山区风电场项目道路工程水土流失防护探讨

夏妍 张溯明 刘瑞龙

摘 要：山区风电场项目中道路工程属于重要施工内容，但主体设计防护措施往往不到位，极易造成严重的水土流失，因此道路工程是水土流失防治的重要区域，需要布设完善合理的防护措施。该文根据湖北省境内在建及已验收风电项目防护情况，结合多年水土保持方案编制及相关水土保持设计经验，对风电项目道路工程产生水土流失情况进行分析，提出防护措施体系及措施布局。

关键词：风电场道路；水土流失；防护；山区

中图分类号 S157.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）07-0119-03

1 山区风电场道路工程特点

1.1 山区风电场布局及道路工程重要性 湖北省风电场项目主要位于鄂北桐柏山大别山走廊带。根据风能资源情况及风电场功能布置，单个风电场的风电机组一般呈星点状分布在一片山峦的山顶及山脊处，集电线路和道路则连接各风电机组以及风电机组与升压站等。

修建山区风电场公路的目的是为了将整个风电场范围的机组与外界公路进行连接，在施工期间保证风机塔筒、叶片、机舱等超长超重车辆的运输吊装；保证风电场运行期检修维护稳定有序的进行，在风电场发挥着重要的作用[1]。道路工程的工程量在山区风电项目中占有很大比例，道路施工期达到总工期1/3～1/2。

1.2 道路工程工程量巨大 根据目前在建和已驗收的风电场项目现场调查，装机容量30MW以上规模的风电场，修建道路长度一般达到25.0km以上。风电场道路一般采用四级公路标准设计，根据运件要求，路幅宽度不小于6m，回头转弯处路幅宽度更要达到9m以上。据统计，道路工程占地面积一般达到项目总占地面积的60%以上（见表1）。

再根据道路所处地形坡度及设计的纵横断面情况，道路工程单位长度挖填土石方量达到15m3以上，土石方总量达到50.0万m3以上，占到项目土石方总量的60%以上（见表1）。湖北省境内的风电场道路多采用半挖半填的横断面型式，土石方挖填基本平衡。

2 道路工程对水土流失的影响

2.1 坡面防护不到位 山区风电场道路路基型式填方边坡坡率不大于1∶1.5，挖方边坡坡率不大于1∶0.75，道路顺地势盘山而上。施工单位在施工过程中未能按照施工图首先实施下边坡拦挡措施再进行开挖，直接导致了场内道路沿线大面积挂渣的现象[2]。从整个山体坡面看，上下边坡经常连成一片，影响范围纵向高度可达几十米。同时，主体设计仅考虑稳定性，在局部边坡布设挡墙，且以浆砌石挡墙和硬化护坡为主，缺少生态景观效果。

2.2 截排水设施欠缺 山区雨水汇流明显，主体设计通常也考虑了道路的截排水设施，但设计级别较低，或布设未形成系统，有的在施工过程中就已填埋或损坏，未起到截流效果。

2.3 土石方转运侵蚀 土石方工程必然扰动地表，破坏现有地貌，改变土层结构，形成裸露面层；开挖后的土石方较原状结构明显松散，而在施工建设过程中又往往得不到有效的拦挡。大量的土石方工程加速及加剧了土壤侵蚀。风电场的施工期一般都跨越1个雨季，在强降雨的作用下，水力侵蚀明显加重。根据已验收风电场项目，道路工程区水土流失量一般占到项目总流失量的50%以上（见图1），水土流失相当严重。

3 道路工程水土保持措施

3.1 表土资源的保护 湖北省鄂北山区属亚热带常绿落叶阔叶混交林带，项目区的林草覆盖度达到60%以上。土壤以黄棕壤土为主，根据成土情况，表层腐殖层厚度20～30cm。而表土是珍贵的土地资源，含有丰富的植物生长所需要的营养物质，1hm2土层厚、土质好的表土中包含100t有利于植物生长的各种物质[3]。因此对于风电场道路修建造成的植被严重损坏，应首先考虑在“三通一平”期将征地范围内的表土进行剥离，并采取积极的防护措施。应根据实际情况采用机械或人工剥离，剥离后的表土应集中管理，优先采用拦挡加苫盖的防护措施，防止表土流失。待路基形成后，及时将表土转运回覆平铺至路基边坡，为后期植物生长提供良好的条件。

