贵州喀斯特地区高速公路建设项目水土流失防治探讨

张 宇，魏 浪，孙 荣，易仲强，赵 俊，张习传，唐 达

(中国电建集团 贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

贵州省处于世界喀斯特集中分布的亚洲片区中心，是中国喀斯特分布面积最大、发育最复杂的一个省区，喀斯特分布面积占全省面积的85%，出露的碳酸盐岩面积达15万km2，占全省土地总面积的73.6%[1]。特殊的地质、地貌、气候与降水条件，使贵州喀斯特区域成为土壤侵蚀严重、生态环境恶化的地区[2]。

近年来，贵州交通基础设施建设大踏步前进，西南交通枢纽地位得到全面巩固提升，被视为“小省办大交通”的典型，截至2015年，贵州省成为全国第九个实现“县县通高速”省份。2018年6月底，贵州省人民政府印发了《贵州省新时代高速公路建设五年决战实施方案》，明确提出到2022年全省高速公路通车里程突破1万km。

受喀斯特地形地貌的限制，贵州山区生态环境脆弱，自身修复能力差，特有的水土流失特点和高速公路密集化、迅猛化建设造成的水土流失问题引起了相关部门的高度重视。为贯彻习近平生态文明思想，推进贵州高速公路事业稳步发展，形成人与自然和谐发展格局，对贵州喀斯特地区高速公路建设项目的水土流失特点及防治措施进行分析研究意义重大。

1 贵州喀斯特地貌对高速公路建设的影响

1.1 地质地貌的影响

地质地貌条件是影响水土流失程度大小的基础因素。贵州地处喀斯特山区，晚古生界泥盆系、石炭系、二叠系及中生界中、下三叠系碳酸盐的广泛分布，是发生水土流失和形成石漠化的内在基础[3]。同时，贵州喀斯特地区山高坡陡、土壤贫瘠、生态脆弱，地形因素也是造成水土流失的主要原因。贵州独特的地形地貌使得高速公路建设项目挖填方量多、桥隧比大、工期长，大量的土石方开挖回填为水土流失提供了物质基础，沿线覆盖多种地质地貌，形成的水土流失类型相对复杂。

贵州地质构造复杂，岩层种类繁多，石灰岩、砂页岩、玄武岩区层的接合部极容易发生泥石流、崩塌及滑坡[2]，这对于高速公路选线，特别是弃渣场选址有较多的限制性因素；同时贵州喀斯特地区山地丘陵地下暗河、落水洞繁多，岩溶裂隙发育，对于公路永久工程及弃渣场安全稳定存在较大隐患，如果排水及排洪措施不完善，则极容易对渣场稳定造成影响，引起更严重的水土流失。

1.2 石漠化的影响

在喀斯特脆弱生态环境下，贵州省是西南喀斯特片区中石漠化最集中、面积最大、程度最严重的省份[4-5]。石漠化区域土壤贫瘠，土壤肥力、质量及承载能力低，水源涵养、截蓄雨水及调节径流功能弱，植被稀少。

石漠化区域水土流失严重、自然灾害频繁，高速公路建设过程中的大量开挖，会加剧水土流失及自然灾害的发生；其稀少的表土资源对于后期植被恢复影响严重，加之石漠化区域雨水涵养功能弱，人工植树造林困难，后期植被恢复难度大。

2 贵州高速公路建设项目特点

2.1 扰动范围大、建设周期长

高速公路建设里程往往都在100 km以上，并时常涉及多个市、县，施工范围广，另由于贵州地处山丘区，相对于平原，贵州高速公路建设开挖及回填量巨大，需设置的施工生产生活设施、料场及弃渣场较多，扰动面积大，会对周边生态环境造成严重的破坏，同时建设周期较长，长期裸露的开挖、回填边坡极易造成水土流失，在复杂的喀斯特地貌背景下，后期植被恢复相对困难。

2.2 弃渣量大、弃渣场选择困难

贵州高速公路建设挖填量大、隧道多，部分区域岩层往往达不到回填质量标准，导致弃渣量较大，百公里建设里程往往需要设置40～60个弃渣场，地形地貌复杂区域甚至更多。弃渣场选址时，会面临诸多制约性因素，如泥石流易发区、滑坡崩塌区域、落水洞及地下暗河发育区。为了保证重要基础设施、人民群众生命财产安全，弃渣场往往设置得较远，不利于后期弃渣落实到位。

2.3 跨越地貌单元多、水土流失沿线分布且流失量大

贵州高速公路建设里程较长，跨越地貌单元较多，路基工程开挖、回填及半挖半填边坡均会涉及，由于各段道路开挖及回填土石方量大，往往需在不同路段进行土石方调配，隧道开挖的土石方有时也需运至路基进行回填，土石方运输为水土流失提供了物质来源，在运输过程中及回填后若不及时进行防护，遇大雨、大风天气，会造成更严重的水土流失。

高速公路作为典型的线型项目，水土流失与其他的线型项目又有所不同，如输变电项目水土流失主要发生在塔基及变电站区域，较为集中，且流失量小，而高速公路水土流失沿线均有分布，且流失量大；又如管道类项目，虽然沿线水土流失分布均匀，但水土流失量及扰动范围远小于高速公路。

