導(dǎo)言：作為寫作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的1篇高速公路工程水土流失預(yù)測(cè)研究，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

引言

我國(guó)西南某地區(qū)存在非常嚴(yán)重的水土流失情況，并且經(jīng)常發(fā)生崩塌、泥石流、滑坡等自然災(zāi)害，嚴(yán)重影響了公路正常運(yùn)行和安全。下面將結(jié)合某高速公路建設(shè)實(shí)例，分析預(yù)測(cè)高速公路工程水土流失的相關(guān)內(nèi)容，并且以預(yù)測(cè)結(jié)果為依據(jù)探討水土流失的危害和制定防治水土流失的方案。

1研究背景

在制定水土保持方案的過(guò)程中水土流失預(yù)測(cè)屬于難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，能夠在防治與監(jiān)測(cè)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失方面發(fā)揮重要作用[1]。在水土流失預(yù)測(cè)過(guò)程中，類比法是目前應(yīng)用最廣泛的方法，能夠發(fā)揮出簡(jiǎn)單易行、直觀快速等優(yōu)勢(shì)，但其缺陷也非常明顯，主要分為以下方面：首先，由于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目分布在不同地域?qū)儆诓煌念愋停瑢?dǎo)致很多項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)類比資料的獲取情況并不理想；其次，由于現(xiàn)階段水土流失監(jiān)測(cè)工作并不成熟，導(dǎo)致檢測(cè)資料很難有效滿足代表性和連續(xù)性的要求，進(jìn)而導(dǎo)致類比法存在較大的修正系數(shù)彈性和取值空間；最后，水土流失預(yù)測(cè)需要以工程建設(shè)造成地表擾動(dòng)為前提，并且不能采取任何防治措施，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定程度的水土流失和其他危害，而在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)，設(shè)置的水土保持措施會(huì)對(duì)水土流失監(jiān)測(cè)資料產(chǎn)生一定影響，會(huì)在一定程度上限制類比資料的適用性。水利部門在2018年出臺(tái)了《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失量測(cè)算導(dǎo)則》，這一導(dǎo)則能夠有效計(jì)算風(fēng)力和水力環(huán)境下生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目土壤流失量，能夠?yàn)轫樌_(kāi)展生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目提供有效保障[2]。經(jīng)過(guò)近年來(lái)的不斷實(shí)踐，證明其具有較為準(zhǔn)確的測(cè)算效果和較為廣泛的適用性，但仍需進(jìn)行進(jìn)一步研究。高速公路工程具有擾動(dòng)類型多、占地廣、土石方工程量大以及線路長(zhǎng)等特征，在工程建設(shè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)地表的劇烈擾動(dòng)，在很大程度上破壞景觀生態(tài)、土壤結(jié)構(gòu)以及地形地貌，會(huì)導(dǎo)致大量的水土流失，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益。

2某高速公路工程水土流失概況

2.1某高速公路工程概況

某工程為四車道雙向設(shè)計(jì)，擁有25.5m的路基寬度，80km/h的設(shè)計(jì)最高時(shí)速。在工程設(shè)施中擁有5座隧道、65座橋梁，共擁有約43km的橋隧，在整個(gè)工程中占據(jù)58%的比重。該工程一共需要總占地面積735.95hm2，其中247.50hm2為臨時(shí)征地，488.45hm2為永久占地，全線擁有434.05萬(wàn)m3填方總量，1408.12萬(wàn)m3挖方總量，挖方量能夠滿足自身工程建設(shè)需求，建設(shè)后其棄方高達(dá)974.07萬(wàn)m3。

2.2工程區(qū)水土流失概況

工程區(qū)存在多種土壤侵蝕類型，但是絕大部分為水力侵蝕，其存在兩種主要的表現(xiàn)形式，分別為溝蝕和面蝕，其中溝蝕主要集中在河流兩側(cè)、未被植被覆蓋的山坡以及陡坡耕地，面蝕主要集中在緩坡耕地、荒山以及樹(shù)木較少或較小的林地。與相關(guān)的調(diào)查結(jié)果相結(jié)合，該工程沿線擁有較為完善的植被，主要存在坡地自然水蝕、河谷沖刷等導(dǎo)致的水土流失，究其原因主要是由于人為因素和地面植被被破壞。工程區(qū)內(nèi)的降雨時(shí)段較為集中，在暴雨天氣中可能存在較大的強(qiáng)度，能夠在很大程度上侵蝕土壤，進(jìn)而導(dǎo)致當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)水土流失的情況[3]。根據(jù)國(guó)家相關(guān)土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研判，該工程區(qū)的調(diào)查結(jié)果證明其侵蝕程度屬于較輕水平。

