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施工生产生活区的设置及其水土保持措施的布设分析

2020-12-14妍,陈芳,曹

水利技术监督 2020年6期
关键词:生活区水土保持布置

夏 妍,陈 芳,曹 阳

(湖北省水利水电规划勘测设计院,湖北 武汉 430064)

生产建设项目在施工建设过程中都需布置施工生产生活区,便于施工作业和施工管理,是施工组织设计的一项重要内容[1]。合理的施工场地布置对确保施工环境的安全性和施工高效运作起着至关重要的作用[2]。影响施工生产生活区设置的因素众多,包括项目的类型、场地空间条件、地理环境条件、规模、工期变化性、经济合理性等。施工生产生活区的设置属于土建工程的前期必要程序,必然造成地表的扰动、地形地势的微改变,从而会产生一定的水土流失。由于绝大部分属于临建工程,造成的影响往往被忽视,在验收工作中也常常出现恢复不彻底的现象。因此,施工生产生活区的设置及其水土保持措施的布设需要引起我们足够的重视。

1 施工生产生活区的设置类型条件

1.1 施工生产生活区的类型

施工生产生活区从使用属性上可分为施工生产区和施工生活区。其中施工生产区指合同工程施工地点,比如拌合站、砂石骨料堆放场、机械维修停放场、加工厂、综合仓库、预制场等。施工生产区也叫作施工场地或施工布置区,施工场地布置依据施工场地的地形、地质、水文等环境条件、工程枢纽的布置要求、临时建筑和设施的布置要求等,将施工所涉及的混凝土生产系统、水电供应系统、交通系统、仓库系统等合理分配空间位置,要保证施工安全高效、耗资较低、组织管理容易[3]。施工生活区指项目部施工人员驻地,需要满足安全、消防、卫生防疫、环境保护、防汛防洪等要求,一般配有办公室、传达室(门卫室)、宿舍、食堂、厕所、盥洗设施、淋浴间、开水房、文体活动室、密闭式垃圾箱等临时设施,并对室内空间长宽高都有具体要求。

JGJ 146—2004《建筑施工现场环境与卫生标准》规定:“施工现场的施工区域应与办公、生活区划分清晰,并应采取相应的隔离措施”。例如龙开口水电站工程[4],生活区与施工生产区分区规划布置,中转料场、设备停放场等布置于大坝上游右岸,混凝土生产系统布置于大坝左岸下游,砂石加工系统布置于燕子崖石料场下方磨河沟右侧1460~1550m高程的缓坡地,业主营地布置于中江河入江口左侧台地上,业主营地布置于中江河入江口左侧台地上。

现代化生产建设中,施工生产区与生活区及办公区分开设置,布设等级有一定的差异。

1.2 项目类型及施工生产生活区布设

根据生产建设项目类型,施工生产生活区布置各有不同。如图1所示,水利水电项目一般建在山区,施工生产生活区尽量选择布置在冲沟处、河滩地,以及挡水建筑物下游,保证高于当地洪水位及利用枯水期;这种部位比较平整,安全风险较小,场地平整工程量较小,可有效控制工程投资。例如长距离输配水工程[5],施工线路较长,施工临建设施、辅助企业和堆料场地根据主要建筑物位置和施工要求布置,在隧洞作业面、大型倒虹、管桥等工程处设置施工区,每个施工区根据需要设置相应的施工辅助企业、仓库等。施工布置在水利工程施工中呈现出一定的特殊性,特点包括变化性、复杂性、经济性3个方面[6],因此水利水电项目的施工生产生活区要紧密结合地形布设。

图1 水利水电工程施工生产生活区

公路、铁路、河渠等线型工程,施工生产生活区一般根据线路长度或标段分段布置,即沿线分散布置在项目两侧,并考虑经济运距;交叉建筑物例如立交工程、河渠交叉建筑物等由于工程量分布较集中、施工高峰强度较大[7],需在附近单独布置施工生产生活区。上述施工生产生活区用地性质均属于临时占地。

房地产、升压站、泵站、码头等点式站场工程项目,一般施工区域比较小,站区外围一般都设有围墙。施工生产生活区的布置空间非常有限,施工设施通常精简,可在场外购买成品的一般直接采购,场内仅利用时空顺序间隔布置少量堆放场地和加工场等。因此,施工生产生活区一般布置在项目永久占地范围内,并且位置根据施工工序进行调整。

同一生产建设项目的不同建设区域,其施工生产生活区布置也有区别。输变电工程中,变电站工程施工场地一般布置在站区永久占地范围内,不另行征地。输电线路沿线布置塔基施工区和牵张场。根据施工实际需要,在每个塔基周围设置临时施工场地,用于施工期间放置器材、材料及临时堆放开挖土石方[8]。如图2所示,公路项目的超限检测站的施工生产生活区,部分利用匝道永久占地布设,部分在站外临时占地布设。

