石灰岩地区公路建设项目水土流失问题及对策

吴雪娟，徐龙江，孙树国，王　锋

(广西交通科学研究院，广西　南宁　530007)



石灰岩地区公路建设项目水土流失问题及对策

吴雪娟，徐龙江，孙树国，王锋

(广西交通科学研究院，广西南宁530007)

吴雪娟(1982—)，工程师，主要从事水土保持工作；

徐龙江(1988—)，工程师，主要从事水土保持工作；

孙树国(1980—)，硕士，工程师，主要从事水土保持方案编制、监测、设施验收等工作；

王锋(1980—)，工程师，主要从事开发建设项目水土保持工作。

摘要：文章以田阳至定夜公路为例，通过分析石灰岩地区公路建设项目水土流失特点，总结了石灰岩地区公路建设项目在布设水土保持措施过程中存在的问题，并提出了针对性的水土流失防治措施。

关键词：二级公路；水土流失；水土保持；防治措施

0引言

广西石灰岩分布很广，是我国典型的石灰岩地区之一。由于石灰岩岩溶发育，经过水的溶解侵蚀，形成了独特的岩溶地貌，千姿百态的峰林、孤峰和谷地很多，岩溶地貌因洞奇石美而闻名国内外。[1]

广西壮族自治区总占地面积23.67万km2，其中裸露的石灰岩面积占总面积的41%，埋藏在地下的石灰岩面积占总面积的10%，共占全区总面积的51%。石灰岩地区的自然特点有：千山百态、石多土少、土层薄、坡耕地多，地块零星，蓄水能力差，易涝易旱，对发展农业生产极为不利；同时，随着工农业生产的发展和人口的不断增长，工农业建设、乱采乱伐、开矿修路等各种人为扰动地貌现象日益增多，造成石灰岩地区生态不断恶化，水土流失日趋严重[1]。本文以田阳至定夜公路为例，通过分析石灰岩地区公路建设项目水土流失特点，总结了石灰岩地区公路项目在实际施工过程中布设水土保持措施存在的一些问题，并针对存在的问题提出防护建议。

1工程基本概况

田阳至定夜公路位于广西百色市田阳县，地形地貌为喀斯特地貌，属于石灰岩山丘区，为二级公路，路线全长67.617 km。田阳至那坡段采用设计速度为80 km/h，路基宽12 m；那坡至定夜段采用设计速度为60 km/h，路基宽10 m。全线新建大桥840.5 m/4座、中桥69 m/1座、小桥220 m/11座、隧道901 m/2座、涵洞185道，平面交叉8处、服务区1处、养护站1处、收费站1处。工程挖方309.16万m3，填方283.53万m3，利用方262.71万m3，弃方46.45万m3，借方20.82万m3；工程共征用土地196.02 hm2，其中永久占地170.22 hm2，临时占地25.80 hm2；拆迁房屋23 560 m2。估算总投资为4.24亿元，其中土建工程投资3.30亿元。工程于2007年9月开始施工，2009年9月建成通车，总工期2年。

该项目桩号K0+000~K30+228段位于右江河谷平原区，海拔高度在200 m以下，相对高差较小，地势平坦开阔；桩号K30+228~K67+572段位于南部石山区，属低、中山岩溶峰丛谷地地貌，一般海拔500~1 000 m，山峰林立，地下溶洞较多。

2水土流失特点

石灰岩地区水土流失主要特点有土壤容许流失量小、岩石裸露以及保蓄水能力差等特点。

(1)土壤容许流失量小。石灰岩是一种较为特殊的岩类，属于沉积岩，是以方解石为主要成分的碳酸盐，碳酸盐主要有碳酸钙和碳酸镁，石灰岩岩石坚硬、抗蚀能力较强。石灰岩地区成土进程十分缓慢，侵蚀方式主要是溶蚀，石灰岩受到溶蚀后，碳酸钙和碳酸镁等易溶物被水流带走，不溶的沉积物才能形成土壤。广西石灰岩地区每年每平方公里仅能自然风化形成7~26 t的土壤量，考虑到植被加速风化的作用，石灰岩地区土壤的容许流失量最大为50 t/(km·a)，且石灰岩地区土层很薄，一旦遭到破坏很难自然形成土壤，用石灰岩地区土壤的容许流失量指标来衡量石灰岩地区土壤流失强弱，广西大部分石灰岩地区均属水土流失严重地区。从这个角度来认识石灰岩地区的土壤侵蚀情况，才能更好地反映石灰岩地区土壤侵蚀的强弱程度，不至于被河水含沙量小、土壤侵蚀轻微的假象所迷惑[2]。

(2)土壤流失殆尽，岩石裸露。广西大部分石灰岩地区土壤侵蚀量大于容许流失量，长期侵蚀的结果使得山丘坡地表面已无土壤存在，到处岩石裸露，仅岩石缝隙中残存着很少量土壤。

(3)保水蓄水能力差。石灰岩地区林草覆盖率低，土层薄，基岩裸露面积大，保水蓄水能力差，水土流失对农业生产和人民生活危害十分严重。[2]

