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连霍高速郑洛段水土流失与水土保持探究

2022-03-23徐菲

河南水利与南水北调 2022年2期
关键词:植草场区排水沟

徐菲

(河南省濮阳水文水资源勘测局,河南 濮阳457000)

1 工程概况

郑洛高速改建工程起于郑州西南绕城枢纽立交西侧2 km处,经荥阳、上街、巩义、偃师、洛阳,止于洛阳西南绕城枢纽立交,改建工程全长104.48 km。项目区位于郑州和洛阳交汇处,涉及郑州、洛阳二市4 县(市、区)14 个乡镇。项目区属黄河流域,沿线主要跨越河流包括伊洛河、汜水河、东泗河、西泗河、瀍河等。沿线地貌类型包括平原微丘区和山岭重丘区,平原微丘区地势开阔平整,地形起伏很小;山岭重丘区处于山前缓倾斜丘陵地带,地形呈缓波状起伏,起伏差较大。项目区多年平均气温14.20 ℃~14.70 ℃,多年平均降水量601.60~640.00 mm,多年平均无霜期为217-236 d,多年平均风速为2.30~3.00 m/s。项目区为北方褐土区,土壤种类繁多,分黄棕、棕、褐、潮、砂姜、黑等10类,植被属华北落叶阔叶林类型,以针阔叶混交林为主,植被覆盖率22.38%。

2 水土流失分区特点

项目区土壤侵蚀以水力侵蚀为主,局部有重力侵蚀发生,水力侵蚀形式主要有溅蚀、面蚀和沟蚀,重力侵蚀以崩塌、滑落为主。根据项目工程特征、项目组成、施工工艺、生产方式和造成水土流失等特点,在平原微丘区和山岭重丘区两个一级分区的基础上,划分二级分区,分别为主体工程区、取土场区、弃渣场区、施工道路和施工生产生活区、移民安置区。

2.1 主体工程区

主体工程区包括路面、路基(含桥涵)边坡、路堑边坡、护坡道及排水沟和公路两侧绿化等征地界内工程。路堤、路堑边坡坡度较陡,土质易风化,极易产生水土流失;桥涵工程在施工中产生大量弃渣弃浆,势必造成大量水土流失。

2.2 取土场区

该工程取土方量较大,取土在运输过程中易产生水蚀和风蚀,取土场坡面由于取土形成了一定的坡度,又因表层土壤结构疏松,加之工程建设活动频繁,植被恢复需一定时期,水土流失也必然加剧。

2.3 弃渣场区

该区弃渣为土石渣,主要来源于路堑开挖和隧洞开挖多余土石方。弃渣松散堆放在荒沟中,土体结构被破坏,失去粘结力,渣堆表面没有植被覆盖,极易产生严重的水土流失,特别是在强暴雨和地形的共同作用下,容易引发泥石流。

2.4 施工道路及施工生产生活区

包括施工运输、弃渣场临时便道、预制厂、拌和站和生活区等。施工运输、弃渣场临时便道因车辆碾压及人为活动频繁,降低了原地貌的水土保持功能,加剧了水土流失。预制厂、拌和站因彻底破坏了原地表植被,加之工程建设活动,水土流失剧烈,粉尘污染严重。

2.5 移民安置区

工程移民较少,安置方式为各村后靠分散安置,移民在建房过程中将会造成大量的水土流失。

3 水土保持分区防治

防治措施总体上按“点、线、面”相结合的方式进行布局。即以项目水土流失重点防治部位为点,以公路两侧绿化为线,主要以主体工程区、取土场区、弃渣场区、施工生产生活区为面,全面、合理、系统地布设水土保持综合防治措施体系。

3.1 主线工程区

路基、路面:①弃渣利用。主体工程就近利用开挖土石方,减少弃渣造成的水土流失量。②路面设计。行车道、硬路肩使用沥青混凝土,路基使用石灰稳定土和水泥稳定碎石,可有效防止滑塌。③路堑边坡。填方边坡采用三维网垫植草防护、绿化;大中桥桥头锥坡、桥头外侧10 m边坡采用M7.5浆砌片石防护;分离式立交锥坡、桥头外侧10 m边坡采用C25预制块防护。挖方边坡采用M7.5 浆砌片石护面墙支撑坡脚,当路堑高度大于16 m时,采用土工格室内植草绿化,同时做好锚固处理。④路基、路面排水。边沟、排水沟用C25混凝土砌筑,蒸发池周围墙采用7.5#浆砌片石砌筑,池底采用干砌片石铺砌。路面边缘排水采用在路肩下设置C25透水混凝土,通过透水混凝土将水排离,改善路面结构内部干湿状态,确保路面强度的发挥和良好使用性能。

