張承高速公路水土保持設計研究
發布時間：2014-02-25 共1頁
一、項目規模簡介
在建張承高速公路張家口至崇禮段位于冀西北山間盆地北部，區內山地、丘陵、河谷和盆地相間分布，排列有序。該項目按照四車道高速公路標準建設，全線路基計價土石方1782.9萬方，棄土766.1萬方，路基填筑借土356.7萬方，路基占地7926.4畝，取土場占地672.8畝，棄土場占地766.1畝。
二、項目區水土流失預測
1.水土流失時段的劃分
水土流失預測時段分為公路建設施工期和運行期兩個時段。建設施工期，由于路基開挖 、回填、取土及臨時便道的修筑等原因，破壞了公路沿線原有的地貌和植被，擾動土壤表土結構，降低土體抗蝕能力，侵蝕加劇。路基開挖造成量的廢土棄于溝頭、溝岔、山坡上或河道岸坡上，這些松散土石廢料極易隨洪水流失。公路運行期，因施工破壞而導致水土流失的各種因素，隨著各項水土保持措施功能的日益完善而逐漸消失，水土流失量逐漸減少直至達到新的穩定狀態，使得生態環境慢慢得到恢復、改善和平衡。因此，水土流失預測時段主要以公路建設施工期確定。該項工程總施工期為3.5年，水土流失預測時段也定為3.5年。
2.項目區水土流失背景值及各區流失量
根據路經張家口、崇禮的水土流失強度分級圖，結合類比調查，由統計分析的各區平均土壤侵蝕模數乘以相應的征占土地面積，棄土場、取土場現狀水土流失量按其占地面積乘以相應的土壤侵蝕模數計算出各區3.5年（同施工期長短）的正常水土流失量。其中塬間河川區線路、棄土場、取土場占地總面積為1352340m2，水土流失量為5097m3； 黃土塬區占地總面積為2005167m2，水土流失量為22677m3；清水河階地區占地總面積為2097937m2，水土流失量為11862m3；全線在不建公路情況下的原地貌水土流失總量為39639m3。計算過程中流失土壤容重采用1.3t／m3。
3.施工期水土流失預測
根據水土流失預測，公路建設施工期間共破壞水土保持設施面積3370588m2，新增水土流失總量為877675m3，新增水土流失總量為不建公路情況下原地貌水土流失總量的22.14倍。導致水土流失加劇三因素中(棄土場、取土場、線路)棄土、棄渣流失最多，占總流失量的97.8％，公路位于清水河南岸，烏拉哈達水庫上游，量的水土流失會使清水河中游河段河床淤積，侵占烏拉哈達水庫庫容；洪水時很可能誘發泥流，不僅影響公路自身的安全營運、 周邊環境、沿線城鎮、農田及公共設施的安全，而且會影響水土資源和生態環境。因此，迅速采取有效的水土保持措施勢在必行。
三、水土流失防治措施
張承高速水土保持體系按其特點分為公路建設區、棄土、棄石區及取土區。根據各區水土流失特點采取相應防治措施，從而形成一套完整的水土流失防治體系：
1.公路建設區
（1）路基、路面排水及路基防護。對張承高速設計施工圖和實際施工情況的綜合分析，路基路面排水和路基防護設計均符合我國公路設計有關規范要求。
（2）深挖方土質路段，路塹坡面的坡率在1∶0.5～1∶0.75之間，對路塹坡面的裸露部分直接植樹或植草難度較，采用沿每一級路塹坡腳種植一排爬墻虎對坡面進行植物防護。
（3）路區綠化布局采取點、線、面結合，喬、灌、草、花結合。
2.棄土棄石區
（1）溝頭棄土場防護措施。溝頭土場7座，在頂部靠近臨空面坡肩以上3～5m處，圍繞棄土場坡面修筑土埂，攔蓄坡面以上來水，坡面上采用漿砌片石排水溝，溝與溝之間采用植物防護設計，坡腳修筑漿砌片石擋渣墻，對棄土場頂面進行平整，覆蓋耕作層，迅速復耕。
（2）河道岸坡棄土場。這類棄土場6座，擬定設計方案前對各土場進行水文計算，凡是河道洪水影響土場坡腳的，坡腳作防護處理。在土場頂部靠近臨空面坡肩處圍繞棄土場臨空坡面修筑土埂，攔蓄棄土場頂面來水，斜坡采用植物或綜合護坡措施。邊坡采用平臺形削坡開級型式，經抗滑穩定計算分析：凡土場高度在30m以內，設二級邊坡，一級邊坡1∶1.75，二級邊坡1∶1.5；凡土場高度在50m以內，設四級邊坡，一級邊坡1∶2.25，二級坡1∶2.0，三級邊坡1∶2.0，四級邊坡1∶1.75；為防治坡頂雨水沖刷棄土坡面，在坡肩設置擋水土埂，并在棄土坡面設漿砌片石排水溝，改造棄土場頂面使之迅速轉化為農田。