2.4 设计及施工等存在部分问题

目前，高速公路设计单位对于主体工程方面设计较全面，各项防护措施完善，但对于临时措施比如弃土场未进行具体设计[6]，特别是水土保持方案批复的弃渣场，主体设计未纳入主体工程设计内容中，导致施工时未按照水土保持方案批复的弃渣场进行堆渣及设计，以致后期验收涉及变更等诸多问题。

根据笔者对于部分高速公路的现场调查，许多项目施工时，往往就近弃渣至道路下边坡，未遵循“先拦后弃、先截后排”的原则，导致水土流失严重，后期治理困难。

2.5 公路建设及恢复治理标准要求高

贵州省政府在2018年7月下发《贵州省创建新时代“多彩贵州·最美高速”行动实施方案(2018—2020年)》，要求打造最美高速公路品牌[7]，展示贵州对外开放新形象。这就对贵州高速公路建设项目水土流失治理及后期植被恢复提出了更高的要求。

3 水土流失防治探讨

3.1 优化专项措施设计

近年来，随着主管部门及社会公众对生态环境的日益重视，在累积了大量高速公路设计经验的基础上，主体设计单位对道路永久工程设计的水土保持措施已比较完善，主要包括道路边坡护坡、截排水、拦挡及绿化美化工程等。但对于临时工程的选址、占地及水土保持措施等均未涉及，在设计时应进一步细化。

贵州喀斯特地区地形坡度大、土壤贫瘠、生态脆弱，设计应注意对表土资源的防护，施工阶段大面积开挖应加强临时防护措施。应尽量优化施工占地、土石方调配等，水土保持措施应尽量与主体设计的措施、环保措施等相协调，以便更好地发挥水土保持及生态效益。水土保持方案报告书批复后，主体设计应将批复的水土保持措施纳入到主体设计的措施体系中，便于后期施工时按水土保持方案设计的要求将措施落实到位，避免造成水土流失，危害周边生态环境。

3.2 强化重点区域水土流失防治

对于高速公路水土流失较严重且敏感性强的区域应重点进行防治，应从选址设计着手，从源头避开敏感区域，然后加以适宜的工程措施、植物措施及临时措施进行防护。同时对于主体设计较为薄弱的临时工程也应避开生态敏感区，加强施工过程中重点区域的临时防护和施工结束后的植被恢复，做到设计指导施工、设计适合施工、施工按图及设计实施，避免随意变更，扰动占地范围外的区域。

通过对目前已建、在建高速公路的调查，水土流失影响较大的区域主要为料场和弃渣场，对料场及弃渣场进行重点防治，可从根本上减少高速公路的水土流失。

对于料场的防护与治理，特别是石料场，开采前应先行修建截排水工程，减少后期雨水冲刷带来的水土流失，同时需加强表土资源的保护，为后期植被恢复创造条件；其次应重点关注开采工艺，宜采取自上而下，分台降坡开采，开采的规则边坡为后期植被恢复提供了良好的基础，便于边坡平台设置种植槽种植攀缘植物、灌木等树草种进行植被恢复，也可尝试采用挂三维网喷播植草护坡进行防护，覆盖率较高，植被恢复效果好；最后，还需加强施工过程中的临时防护。

弃渣场的防治应重点关注前期的设计选址规划，目前，弃渣场前期设计存在许多问题，例如：渣场选址设计深度不够，导致后期因敏感因素、容量及运距大不经济等诸多因素造成的选址变更；渣场设计深度不够，仅在图纸上框选范围；截排水、拦挡措施设计不到位或缺失等。针对上述问题，首先应根据相应的法律法规、标准规范及主体设计切实深入落实渣场规划选址，逐一对各场址进行复核；其次优化渣场防治措施体系，系统考虑渣场防护措施，做好施工前的表土资源保护、截排水、拦挡、边坡防护措施，加强施工中的临时拦挡、排水防护措施，落实后期植被恢复措施，真正做到施工前、施工中及施工后的全过程防护；再次，深化渣场措施设计，尽量对各渣场逐一开展设计，并对各弃渣场截排水沟防洪及过流能力、挡渣墙及渣体稳定性进行深入分析及计算，从堆渣容量、堆渣安全等方面避免渣场造成水土流失。

3.3 加强施工全过程管理

目前，施工期的水土保持问题主要是管理缺失造成的。首先是施工过程涉及的各单位水土保持意识不强，应加强对建设单位、施工单位等人员的宣教，让水土保持及生态保护理念深入人心。其次，监测、监理单位责任意识不强，对于施工过程中的水土保持违法行为没有及时进行管控。再次，施工单位为了节约成本、施工方便，随意弃土弃渣、任意变更设计、临时防护措施及“三同时”制度落实不到位，导致施工过程中场地及周边满目疮痍，水土流失严重。建设单位及监测监理单位应加强管控，特别是建设单位应在合同中明确各单位的水土流失防护职责。

4 结 语

目前正是贵州高速公路发展的鼎盛时期，也是政府打造最美高速公路品牌，展示贵州对外开放新形象的关键时期，针对贵州复杂的喀斯特地貌及高速公路水土流失特点，水土流失防治应坚持预防为主、保护优先方针，从设计、咨询及施工全过程加强管控，根据不同区域的地质地貌特点，采取有针对性的措施，以减少贵州高速公路建设对区域生态环境的破坏。