3.2 排水措施 鉴于道路的长期使用，路基的排水系统应合理布局，才能真正起到截排水功能，减少径流对路基边坡的冲刷和侵蚀。因此，应在道路挖方边坡坡脚设边沟，在汇流面积大、坡面冲刷严重的坡顶设置路堑截水沟，在填方路堤坡脚外设排水沟。为使汇集的雨水及时排出，截水沟与边沟、边沟与排水沟之间可采用急流槽直接连接，或者埋设涵管，将道路两侧的沟道连接，再将其集中排至项目区外的天然沟道。在排至天然沟道之前，在截排水沟出口设置沉砂池，当出口地势比较平坦时，采用顺接排水沟与沉砂池连接；当出口地势纵坡较大时，需设置急流槽或跌水构筑物进行消能后，再与低处的沉砂池连接。

根据降雨情况，并考虑安全超高，设计截排水沟的过流断面。湖北省境内风电场道路的截排水沟过流断面多采用矩形，并采用浆砌石或混凝土衬砌，或采用预制U型槽。沉砂池多采用矩形箱体结构，根据实际布设情况及汇流面积具体设计长宽深尺寸。急流槽多采用砌石或水泥混凝土结构，亦可利用岩石坡面挖槽。急流槽基础必须稳固，端部及槽身每隔2～5m在槽底设耳墙埋入地面以下[4]。

3.3 斜坡防护 风电场道路边坡按主体设计已经能达到稳定，为收缩坡脚，需要对坡脚采取挡墙拦挡。目前常用挡墙型式有石笼网挡墙、浆砌石挡墙和植生袋挡墙。其中，石笼网挡墙适用于有块石分布的坡脚位置，浆砌石挡墙适用于路基冲刷比较严重路段，植生袋挡墙适用于一般路段。生态挡墙兼有架构性防护功能和美化生态环境的功能，近年来越来越多地应用在道路工程上。

除坡脚防护外，坡面防护更为重要。对填方路基边坡，应优先栽植低矮的灌木及小乔木，并在林下撒播草籽。苗木及草籽种类根据适地适生的原则进行选择，并确定适当的株行距。当坡面立地条件不太理想时，可考虑开挖鱼鳞坑客土栽植乔灌，增加蓄水保土能力，并搭配栽植爬山虎类爬藤植物，尽可能增加坡面覆盖度。

由于挖方边坡较陡，难以直接栽植植物，通常采取喷播植草的防护措施，局部基岩裸露段采取挂网喷播植草，或在坡脚开挖水平沟或修砌种植槽，槽内栽植爬藤植物。

运行期，场内道路路面可适当进行缩窄，仅保留检修道路4.0m宽左右，再考虑在缩窄的土路肩上栽植1～2排行道树，一般也选用冠幅小的松栎类乔木或灌木，贴地表全部撒播草籽。

植物措施后采用无纺布苫盖，苫盖措施既能保证草籽快速生长，也能有效防止覆土后边坡在植被恢复期间大风、降雨等不良环境条件引起的水土流失。选择砾石或钢钉作为防护网对其进行固定，并加强管理，确保不被破坏。同时定期洒水进行养护，保证成活率。

4 防护效果

根据现场调查，在采取了正确的水土保持措施后，风电场范围内的植被恢复效果良好，一般1个雨季周期能达到80%的覆盖度，彻底改变场内道路荒坡漫漫的现象。排水设施也能起到比较好的疏导作用，大雨过后，排水沟及沉砂池内有少量泥砂沉积，说明对土的流失起到一定的拦截效果，人工清理后可直接回培在道路边坡，并重新播种草籽。在坡降较大路段的坡脚排水设施偶有破损现象，多因径流淘刷引起。因此，排水设施的设计等级要相应提高，优先采用浆砌石衬砌或混凝土现浇。

5 结语

山区风电场道路施工是造成水土流失的主要因素，对整个项目区的环境破坏非常严重。在做好前期的表土资源保护，施工中应完善排水设施，及时修建坡脚挡墙并进行乔灌草的护坡，必要时采取工程整地和工程植物综合护坡，水土流失才能得到有效控制。若结合适当的环境景观规划，还能形成一片靓丽的风景区，实现可持续发展。

参考文献

[1]廖良胤.山地风电场建设施工道路选线概论[J].水利水电施工，2010（06）：82-83.

[2]郝志敏.南方丘陵区风电工程水土流失主要成因及对策分析[J].科技创新导报，2015（29）：177-179.

[3]卓慕宁，李定强，吴志峰，等.广东省坡地持续利用中的土壤侵蚀问题[J].资源科学，2004，26（增刊）：125-131.

[4]付会光.公路路基坡面排水实施策略探讨[J].道路工程，2013（07）：59-61. （责编：徐世红）