3.取土區
全線共設21個取土場，根據取土位置及地形條件分別治理如下：（1）農田挖取土抗取土后，因地區水資源短缺，將坑壁用漿砌片石護砌，坑底平整后用作蓄水池；（2）河邊取土場取土后，坑底標高經水文計算仍在河道洪水位以上，土場坡腳不受河道洪水沖刷，將土場坡面削坡開級后在中間平臺和排水溝內側植爬山虎，將土場坡面平整后覆土造田；（3）切坡取土破壞了梯田、樹木、草地等水土保持設施，并造成原來山坡變陡失穩，這類土場應綜合防治，在坡頂設截流溝防止坡頂來水，將土場坡面削坡開級，在平臺及排水溝內側植爬山虎，平臺外側植兩排紫穗槐，株距1m，土場四周山坡植刺槐。在土場中間平臺和坡腳設排水溝使溝中水沿坡面漿砌片石急流槽排入坡腳排水溝。取土結束后平整場地實行造田復耕；（4）切崗取土場與切坡取土場防護排水措施相同，僅崗頂不設截流溝；（5）梁峁取土場4處，這類土場位于小山頂一般取土后將底面平整，覆蓋壤土后迅速復耕，既便于耕作又滿足水土保持要求，僅個別坡面按常規防護即可。
四、水土保持工程效益分析
（1）生態效益
本方案實施后，共治理水土流失面積54554442m2，綠化面積735642m2，攔截棄渣469.2萬方，做到泥沙就地攔截，使水土流失降到最低點，生態環境得到明顯改善。
（2）社會效益
水土保持工程完工后，工程棄渣得到有效治理，開挖裸露面全部防護，部分植被得以恢復，邊坡得到了穩定，可避免滑坡、崩塌、泥流的發生，減少水土流失的危害，減少棄渣侵占河道影響行洪的危害，減少入庫泥沙量，有力地保障了公路、隴海鐵路行車及周圍農田、村莊居民的安全，對當地及周邊經濟社會的可持續發展具有積極意義。
（3）經濟效益
方案的實施可使荒地取土場、棄土場全部復墾為耕地達867畝，減輕當地人多地少的矛盾，保護并合理利用寶貴的土地資源。平均每畝新造田價值按4000元計算，新增經濟效益346.8萬元。沿線新植經濟林27091株，其經濟效益在逐年遞增。
在建張承高速公路張家口至崇禮段位于冀西北山間盆地北部，區內山地、丘陵、河谷和盆地相間分布，排列有序。該項目按照四車道高速公路標準建設，全線路基計價土石方1782.9萬方，棄土766.1萬方，路基填筑借土356.7萬方，路基占地7926.4畝，取土場占地672.8畝，棄土場占地766.1畝。
二、項目區水土流失預測
1.水土流失時段的劃分
水土流失預測時段分為公路建設施工期和運行期兩個時段。建設施工期，由于路基開挖 、回填、取土及臨時便道的修筑等原因，破壞了公路沿線原有的地貌和植被，擾動土壤表土結構，降低土體抗蝕能力，侵蝕加劇。路基開挖造成量的廢土棄于溝頭、溝岔、山坡上或河道岸坡上，這些松散土石廢料極易隨洪水流失。公路運行期，因施工破壞而導致水土流失的各種因素，隨著各項水土保持措施功能的日益完善而逐漸消失，水土流失量逐漸減少直至達到新的穩定狀態，使得生態環境慢慢得到恢復、改善和平衡。因此，水土流失預測時段主要以公路建設施工期確定。該項工程總施工期為3.5年，水土流失預測時段也定為3.5年。
2.項目區水土流失背景值及各區流失量
根據路經張家口、崇禮的水土流失強度分級圖，結合類比調查，由統計分析的各區平均土壤侵蝕模數乘以相應的征占土地面積，棄土場、取土場現狀水土流失量按其占地面積乘以相應的土壤侵蝕模數計算出各區3.5年（同施工期長短）的正常水土流失量。其中塬間河川區線路、棄土場、取土場占地總面積為1352340m2，水土流失量為5097m3； 黃土塬區占地總面積為2005167m2，水土流失量為22677m3；清水河階地區占地總面積為2097937m2，水土流失量為11862m3；全線在不建公路情況下的原地貌水土流失總量為39639m3。計算過程中流失土壤容重采用1.3t／m3。
3.施工期水土流失預測
