導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的1篇高速公路工程水土流失預(yù)測研究，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行和安全。下面將結(jié)合某高速公路建設(shè)實例，分析預(yù)測高速公路工程水土流失的相關(guān)內(nèi)容，并且以預(yù)測結(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程中水土流失預(yù)測屬于難點和重點內(nèi)容，能夠在防治與監(jiān)測生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失方面發(fā)揮重要作用[1]。在水土流失預(yù)測過程中，類比法是目前應(yīng)用最廣泛的方法，能夠發(fā)揮出簡單易行、直觀快速等優(yōu)勢，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)項目分布在不同地域?qū)儆诓煌念愋停瑢?dǎo)致很多項目水土流失預(yù)測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)測工作并不成熟，導(dǎo)致檢測資料很難有效滿足代表性和連續(xù)性的要求，進而導(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)測需要以工程建設(shè)造成地表擾動為前提，并且不能采取任何防治措施，在這個過程中會產(chǎn)生一定程度的水土流失和其他危害，而在進行實際施工時，設(shè)置的水土保持措施會對水土流失監(jiān)測資料產(chǎn)生一定影響，會在一定程度上限制類比資料的適用性。水利部門在2018年出臺了《生產(chǎn)建設(shè)項目土壤流失量測算導(dǎo)則》，這一導(dǎo)則能夠有效計算風(fēng)力和水力環(huán)境下生產(chǎn)建設(shè)項目土壤流失量，能夠為順利開展生產(chǎn)建設(shè)項目提供有效保障[2]。經(jīng)過近年來的不斷實踐，證明其具有較為準(zhǔn)確的測算效果和較為廣泛的適用性，但仍需進行進一步研究。高速公路工程具有擾動類型多、占地廣、土石方工程量大以及線路長等特征，在工程建設(shè)過程中會出現(xiàn)地表的劇烈擾動，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，會導(dǎo)致大量的水土流失，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)氐纳鐣б?、?jīng)濟效益以及生態(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，擁有25.5m的路基寬度，80km/h的設(shè)計最高時速。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為臨時征地，488.45hm2為永久占地，全線擁有434.05萬m3填方總量，1408.12萬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974.07萬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)的降雨時段較為集中，在暴雨天氣中可能存在較大的強度，能夠在很大程度上侵蝕土壤，進而導(dǎo)致當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)水土流失的情況[3]。根據(jù)國家相關(guān)土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)進行研判，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

（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，在這時如果出現(xiàn)降雨，會在很大程度上提升邊坡發(fā)生水土流失情況的幾率，將會導(dǎo)致整體水土流失問題變得更加嚴(yán)重[4]。（2）有一定的擾動破壞存在，在開挖隧道、路基時，因為人為原因的影響會打破原有地層應(yīng)力平衡，會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，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

該高速公路建設(shè)工程由于線路較長，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，會導(dǎo)致沿線的植被和地貌被嚴(yán)重破壞，將會導(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)測方法和修正土壤侵蝕模數(shù)

與水土流失預(yù)測實際情況相結(jié)合，相關(guān)人員主要使用類比法、試驗法以及實測法等預(yù)測水土流失。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)測水土流失的過程中選擇類比的方法。借助分析比對可知，兩工程在氣候條件、土壤條件以及防護設(shè)計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)測數(shù)據(jù)作為本工程各預(yù)測單元侵蝕模數(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、擾動地表預(yù)測

與工程項目的主體設(shè)計相結(jié)合，已經(jīng)完成土地利用類型和永久占地面積的計算，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導(dǎo)致大面積的水土保持設(shè)施被破壞，面積總量高達585.31hm2，擾動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

與工程主體設(shè)計文件相結(jié)合，本工程擁有434.05萬m3填方總量，1408.12萬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m3棄方總量。

3.4確定預(yù)測范圍與預(yù)測時段

公路預(yù)測和擾動地表擁有相同的范圍，均為735.95hm2，在充分考慮工程水土流失特點的基礎(chǔ)上劃分預(yù)測單元11個，主要集中在臨時堆土場、沿線設(shè)施、棄渣場、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，可以通過施工期和自然恢復(fù)期兩個方面完成水土流失預(yù)測，在設(shè)計規(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，土壤侵蝕強度需要多久的時間才能夠達到工程前的水平，該工程的自然恢復(fù)期為1年。與各工程單元的施工進度安排相結(jié)合，對各預(yù)測單元的預(yù)測時段進行合理確定，詳細(xì)情況如表2所示。