桥涵防护工程:桥梁施工时开挖澄清池,沉淀上游泥浆,将清水排入下游河道。对于钻孔灌注桩或钢筋混凝土柱式基础,汛期施工时用防渗材料筑围堰,桥头路基及锥坡10~20 m 范围内采用M7.5浆砌片石防护,满足水土保持要求。

植物措施:互通占地区栽植低于司机视线的小乔木、灌木、绿篱、草坪、花卉等,以便诱导司机视线,空地上尽可能地全面绿化。中央分隔带主体植物选择高度1.50 m以下防眩常绿耐修剪树木,同时种植灌木、草皮做绿化背景。路基边沟外侧绿化选择阔叶乔木树种,生长快、病虫害少,同时可减轻司机和乘客视觉疲劳。

3.2 取土场区

防洪排水工程:一是在取土场四周设挡水土埂,防止四周来水冲刷取土场表面;二是在取土场周边设置浆砌石排水沟,使雨洪顺利流入自然沟道。

土地整治工程:取土结束后,取土场边坡按1∶3进行削坡,同时将临时堆存的清表土、清淤泥和表层耕植土还原,复耕还田。

植物措施:取土场边坡削坡和四周挡水土埂修筑完成后,在取土场边坡、底面和挡水土埂顶部及边坡植草防护。

3.3 弃渣场区

项目共设置9 个弃渣场,容量约为276.63 万m3,全部为沟头弃渣,按照“先拦后弃,上截下排”的原则,先在荒沟沟口设挡渣墙,在上游布设截水措施,本身布设排水设施,使弃渣场能够在施工结束后安全稳定运行,有序排水,防止坡面漫流产生水土流失。

拦挡工程:挡渣墙墙体采用重力式结构,墙身、基础均采用水泥砂浆M7.5 浆砌块石,墙身底宽1.75 m,顶宽0.50 m,墙身高度结合沟中水深和当地地形拟定为2.50 m,其墙面铅直,墙背俯斜,基础厚0.50 m,基础向墙身前后各延伸0.50 m,墙身后设3 m长0.50 m厚干砌石护底。

根据《水土挡土墙设计规范》相关规范,按正常运行、非常运用两种情况,分别计算满足抗倾稳定、抗滑稳定、地基容许承载力和应力分布不均匀系数的要求,经计算,挡渣墙各项指标均满足设计要求。详见表1。

表1 挡渣墙稳定计算成果表

排水工程:为避免雨水冲刷,减少水土流失,在弃渣坡面与原状坡面交界处修建浆砌石排水沟,坡面采用草皮护坡,按10年一遇洪水标准设计。同时,在排水沟内侧修筑挡水土埂一道,以拦挡洪水使渣场免受冲刷。

护坡工程:采用蓄排结合防护措施,利用挡渣墙控制施工过程中的渣土流失,对边坡进行削坡处理。弃渣堆放完成后平整表面,将弃土平铺在渣场顶部,进行植草防护,有效防治水土流失。

植物措施:边坡使用草皮护坡,顶面绿化以灌木为主,乔灌草相结合,既符合生态环境要求,又可有效防治水土流失。

3.4 施工生产生活区

在临时工厂、料厂、生活区等使用前进行土地平整压实整治工程,空闲地进行绿化。施工结束后首先对污染物质(沥青、油渣等)进行清除或掩埋,对区域采取复垦措施,以种植紫花苜蓿的方式恢复土地肥力。

3.5 施工道路防治区

对临时道路,选线时避开已治理的水土保持区,两边设置梯形浆砌石排水沟,容易引起水土流失地段进行植草绿化。施工结束后,部分不用的道路进行复耕;纳入地方交通路网的道路,治理后交地方有关部门管理。

3.6 移民安置区

移民建房过程中加强水土流失防治工作,实施移民建筑工程过程中产生的边坡及时采取边坡稳定措施,产生的固体废弃物绝不允许向河道、农田等处任意堆放,及时进行清运。

4 结语

郑洛高速改建工程建设过程中,根据项目建设施工特点,对工程施工区域进行合理分区治理,并结合各分区特点及沿线实际情况,选择效果较好又经济可行的水土保持措施,对保护郑洛高速公路沿线的植被及防治水土流失、改善项目区生态环境发挥重要作用,为其他项目建设提供有益借鉴和决策依据。

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