图2 公路附属设施施工生产生活区

另外,部分项目受特殊地形限制,施工生产生活区需进行结合布置和重复利用。例如,乐昌峡水利枢纽工程属于峡谷河段的水利枢纽工程,两岸为陡峻的山体,岸坡为35°~45°,渣场及施工营造均较困难;坝址下游右岸1km处的滑石排坑大冲沟和左岸过木码头上游侧的砂基坑容量较大,可先用弃渣填高,然后作为施工营造布置场地[9]。卡洛特水电站工程区场地布置条件狭小,为克服这一难点,根据工程施工总进度计划和土石方平衡规划,考虑施工场地的重复利用。1号分包商综合加工厂。在天然砂石加工系统和普通混凝土生产系统投产前,1号分包商综合加工厂部分场地将用于临时混凝土拌合系统布置。2号分包商机械修配停放场。在天然砂石加工系统和普通混凝土生产系统投产前,2号分包商机械修配停放场部分场地将用于临时混凝土拌合系统布置[10]。

综上,施工生产生活区的具体布设位置、布设规模、布设性质各有差异,从水土保持角度,主要体现在地形、空间和恢复方向的区别。另外,施工生产生活区一般在项目前期提前进行选址和场地平整。

2 施工生产生活区水土保持措施布设原则

2.1 施工区和生活区水土保持措施布设

施工生产区和施工生活区根据使用属性上的区别,在水土保持措施的布设上应有差异。施工生产区内的施工活动较为专业和固定,一般在项目施工准备期就进行了选址和场地平整,是水土流失发生的主要环节,在施工期仅进行施工运行,仅有人员及运输机械的扰动,水土流失不严重。对使用周期较长,并且所处区域多年平均降水量在400mm以上的,在施工生产生活区周边及内部需要布设截排水及沉沙措施。在达到防治水土流失功能的前提下,施工生产区排水沟和沉沙池可采用非衬砌断面;施工生活区根据《建设工程安全生产管理条例》,排水沟和沉沙池一般都采用现浇混凝土结构,并且多采用盖板沟型式,兼顾排水和安全防护。

2.2 永久占地和临时占地水土保持措施布设

根据具体施工方案需要,施工生产生活区可布置在主体工程永久占地范围内,比如点式工程、场站工程、房地产项目;更多布置在主体工程永久征地红线范围以外,比如道路工程、线网工程等。在大型生产建设项目中,对于不同分部工程,施工生产生活区可布置在永久征地红线内也可以布置在红线外。永久占地红线内的施工生产生活区计入永久占地,红线外的施工生产生活区计为临时占地。

根据不同的占地属性,水土保持措施的布设应有差异。永久征地红线外的施工生产生活区需要布设完善的水土保持措施,包括工程整地措施、临时防护措施(截排水工程、表土临时防护工程)和植被恢复措施;征地红线内的施工生产生活区则可结合针对主体工程已布设的水土保持措施,经过分析如能兼顾,则可简化布设措施或省略布设。

2.3 不同地形施工生产生活区水土保持措施布设

由于地形的多样性,同一大型工程,在项目沿线或不同区域都可能存在局部微地貌的差别,有的施工生产生活区占地范围属于≤5°的平地地貌,有的位于坡地。根据具体的施工作业的需要,可将整个施工生产区进行场地平整,也可根据高差需要依地势进行局部平整。平整后的施工生产生活区范围,若场地较平坦开阔,未形成明显边坡,一般仅考虑在场地周边布设排水沉沙措施;若场地平整后形成了高边坡,在周边布设截排水措施的基础上,还应考虑斜坡防护工程。

3 施工生产生活区水土保持措施体系

3.1 土地整治工程

土地整治是指对低效利用、不合理利用、未利用及生产建设活动和自然灾害损毁的土地进行整治、提高土地利用效率的活动[11]。根据生产建设项目施工生产生活区的占地性质、恢复方向等,施工企业需要进行土地整治工程,包括表土剥离及回覆、占压扰动土地的平整和翻松等。表土剥离厚度应根据项目所处的水土保持区划及施工生产生活区具体占压的用地类型(旱地、水浇地、菜地、林地、草地、园地),并结合当地多年的实际土地开发情况,合理确定。

剥离后的表土宜集中堆存在征用土地范围内,并采取临时防护措施。为防止表土扩散流失,在临时堆土场周边布设袋装土拦挡;为防止大风及降雨侵蚀,在表土表面可采用无纺土工布进行苫盖;还可对表土表面进行洒水,辅以机械压实,促进结皮形成,提高土体表面抗风蚀能力[12]。若施工生产生活区使用周期超过一个雨季长度,还可考虑在表土表面撒播少量绿肥草籽,更好的保存表土的养分。

待施工生产生活区使用结束后,应在清除地表临时建筑、建筑垃圾的基础上,采用机械翻松地表,然后根据恢复为林草地或耕地方向,采用机械或人工辅助机械对占用地进行细平整或犁耕。