3.5水土流失預(yù)測結(jié)果

在充分考慮各個單元土壤侵蝕模數(shù)、預(yù)測時段、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算工作。與預(yù)測水土流失的結(jié)果相結(jié)合，在建設(shè)該高速公路的過程中擁有28.334萬t土壤侵蝕總量，26.310萬t新增土壤侵蝕量，證明在該工程建設(shè)過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，橋梁區(qū)以及棄渣場區(qū)等重點水土流失部位，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)開挖土石方的規(guī)模較大，會在很大程度上造成土地擾動，水土流失程度加劇，破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤有機質(zhì)流失，降低土壤中有機物及無機鹽的含量[6]。同時，也會在很大程度上降低土壤中微生物及動物的數(shù)量，從而對立地條件產(chǎn)生不良影響，降低土地的保水能力。水土流失還會帶走地表比較肥沃的土壤，對周圍農(nóng)田及村莊都會形成危害，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)中的填筑和開挖會導(dǎo)致原有的植被被損壞，使沿線景觀遭到破壞。在工程施工過程中如果存在管理上的缺失，大風(fēng)天氣還會吹起地表的塵土，導(dǎo)致空氣中的TSP含量增加，大雨天氣會泥水橫流。另外，水土流失還會造成泥沙淤積庫、河道及溝渠等問題，影響河道，這都會給當(dāng)?shù)亻_展防洪及河道整治等工作帶來極大困難。

4.3導(dǎo)致水質(zhì)被破壞

在本次工程中，高速公路需要通過建設(shè)橋梁來越過沿線水庫和河流，在建設(shè)橋梁時如果相關(guān)的防護措施不完善，會導(dǎo)致風(fēng)力和水力將塵土帶入水庫、河道中，會在很大程度上影響水庫的水質(zhì)和泥沙淤積情況。4.4對公路安全產(chǎn)生影響由于高速公路建設(shè)是以坡地為路基，若是無法完善的開展防護工作，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失產(chǎn)生，對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

在實際工程建設(shè)過程中，施工單位可以通過泄水槽、排水溝等實現(xiàn)路基路面的水土流失防治，使雨水儲存減少，同時對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)，在實際工程中相關(guān)人員可以對C25預(yù)制塊蝶型排水溝進行合理利用，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)利用綠化帶來防治中央分隔帶水土流失，在綠化帶設(shè)計中以當(dāng)?shù)馗鞣N防眩植物為主，在這個過程中應(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，若是在邊坡中無法有效預(yù)防水土流失，會導(dǎo)致空洞在路基中產(chǎn)生，進而產(chǎn)生各種路面病害，如沉陷、裂縫等，將會在很大程度上降低高速公路的安全性能，縮短其實際使用壽命。在制定路基邊坡水土流失防治方案時可以分三層設(shè)計路基護坡結(jié)構(gòu)，從下至上依次為土工布層、砂礫石墊層以及護坡，其中最主要的就是設(shè)計護坡，具體方式如下：（1）設(shè)計護坡。當(dāng)邊坡?lián)碛?m以下的高度時，想要提升護坡的排水性能，可以合理開展坡面漫流、灌草種植等；當(dāng)坡面高度超過4m時，在護坡時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的草籽撒播其上；護坡道進行灌木種植。（2）設(shè)計砂礫石墊層。在選擇砂礫時可以選擇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，需要先對填筑層灑水再碾壓，最好保持大約10%的砂石含水量。在夯實作業(yè)中的主要設(shè)備為蛙式打夯機，落距應(yīng)保持約450mm。（3）土工布層設(shè)計?？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緊，富余應(yīng)在10cm以上。

5.2棄渣場水土流失防治方案

在設(shè)計棄渣場時應(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、地勢平坦且高的場地。在設(shè)計棄渣場時，應(yīng)填鋪20cm粗顆粒砂卵石并簡單碾壓。為了對河流沖刷進行有效預(yù)防，需要在廢渣場周圍堆砌漿砌石，并根據(jù)當(dāng)?shù)刈罡吆樗煌瓿筛叨仍O(shè)計。在完成施工后，應(yīng)該對棄渣場進行整平和綠化，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，對于土體不穩(wěn)固的地段可以使用分層壓實樁進行處理。

6結(jié)束語

高速公路的施工效率會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)工程實例，使用類比法來預(yù)測該項目水土流失情況，以驗證高速公路工程中導(dǎo)則的適用性，為進一步完善導(dǎo)則提供數(shù)據(jù)資料，根據(jù)施工現(xiàn)場地形地貌以及地質(zhì)特點開展相應(yīng)的水土流失強化措施，做好水土流失防控，進而為預(yù)測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:廣西路建工程集團有限公司