2.3工程區(qū)水土流失特點(diǎn)

（1）本次工程土石方作業(yè)規(guī)模較大，本工程預(yù)估存在1408.12萬(wàn)m3挖方總量，而土石方工程極易導(dǎo)致基建面和地表出現(xiàn)大面積土壤裸露，在這時(shí)如果出現(xiàn)降雨，會(huì)在很大程度上提升邊坡發(fā)生水土流失情況的幾率，將會(huì)導(dǎo)致整體水土流失問(wèn)題變得更加嚴(yán)重[4]。（2）有一定的擾動(dòng)破壞存在，在開(kāi)挖隧道、路基時(shí)，因?yàn)槿藶樵虻挠绊憰?huì)打破原有地層應(yīng)力平衡，會(huì)在一定程度上改變地層結(jié)構(gòu)，如增加溝壑、裂縫發(fā)育等，會(huì)在一定程度上提升水土流失的程度[4]。（3）擁有明顯的水力侵蝕現(xiàn)象。該工程處于我國(guó)西南地區(qū)，土壤大多屬于潮土類，具有透氣性好、表層質(zhì)地疏松等特點(diǎn)，在降雨的情況下出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象的幾率很大，所以該工程存在明顯的水力侵蝕現(xiàn)象。

3工程水土流失預(yù)測(cè)

該高速公路建設(shè)工程由于線路較長(zhǎng)，所以存在多種不同的地貌區(qū)，分別為斷陷盆地地貌、構(gòu)造溶蝕侵蝕低中山地貌以及峰林谷地地貌，沿線擁有較多的橋梁隧道，溝壑縱橫，山嶺起伏，并且需要較大的填挖方量，會(huì)導(dǎo)致沿線的植被和地貌被嚴(yán)重破壞，將會(huì)導(dǎo)致原有的水土保持設(shè)施受到不同程度的破壞，剝奪其正常的水土保持功能，從而導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象加劇。

3.1選取預(yù)測(cè)方法和修正土壤侵蝕模數(shù)

與水土流失預(yù)測(cè)實(shí)際情況相結(jié)合，相關(guān)人員主要使用類比法、試驗(yàn)法以及實(shí)測(cè)法等預(yù)測(cè)水土流失。由于本次工程存在情況高度一致的工程，并且相關(guān)工程擁有較為完整且準(zhǔn)確的水土流失資料，所以在本次預(yù)測(cè)水土流失的過(guò)程中選擇類比的方法。借助分析比對(duì)可知，兩工程在氣候條件、土壤條件以及防護(hù)設(shè)計(jì)方案等方面高度一致。所以，直接采用類似工程的水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為本工程各預(yù)測(cè)單元侵蝕模數(shù)，確定1為土壤侵蝕模數(shù)修正系數(shù)。

3.2損壞水土保持設(shè)施、擾動(dòng)地表預(yù)測(cè)

與工程項(xiàng)目的主體設(shè)計(jì)相結(jié)合，已經(jīng)完成土地利用類型和永久占地面積的計(jì)算，與勘察人員勘察結(jié)果相結(jié)合，最終確定在該工程中將會(huì)導(dǎo)致大面積的水土保持設(shè)施被破壞，面積總量高達(dá)585.31hm2，擾動(dòng)735.95hm2的植被面積、土地以及原地貌，具體情況如表1所示。

3.3棄渣量預(yù)測(cè)

與工程主體設(shè)計(jì)文件相結(jié)合，本工程擁有434.05萬(wàn)m3填方總量，1408.12萬(wàn)m3挖方總量，挖方量能夠滿足自身工程建設(shè)需求，建設(shè)后擁有974.07萬(wàn)m3棄方總量。

3.4確定預(yù)測(cè)范圍與預(yù)測(cè)時(shí)段

公路預(yù)測(cè)和擾動(dòng)地表?yè)碛邢嗤姆秶?，均?35.95hm2，在充分考慮工程水土流失特點(diǎn)的基礎(chǔ)上劃分預(yù)測(cè)單元11個(gè)，主要集中在臨時(shí)堆土場(chǎng)、沿線設(shè)施、棄渣場(chǎng)、橋隧以及路基等。該工程的主要內(nèi)容是建設(shè)新的高速公路，可以通過(guò)施工期和自然恢復(fù)期兩個(gè)方面完成水土流失預(yù)測(cè)，在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段規(guī)定了該工程需在3.5年內(nèi)建設(shè)完成，在完成施工后就屬于自然恢復(fù)期[5]。自然恢復(fù)期就是在完成所有施工后，以不建設(shè)新的水土保持設(shè)施為前提，土壤侵蝕強(qiáng)度需要多久的時(shí)間才能夠達(dá)到工程前的水平，該工程的自然恢復(fù)期為1年。與各工程單元的施工進(jìn)度安排相結(jié)合，對(duì)各預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)時(shí)段進(jìn)行合理確定，詳細(xì)情況如表2所示。