3.2 截排水工程

根据SL 575—2012《水利水电工程水土保持技术规范》,施工生产生活区截排水工程设计标准采用3~5a一遇5~10min短历时设计暴雨。截排水沟一般沿征地界周边布设,并预留施工生产生活区进出口,在施工生产生活区进出口下埋设涵管以便贯通周边排水沟。排水沟的尺寸根据明渠均匀流公式计算得出,并考虑安全超高。沉沙池则根据周边地形情况,根据排水沟的坡降方向布设在下游出口处,将汇水搜集沉沙,然后再经过顺接排水沟与下游自然水系或现有沟渠相接。例如,图3为图1所示的施工场地截排水措施平面布置图。

城镇的施工作业区周边道路雨水管网较完善,临时排水沟内积水通过道路雨水管网排导,为避免排水沟中泥沙影响周边水系,考虑在临时排水沟末端设沉沙池。结合同类工程经验,沉沙池布设于场地进出口,沉沙池另一端设临时排水管,将汇水排入市政管网[13]。

3.3 斜坡防护工程

普通裸露坡面治理,在稳定措施包括预应力锚索、格构梁、混凝土格构、支护挡墙、柔性防护系统等基础上进行植被固定和种植[14]。根据SL 575—2012,施工生产生活区斜坡防护工程级别应采用5级。当施工生产生活区仅形成5m以下的低矮边坡,一般不存在稳定安全隐患,仅考虑撒播草籽的防护方式。部分施工生产生活区例如砂石加工场,需要利用地形高差筛分砂石,在场地平整后局部形成高边坡,其边坡一般都达到稳定要求,但形成的裸露坡面水土流失相对严重,需要进行坡面防护,防护可采用植物护坡或工程植物综合护坡。通常采取种植速生灌草、喷播植草和挂网喷播植生等。当坡面立地条件不太理想时,采用客土栽植,可考虑框格植草护坡,鱼鳞坑栽植小乔灌并搭配栽植爬藤植物护坡,或在坡脚开挖水平沟或修砌种植槽,槽内栽植爬藤植物护坡。例如图4即为展示高、低边坡防护不同的植物栽植方式。

图3 某项目施工生产生活区水土保持措施平面布置图

当施工生产生活区位于寒冷地区或临水边坡时,下坡面防护还应考虑冻融、冻胀作用和水流冲刷冰压力等作用,可采用格宾生态护岸等结构形式[15],即可保证坡脚的稳定性,其自身具有柔韧性和多孔结构特点,具有一定的生态保护功能。

图4 某项目施工生产生活区水土保持措施剖面图

斜坡防护工程在施工生产生活区场地平整后即可根据需要布设,并在施工运行期间发挥防护效果,待施工生产生活区使用完毕后,根据场地恢复方向,结合林草工程持续防护,并对破损裸露部位进行补植或补修。

3.4 林草工程

生产建设项目施工生产生活区使用完毕后,未采取复耕的即要采取林草工程。根据GB 51018—2014《水土保持工程设计规范》和SL 575—2012,施工生产生活区植被恢复与建设工程级别执行3级标准。

根据适地适树的原则,一般情况下,施工生产生活区原占用普通林地的则恢复成林地,林下进一步撒播草籽增加地表覆盖。具体的树种类型选用具有水土保持功能的乡土树种,乡土树种与水土保持树种的结合选种不但保证了水土保持效果和成活率,还可防止外来物种的入侵[16]。若恢复方向指定为园林或经济林地,则选用具有水土保持功能的园林树种或经济林树种,乔木包括柳树、银杏、枫树、侧柏、板栗等,灌木包括金银花、紫穗槐、沙棘、火炬树等。在垂直配置上采取①乔木+灌木+草坪、②乔木+草坪、③灌木+草坪、④乔木+灌木+地被+草坪等组合搭配,充分利用生物多样性,提高成活率和防治效果。常用水土保持草种包括紫花苜蓿、三叶草、狗牙根、结缕草、老麦芒、羊茅草等。

施工生产生活区林草工程还需根据当地降水量等自然条件布设,当降水量较低时,植被存活较困难,可选用耐旱的树草种,或简化植物搭配类型。例如西藏藏北地区,降水量低于200mm,施工生产生活区扰动后期仅考虑撒播草籽的恢复方式,草种也多选用紫花针茅、沙蒿等,并进行抚育管理,甚至采用砾石压盖抵抗风沙,林草植被恢复率和林草覆盖率一般拟定的也相对较低。

3.5 其他临时防护工程

施工期间,对于未进行土石方场平的施工生产生活区地表可采取铺垫措施,可减少对地表的扰动,并对表土进行了保护;常用铺垫材料包括土工布、钢板和棕垫等,部分可重复利用。对于场地内堆放的临时土方一般采用拦挡和苫盖的防护措施。

4 结语

各类生产建设项目的施工生产生活区设置受影响因素较多,在水土保持实践工作中,要具体分析各施工生产生活区的功能性质、所处地形、空间布局,及后期恢复方向等,考虑可能造成的水土流失影响程度和范围,从而确定必要和完善的水土保持措施体系,减少施工期的水土流失量,并达到经济可行和效益合理。施工生产生活区防护及恢复到位,才能达到项目水土保持设施验收标准,才能体现整个生产建设项目的生态文明建设高度。

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