湘桂铁路永州至柳州扩改工程的水土保持对策
2010-08-15龙传伟
龙传伟
(南宁铁路局湘桂线建设指挥部,经济师,广西 柳州 545007)
湘桂铁路永州至柳州区段扩能改造工程既有线长度383.805 km,改建后线路长度350.850 km,共用地2 289.20 hm2,其中临时性占地653.38 hm2,永久性占地1 635.82 hm2。在永久性占地中,新征土地为1 512.84 hm2,既有铁路用地为122.98 hm2。用地以水田、旱地为主,占用的1 002.45 hm2耕地中,85%以上为基本农田。该项目造成水土流失的影响主要发生在工程建设期的2009~2012年这3年中,地表开挖、填埋等扰动影响多数集中在土石方工程施工上。主体工程施工期产生的水土流失量占主体工程区水土流失总量的93%。该项目填方为2 438.69×104m3,挖方为 3 331.48×104m3,利用挖方 576.70×104m3,弃方2 754.78×104m3,取方 1 861.99×104m3。预计造成水土流失总量为170×104t,其中新增水土流失量为166×104t。因此,水土保持方案的选择和实施十分关键。
1 合理选线
1.1 兰家村至灵川兰家村至灵川段沿既有线增建二线方案占地较既有线保留、新建双线方案少用地66.37 hm2,土石方少 59×104m3,水保设施损坏面积少63.3 hm2,水土流失量少3.1×104t;既有线保留、新建双线方案较沿既有线增建二线方案短2.27 km,拆迁量小9.323×104m2。仅从水土保持单一的角度来看,既有线保留、新建双线方案占地和土石方数量较大,沿既有线增建二线方案优于既有线保留、新建双线方案。但从环境制约因素来看,沿既有线增建二线方案跨越紫水河一级水源保护区,与国家颁布的《饮用水水源保护污染防治管理规定》有冲突,此方案不可行;既有线保留、新建双线方案避开了紫水河水源保护区。因此,从水土保持、环境保护的综合角度考虑,既有线保留、新建双线方案较沿既有线新增二线方案为优。
1.2 永福至柳州永福至柳州段大取直方案的线路由永福站引出,上跨既有铁路、洛清江和桂柳高速公路经黄腊、东泉、香兰到达柳州西站。小取直方案的线路走向基本与既有铁路一致,线路由永福站引出,经黄冕西、鹿寨东、香兰到达柳州西站。小取直方案工程占地、土石方、水土流失量较大取直方案小;大取直方案较小取直方案短9.59 km,拆迁量少3.08×104m2,工程实施难度、投资也较小。从水土保持角度来看,大取直方案地质条件好,造成后期地质隐患小,沿山丘地带走向,远离了鹿寨县城附近的平坦农田,损坏水保设施面积少。两方案在水土保持方面各有优缺点,但从水土保持和扩改工程总体角度来看,大取直方案明显优于小取直方案。因此,只要在施工过程中加强管理,即可防止水土流失。政府水保部门也同意采用大取直方案。
2 路基及站场施工水土保持措施
2.1 区间路堑当区间的路堑边坡高度(H)为3 m<H<6 m时,边坡采用人字型截水骨架护坡;当区间的路堑边坡高度H≥6 m时,宜采用干砌或浆砌片石护坡、喷锚网、锚杆(索)框架梁、浆砌片石护墙等措施。深路堑陡坡地段的高边坡按其不同的陡峭程度采用坡脚预加固桩、坡面锚索、桩间挡土墙、分级放坡、坡面锚杆框架梁内喷混植生等措施防护。
2.2 区间路堤位于区间的路堤边坡高度H>3 m时,宜采用方格或人字型截水骨架护坡;基底为水田、水塘时,视情况采用排水疏干、挖除淤泥,或压填片石、水泥搅拌桩、碎石桩、CFG桩等措施。路基施工时,需要先剥离表层0.3 m厚的熟土,集中堆放在路基两侧,施工结束后,及时把熟土回填至路基边坡和护坡网格内,或用作路基两侧绿化带的覆土改造。地面横坡明显地段,在路基上方一侧设置天沟、排水沟。天沟距堑顶距离一般不小于5 m。地面横坡不明显地段在路基两侧设置天沟、排水沟。
2.3 站场位于站场的路堑边坡高度(H)为3 m<H≤6 m时,设宽不小于1.0 m的侧沟平台,采用液压喷播植草防护;边坡高度H>6 m时,采用浆砌片石骨架内撒草籽或液压喷播植草防护。位于站场的路堤边坡高度(h)为3 m<h≤6 m时,采用液压喷播植草防护;边坡高度h>6 m时,可采用浆砌片石骨架内撒草籽、土工网格加筋,坡面液压喷播植草、三维植被网,或土工网垫等措施防护。路基设纵向排水槽或渗管,其排水措施与区间路基相同。