3.5水土流失預(yù)測(cè)結(jié)果

在充分考慮各個(gè)單元土壤侵蝕模數(shù)、預(yù)測(cè)時(shí)段、水土流失面積的基礎(chǔ)上，借助類比法完成水土流失量的計(jì)算工作。與預(yù)測(cè)水土流失的結(jié)果相結(jié)合，在建設(shè)該高速公路的過(guò)程中擁有28.334萬(wàn)t土壤侵蝕總量，26.310萬(wàn)t新增土壤侵蝕量，證明在該工程建設(shè)過(guò)程中顯著提升了工程區(qū)及附近的水土流失量，相比于工程前的水土流失量，最終出現(xiàn)了13倍左右的新增水土流失量，增長(zhǎng)情況非常明顯。其中施工便道區(qū)、路基區(qū)、互通區(qū)、表土堆放場(chǎng)，橋梁區(qū)以及棄渣場(chǎng)區(qū)等重點(diǎn)水土流失部位，占據(jù)98.31%比重，如圖3所示。

4水土流失的危害分析

4.1導(dǎo)致水土資源破壞

本次工程建設(shè)開(kāi)挖土石方的規(guī)模較大，會(huì)在很大程度上造成土地?cái)_動(dòng)，水土流失程度加劇，破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)流失，降低土壤中有機(jī)物及無(wú)機(jī)鹽的含量[6]。同時(shí)，也會(huì)在很大程度上降低土壤中微生物及動(dòng)物的數(shù)量，從而對(duì)立地條件產(chǎn)生不良影響，降低土地的保水能力。水土流失還會(huì)帶走地表比較肥沃的土壤，對(duì)周圍農(nóng)田及村莊都會(huì)形成危害，導(dǎo)致自燃災(zāi)害發(fā)生率提高。

4.2導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞

高速公路建設(shè)中的填筑和開(kāi)挖會(huì)導(dǎo)致原有的植被被損壞，使沿線景觀遭到破壞。在工程施工過(guò)程中如果存在管理上的缺失，大風(fēng)天氣還會(huì)吹起地表的塵土，導(dǎo)致空氣中的TSP含量增加，大雨天氣會(huì)泥水橫流。另外，水土流失還會(huì)造成泥沙淤積庫(kù)、河道及溝渠等問(wèn)題，影響河道，這都會(huì)給當(dāng)?shù)亻_(kāi)展防洪及河道整治等工作帶來(lái)極大困難。

4.3導(dǎo)致水質(zhì)被破壞

在本次工程中，高速公路需要通過(guò)建設(shè)橋梁來(lái)越過(guò)沿線水庫(kù)和河流，在建設(shè)橋梁時(shí)如果相關(guān)的防護(hù)措施不完善，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力和水力將塵土帶入水庫(kù)、河道中，會(huì)在很大程度上影響水庫(kù)的水質(zhì)和泥沙淤積情況。4.4對(duì)公路安全產(chǎn)生影響由于高速公路建設(shè)是以坡地為路基，若是無(wú)法完善的開(kāi)展防護(hù)工作，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失產(chǎn)生，對(duì)高速公路自身的安全性能產(chǎn)生影響。另外，如果不能采取合適的水土流失防治措施處理施工產(chǎn)生的棄渣，在外應(yīng)力的作用下，可能導(dǎo)致相應(yīng)的次生災(zāi)害產(chǎn)生，對(duì)公路安全產(chǎn)生影響。

5防治水土流失的方案

5.1主體工程水土流失防治方案

5.1.1路基路面

在實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中，施工單位可以通過(guò)泄水槽、排水溝等實(shí)現(xiàn)路基路面的水土流失防治，使雨水儲(chǔ)存減少，同時(shí)對(duì)于存水可以使用滲透排水手段完成疏導(dǎo)[7]。應(yīng)在路基兩側(cè)完成排水溝建設(shè)，在實(shí)際工程中相關(guān)人員可以對(duì)C25預(yù)制塊蝶型排水溝進(jìn)行合理利用，具體規(guī)范為0.6m的溝深、0.8m的底寬、1∶1.5的邊坡比。

