m,厚0.30 m,基础埋深0.5 m。

(2)苫盖、洒水。在施工过程中对运输车辆进行苫盖,并对道路定期洒水除尘,根据项目区气候特点,对道路每天洒水4次,早晚各1 次,中午2 次。

4 结 语

根据对工程建设期水土流失状况进行分析,以及新增水土流失量的预测结果,本项目防治责任范围内的水土流失还是比较严重的,为了避免工程建设加剧当地水土流失,提出如下建议:①建设单位应与当地水行政主管部门密切配合,做好水土保持措施实施的管理和监督工作,实行水土保持工程监理制度,对水土保持工程的实施进度、质量和资金使用情况进行监控管理,保证工程质量和进度以及资金使用安全。②建设单位要根据工程实际,精确计算工程占地,并严格控制直接影响区的面积。③建设单位要根据阶段施工组织设计成果,进一步细化工程占地区域内的工程措施内容,并按水保方案要求提出具体的水土保持措施,防止水土流失。④在开挖、填筑高陡边坡时,应在其下边坡设置临时拦挡工程,不得随意开挖、倾倒。⑤在绿化区域增加灌溉设施。

[1]姜德文.论水土保持方案的质量评价体系[J].水电站设计,2000,16(3):67-71.

[2]张锋.子午岭地区植被破坏加速侵蚀对土壤质量退化过程的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2006:5-6.

[3]焦居仁.开发项目水土保持[M].北京:中国法制出版社,1998:67-93.

[4]GB 50433—2008,开发建设项目水土保持方案技术规范[S].

[5]李文银,汪治国,蔡继清,等.工矿区水土保持[M].北京:科技出版社,1996:169-176.

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