3 桥涵及隧道水土保持措施
3.1 桥涵桥梁施工中桥墩基础应尽可能采用钻孔桩,减少明挖。未及时运走的土方需临时堆放在征地范围内堆土场,同时采用编织袋挡护,并撒草籽等临时防护措施。每座跨河大桥两侧各设置1个临时弃土堆,中小桥每座可设置1个临时弃土堆,临时堆土高5.0 m,长度50 m,宽度20 m。编织袋挡护高1.5 m,宽0.5 m。基础施工结束后,应及时回填基坑,清理河道及施工场地,多余土方及时运往集中弃土场或用于路基工程填筑。水中墩施工应尽量扩大钢围堰使用范围,若受条件限制,可采取草袋围堰,避免使用筑岛方案。桥涵施工尽量安排在枯水季节进行,在汛期来临之前彻底清运桥梁基坑土,确保基坑土不被地表径流冲刷流失。
3.2 隧道主体隧道施工前先进行洞口衬砌防护,再开挖。严格控制边、仰坡开挖高度,尽量减少对地表的扰动;对长度L≤500 m的隧道应采取单口施工;对长度(L)为500 m<L<1 000 m的隧道也尽量采用上述施工方法。穿过岩溶、断裂破碎带的隧道,预计地下水较大,采用以排为主的方式可能影响生态环境时,应根据实际情况采用“以堵为主,限量排放”的原则,达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在岩溶发育地段,则采用“以疏为主,以堵为辅”的原则,应尽量维系岩溶暗河的既有通路,严禁随意封堵溶洞、暗河。对顶部有水塘、水库的隧道,且施工可能导致地表水漏失的,应采取措施防止地表水漏失。
3.3 隧道弃碴隧道弃碴可作混凝土骨料、路基或站场填料。堆放隧道弃渣的渣体边坡应根据渣体高度进行相应的防护。弃渣场场坪设置2%~4%的排水坡。弃渣场的边坡坡率一般为1:1.25~1:2.0,边坡高度越高,坡率则越缓,有条件尽量放缓边坡,以增强边坡的稳定性。弃渣场上方有较大汇水面积流向渣场时,在其上游修建排水沟、截水沟疏导地面径流,防止渣体冲刷。
4 土方调配及植物防护水土保持措施
4.1 土方调配合理选择取土位置,尽量选择荒地、低产地。做好土石方调配,尽量移挖作填,路基、站场等工程互调余缺,减少取弃土数量及占地,减轻水土流失。取土应首先考虑山包取土、扩大路堑取土。山包取土后,平整场地为复垦创造条件。对位于坡地的取土场,可视具体情况挖成阶地,然后逐步用于农耕。坡度较大的取土场则分级削坡处理后用于造田复垦,边坡坡度控制在1:1以下。弃土堆坡脚采取浆砌片石或干砌片石挡土墙,弃土场要平整绿化、复垦。临时用地在施工结束后需及时采取恢复措施,原则上按占用之前的使用性质进行恢复。
4.2 植物防护乔木中的樟树、桂皮树,灌木中的夹竹桃、杜鹃等可作为沿线、车站及取弃土场地的绿化树种, 以防止径流冲刷造成水土流失。草皮绿化一般可采用撒播草籽的方法进行。在临近城镇的岩质路堑边坡上采用喷植水泥土植草护坡的新型环保技术,它适用于岩质边坡,既有防止岩层风化,又有美化环境的功能。对于一般的路堑和路堤土质边坡采用喷播植草,既可防止雨水冲刷,又有美化环境的功能。
5 结束语
采取上述措施后,扰动土地整治率、总治理度、林草覆盖率、林草植被恢复率、控制比、拦渣率分别为98%,97.7%,31.0%,99%,1,99%,均高于或等于它们相应的防治目标97%,97%,30%,99%,1,96%,生态效益显著。同时,还可控制、减少、避免项目建设可能给项目区造成的水土流失危害,减少崩塌、垮方等不良现象,保证铁路安全畅通,使本段铁路发挥最佳的经济效益。方案的实施可以杜绝铁路沿线河流、灌渠、塘堰、水利工程的淤积,延长水利工程使用年限,具有显著的经济效益。植物防护的实施,在工程范围内可形成乔、灌、草及复耕相结合的植物屏障,一方面减少水土流失和土地沙化,另一方面能提高土地生产力和改善生态环境。工程措施与植物措施相结合,可以有效地固结土壤、吸储水分、稳定边坡、减少径流和侵蚀量。铁路运营2~3年后,施工产生的水土流失影响将基本消除,并逐步发挥其综合环境效益。
水土保持措施的实施要根据现场的实际状况灵活运用,既要以人为本满足沿线居民的诉求和公共利益的需求,又要量力而行控制投资支出,还要从科学发展的角度出发预留今后发展的空间,确保项目业主、当地政府、沿线居民三方满意。