5.1.2中央分隔帶

施工單位應(yīng)利用綠化帶來(lái)防治中央分隔帶水土流失，在綠化帶設(shè)計(jì)中以當(dāng)?shù)馗鞣N防眩植物為主，在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該以保證安全性為中心，合理利用各種各樣的植物來(lái)提升高速公路景觀的美觀性。另外，在綠化帶中也可以適當(dāng)點(diǎn)綴觀賞性植物。

5.1.3路基邊坡

路基邊坡的建設(shè)質(zhì)量能夠在一定程度上決定水土流失防治方案的效果，若是在邊坡中無(wú)法有效預(yù)防水土流失，會(huì)導(dǎo)致空洞在路基中產(chǎn)生，進(jìn)而產(chǎn)生各種路面病害，如沉陷、裂縫等，將會(huì)在很大程度上降低高速公路的安全性能，縮短其實(shí)際使用壽命。在制定路基邊坡水土流失防治方案時(shí)可以分三層設(shè)計(jì)路基護(hù)坡結(jié)構(gòu)，從下至上依次為土工布層、砂礫石墊層以及護(hù)坡，其中最主要的就是設(shè)計(jì)護(hù)坡，具體方式如下：（1）設(shè)計(jì)護(hù)坡。當(dāng)邊坡?lián)碛?m以下的高度時(shí)，想要提升護(hù)坡的排水性能，可以合理開(kāi)展坡面漫流、灌草種植等；當(dāng)坡面高度超過(guò)4m時(shí)，在護(hù)坡時(shí)可以使用拱形骨架植草的方式，選用3.0m內(nèi)徑的拱形骨架，C25預(yù)制混凝土制成的泄水槽、骨架以及攔水坎。另外，將黏性壤土鋪設(shè)在拱圈內(nèi)，保持大約25cm的厚度，并將適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的草籽撒播其上；護(hù)坡道進(jìn)行灌木種植。（2）設(shè)計(jì)砂礫石墊層。在選擇砂礫時(shí)可以選擇5%以下含泥量、50mm以下粒度的粗砂或中砂?？梢悦繉犹钪?0cm的厚度，需要先對(duì)填筑層灑水再碾壓，最好保持大約10%的砂石含水量。在夯實(shí)作業(yè)中的主要設(shè)備為蛙式打夯機(jī)，落距應(yīng)保持約450mm。（3）土工布層設(shè)計(jì)?？梢岳脵M向鋪設(shè)的方式完成土工布拼接，保持50cm寬度，需要注意的是不能拉扯過(guò)緊，富余應(yīng)在10cm以上。

5.2棄渣場(chǎng)水土流失防治方案

在設(shè)計(jì)棄渣場(chǎng)時(shí)應(yīng)遵循盡量少占土地的原則，然后選擇存在均勻地質(zhì)條件、地勢(shì)平坦且高的場(chǎng)地。在設(shè)計(jì)棄渣場(chǎng)時(shí)，應(yīng)填鋪20cm粗顆粒砂卵石并簡(jiǎn)單碾壓。為了對(duì)河流沖刷進(jìn)行有效預(yù)防，需要在廢渣場(chǎng)周圍堆砌漿砌石，并根據(jù)當(dāng)?shù)刈罡吆樗煌瓿筛叨仍O(shè)計(jì)。在完成施工后，應(yīng)該對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行整平和綠化，鋪設(shè)30cm以上的壤土厚度，保持1∶1.7以下的土堆邊坡斜率以及1∶1以下的巖石邊坡斜率。另外，對(duì)于土體不穩(wěn)固的地段可以使用分層壓實(shí)樁進(jìn)行處理。

6結(jié)束語(yǔ)

高速公路的施工效率會(huì)受到水土流失的影響。本文結(jié)合西南地區(qū)某高速公路建設(shè)工程實(shí)例，使用類比法來(lái)預(yù)測(cè)該項(xiàng)目水土流失情況，以驗(yàn)證高速公路工程中導(dǎo)則的適用性，為進(jìn)一步完善導(dǎo)則提供數(shù)據(jù)資料，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地形地貌以及地質(zhì)特點(diǎn)開(kāi)展相應(yīng)的水土流失強(qiáng)化措施，做好水土流失防控，進(jìn)而為預(yù)測(cè)高速公路工程水土流失工作提供借鑒，以此最大程度縮小水土流失范圍及危害范圍，希望能夠幫助相關(guān)人員更好的保持工程區(qū)的水土，保證建設(shè)高速公路的工作順利完成。

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作者:蘭展鵬 單位:廣西路建工程集團(tuán)有限公司