3现状水土流失成效及存在问题

3.1　现状水土流失成效

田阳至定夜公路项目在施工过程中主要采取灌草和撒播草籽防护，但由于石灰岩地区土层较薄，植物生长缓慢，防护效果较差。通过对田阳至定夜公路项目的现场调查还发现，该公路项目试运行期林草成活率较低，林草覆盖率仅为20.24%，明显低于该公路试运行期的防治目标值25%，即林草覆盖率未达标；试运行期间土壤侵蚀模数为102 t/(km·a)，远大于石灰岩地区土壤的容许流失量50 t/(km·a)，水土流失严重。

3.2　存在问题及原因

从现状水土流失情况可以看出，田阳至定夜公路水土流失防护效果较差，究其原因，田阳至定夜地形地貌为岩石山丘区，石多土少，土层薄，工程在建设过程中未针对石灰岩山丘区采取相应的防护措施，导致该公路防护效果较差。

4石灰岩地区公路建设项目水土流失防治措施建议

从以上章节可看出，以田阳至定夜公路为代表的石灰岩地区的公路建设项目边坡水土流失防治措施与一般土丘区公路建设项目防护措施基本一致，但由于石灰岩地区和一般土丘区地形地貌不同，岩质不同，导致防护效果较差，为了更好地防治水土流失，石灰岩地区应根据自身地形地貌、土壤岩质等特点来布设水土保持防治措施，笔者根据在实际工作中遇到的问题及经验，对石灰岩地区公路建设项目采取以下主要防治措施：

4.1　工程措施

针对石灰岩地区岩石为石灰岩，石多土少、土层薄，水资源容易流走，蓄水能力差、水土流失严重等特征，则工程措施在做好排水的同时，也要注重保水，蓄排结合。

边坡工程除了做好排水工程以外，还要布设鱼鳞坑、水池等保水工程措施，为植被生长提供良好的立地条件，达到避害趋利的目的。

(1)鱼鳞坑。坡面坡度较陡、地形破碎而且有裸岩出露、土层较薄的地块，采取鱼鳞坑整地的方式[3]。鱼鳞坑的布置是从边坡坡面顶端到坡底每隔一定距离成排地挖月牙形坑，每排坑均沿等高线挖，上下两个坑应交叉而又互相搭接，成品字型排列[4]，以利于蓄水保土，提高林草成活率。

(2)水池。在边坡坡脚或坡面局部低凹处，有一定积水面积的地方，布设水池，与边坡排水设施的末端相接，以收容边坡径流。[3]

4.2　植物措施

田阳至定夜公路穿过石灰岩地区，路基开挖边坡岩石裸露，边坡的植物措施恢复不同于土丘区，简单地采取灌草和撒播草籽防护远远不能满足防护要求，笔者认为可采取以下几种植物恢复措施方式：

(1)喷播植草。因石灰岩岩壁裸露，岩壁有机质和养分都非常缺乏，为营造植物生长环境，保障植物生长所需养分、水分的供给，喷播前先需覆5 cm厚的改良客土或基质，然后喷播植草。

(2)鱼鳞坑种植植物。裸岩边坡植被恢复可结合鱼鳞坑整地方式，鱼鳞坑在坡面上沿等高线布置，在鱼鳞坑里面覆土后种植草或者小灌木来恢复植被。

(3)种植攀援植物。开挖边坡岩石裸露，绿化防护遵循“谁破坏谁治理”的原则，实行边开挖，边绿化。开挖形成一个台阶，治理好一级边坡，绿化好一个台阶。绿化设计结合水土保持植物措施进行，平台种植攀援植物(如种植爬山虎)，利用其沿岩壁攀伸绿化壁面，攀援植物沿平台横向布置，分上攀援植物和下攀援植物，平台中间种植一排灌木绿化平台；另外，沿坡脚种植一排攀援植物，为上攀援植物，见图1。

图1　石灰岩地区公路路基边坡植物措施防护图

5结语

文章以田阳至定夜公路为例，通过分析广西石灰岩地区公路建设项目水土流失特点和成效，总结了石灰岩地区公路建设项目在建设过程中存在的问题，最后对石灰岩地区的公路建设项目水土流失防治措施存在问题提出防护建议，为类似项目水土流失防治措施提出参考。

参考文献

[1]蒋有保.广西石灰岩地区水土流失及其治理措施的探讨[J].水土保持通报，1991(3)：25-28.

[2]柴宗新.广西石灰岩山丘区水土流失特征分析[J].中国水土保持，1988(11)：47-49.

[3]王礼先.水土保持工程学[M].北京：中国林业出版社，2000.

Water and Soil Erosion Problems and Countermeasures for Highway Construction Projects in Limestone Areas

WU Xue-juan，XU Long-jiang，SUN Shu-guo，WANG Feng

(Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530007)

Abstract：With Tianyang-Dingye highway as the example，and through analyzing the water and soil erosion characteristics of highway construction projects in limestone areas，this article summed up the problems ex-isting in arranging the soil and water conservation measures for highway construction projects in limestone areas，and proposed the targeted water and soil erosion control measures.

Keywords：Secondary highway； Water and soil erosion； Soil and water conservation； Control measures

收稿日期：2015-04-02

文章编号：1673-4874(2015)05-0104-03

中图分类号：U416.1+6

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.05.028

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