根據水土流失預測，公路建設施工期間共破壞水土保持設施面積3370588m2，新增水土流失總量為877675m3，新增水土流失總量為不建公路情況下原地貌水土流失總量的22.14倍。導致水土流失加劇三因素中(棄土場、取土場、線路)棄土、棄渣流失最多，占總流失量的97.8％，公路位于清水河南岸，烏拉哈達水庫上游，量的水土流失會使清水河中游河段河床淤積，侵占烏拉哈達水庫庫容；洪水時很可能誘發泥流，不僅影響公路自身的安全營運、 周邊環境、沿線城鎮、農田及公共設施的安全，而且會影響水土資源和生態環境。因此，迅速采取有效的水土保持措施勢在必行。
三、水土流失防治措施
張承高速水土保持體系按其特點分為公路建設區、棄土、棄石區及取土區。根據各區水土流失特點采取相應防治措施，從而形成一套完整的水土流失防治體系：
1.公路建設區
（1）路基、路面排水及路基防護。對張承高速設計施工圖和實際施工情況的綜合分析，路基路面排水和路基防護設計均符合我國公路設計有關規范要求。
（2）深挖方土質路段，路塹坡面的坡率在1∶0.5～1∶0.75之間，對路塹坡面的裸露部分直接植樹或植草難度較，采用沿每一級路塹坡腳種植一排爬墻虎對坡面進行植物防護。
（3）路區綠化布局采取點、線、面結合，喬、灌、草、花結合。
2.棄土棄石區
（1）溝頭棄土場防護措施。溝頭土場7座，在頂部靠近臨空面坡肩以上3～5m處，圍繞棄土場坡面修筑土埂，攔蓄坡面以上來水，坡面上采用漿砌片石排水溝，溝與溝之間采用植物防護設計，坡腳修筑漿砌片石擋渣墻，對棄土場頂面進行平整，覆蓋耕作層，迅速復耕。
（2）河道岸坡棄土場。這類棄土場6座，擬定設計方案前對各土場進行水文計算，凡是河道洪水影響土場坡腳的，坡腳作防護處理。在土場頂部靠近臨空面坡肩處圍繞棄土場臨空坡面修筑土埂，攔蓄棄土場頂面來水，斜坡采用植物或綜合護坡措施。邊坡采用平臺形削坡開級型式，經抗滑穩定計算分析：凡土場高度在30m以內，設二級邊坡，一級邊坡1∶1.75，二級邊坡1∶1.5；凡土場高度在50m以內，設四級邊坡，一級邊坡1∶2.25，二級坡1∶2.0，三級邊坡1∶2.0，四級邊坡1∶1.75；為防治坡頂雨水沖刷棄土坡面，在坡肩設置擋水土埂，并在棄土坡面設漿砌片石排水溝，改造棄土場頂面使之迅速轉化為農田。
3.取土區
全線共設21個取土場，根據取土位置及地形條件分別治理如下：（1）農田挖取土抗取土后，因地區水資源短缺，將坑壁用漿砌片石護砌，坑底平整后用作蓄水池；（2）河邊取土場取土后，坑底標高經水文計算仍在河道洪水位以上，土場坡腳不受河道洪水沖刷，將土場坡面削坡開級后在中間平臺和排水溝內側植爬山虎，將土場坡面平整后覆土造田；（3）切坡取土破壞了梯田、樹木、草地等水土保持設施，并造成原來山坡變陡失穩，這類土場應綜合防治，在坡頂設截流溝防止坡頂來水，將土場坡面削坡開級，在平臺及排水溝內側植爬山虎，平臺外側植兩排紫穗槐，株距1m，土場四周山坡植刺槐。在土場中間平臺和坡腳設排水溝使溝中水沿坡面漿砌片石急流槽排入坡腳排水溝。取土結束后平整場地實行造田復耕；（4）切崗取土場與切坡取土場防護排水措施相同，僅崗頂不設截流溝；（5）梁峁取土場4處，這類土場位于小山頂一般取土后將底面平整，覆蓋壤土后迅速復耕，既便于耕作又滿足水土保持要求，僅個別坡面按常規防護即可。
四、水土保持工程效益分析
（1）生態效益
本方案實施后，共治理水土流失面積54554442m2，綠化面積735642m2，攔截棄渣469.2萬方，做到泥沙就地攔截，使水土流失降到最低點，生態環境得到明顯改善。
（2）社會效益
水土保持工程完工后，工程棄渣得到有效治理，開挖裸露面全部防護，部分植被得以恢復，邊坡得到了穩定，可避免滑坡、崩塌、泥流的發生，減少水土流失的危害，減少棄渣侵占河道影響行洪的危害，減少入庫泥沙量，有力地保障了公路、隴海鐵路行車及周圍農田、村莊居民的安全，對當地及周邊經濟社會的可持續發展具有積極意義。
（3）經濟效益
方案的實施可使荒地取土場、棄土場全部復墾為耕地達867畝，減輕當地人多地少的矛盾，保護并合理利用寶貴的土地資源。平均每畝新造田價值按4000元計算，新增經濟效益346.8萬元。沿線新植經濟林27091株，其經濟效益在逐年遞增。
