取料场地质环境综合治理方案水土保持评价——以青海省曼大公路KD-SG1标段为例

李 平,秦瑞杰，张海强

(黄河水土保持天水治理监督局,甘肃 天水 741000)

随着国民经济和社会的快速平稳发展，我国的公路建设进入了全面规范和高质量发展阶段。作为重要的交通基础设施，公路无疑对缓解区域客货运输矛盾、促进区域沟通与交流、加快区域经济发展起着极为重要的作用。但公路建设在带来经济发展与繁荣的同时，也带来了环境破坏的负面影响[1]。公路建设过程中取土(石、砂)场严重扰动地表、破坏土壤结构和植被，如果处理不当会造成严重土壤侵蚀，甚至使周边区域生态环境遭到破坏，并且靠自身很难恢复，后期治理难度较高，是公路建设中水土流失防治的重点。按照“谁破坏，谁治理”的原则，公路建设单位需编制取料场地质环境综合治理方案。从水土保持的角度，对青海路桥建设股份有限公司《曼大公路KD-SG1标段取料场地质环境综合治理方案》进行评价分析，以期为青藏高原公路工程取料场水土保持综合治理提供参考。

1 取料场概况

青海省曼大公路KD-SG1标段取料场(E101°56′5″，N37°18′8″)是国道569曼德拉至大通公路青海省克图至大通段第一施工标段在大通河北岸设置的一个片石料场，位于岗青公路K187+450处东川镇克图口阿亚槽西侧，南距岗青公路20 m，西距东川镇7.5 km、门源县29 km。取料场地处青藏高原，海拔2 656～2 776 m，属大陆性高原气候，具有寒长暑短、四季分明、无霜期短、日温差大、多风少雨、蒸发量大等特点。取料场地貌为中低山，地形切割强烈，地形坡度25°～60°，最大相对高差120 m；土壤主要为山地淋溶黑钙土，土壤厚0～60 cm。取料场分布于主沟道两侧山坡上，占用土地1.85 hm2，其中灌木林地0.90 hm2、天然牧草地0.95 hm2。

取料场使用期限为2016—2019年，自露天开采以来，已形成东、西两个开采面，其中东开采面东西长135 m、南北宽117 m，挖损土地面积1.35 hm2；西开采面南北长101 m、东西宽68 m，挖损土地面积0.50 hm2。取料场在开采过程中分别形成不稳定斜坡Q1、Q2，其特征见表1。

表1 不稳定斜坡Q1、Q2特征

2 综合整治方案简述

按照“谁破坏，谁治理”的原则，2020年曼大公路KD-SG1标段施工单位青海路桥建设股份有限公司委托西宁靖辉信息咨询有限公司编制了《曼大公路KD-SG1标段取料场地质环境综合治理方案》，在对取料场地质环境影响进行评估分级，明确取料场地质环境治理目标、任务的基础上，对取料场已造成的环境破坏问题提出了科学合理的治理方案。目前，施工单位正对取料场进行综合整治。

综合治理方案中，按《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T 0223—2011)设计了治理区地质灾害防治工程，取料场挡墙、排水沟工程，网围栏和警示牌工程，土地植被恢复工程。其中，治理区地质灾害防治工程主要对Q1、Q2不稳定斜坡进行刷坡、反压治理，清除浮石、危岩及临空区域岩石，形成平顺、稳定的坡面，消除地质灾害隐患。在取料场建设挡墙、排水沟工程，并在外围设置网围栏和警示牌，起到防护和警示的作用。对形成的采坑采取平整、覆土、复绿等措施，对坡面实施植生袋和挂网喷播护坡工程，恢复地表植被。其中,取料场边坡复垦为天然牧草地1.69 hm2，采取削坡、挂网喷播及植生袋等措施复绿；取料场平台复垦为乔草相结合的林地0.16 hm2，采取平整、覆土及撒播草籽、栽种树木等措施复绿。

3 综合治理方案水土保持评价

3.1 综合治理方案中的水土保持措施

综合治理方案中，具有水土保持功能的措施可分为拦渣措施、边坡防护措施、截排水措施、土地整治措施、植物措施等(见表2)。其中，边坡防护措施是在不稳定斜坡Q1、Q2经过刷坡、反压治理，消除地质灾害隐患后，实施植生袋护坡、挂网喷播护坡等综合防护措施。不稳定斜坡Q1经刷坡、反压治理最终形成②、④号坡面, 不稳定斜坡Q2经刷坡、反压治理最终形成①、③号坡面。根据地形不同，边坡采取不同防护措施，①、②号坡面面积为0.66 hm2，坡面角≤41°，采取植生袋护坡措施；③、④号坡面面积为1.03 hm2，坡面角50°～70°，采取挂网喷播护坡措施(见图1)。

表2 综合治理方案中的水土保持措施

图1 Q1、Q2不稳定斜坡治理示意(单位：m)

3.2 水土保持措施体系评价

综合治理方案中，根据取料场所处位置的地形、气象、水文、地质等条件，在边坡稳定的基础上，采取坡脚及坡面防护等措施，并与截排水措施统筹设计，同时在满足稳定安全的条件下，采取植物护坡措施、植物与工程相结合的综合护坡措施，与周边环境相协调。拦渣措施、边坡防护措施、截排水措施、土地整治措施、植物措施等构成水土保持综合防治体系，较好地起到了防护取料场坡面、美化生态环境的作用，符合《生产建设项目水土保持技术标准》(GB 50433—2018)中边坡防护的要求。

3.3 单项措施评价

3.3.1 拦渣措施

在取料场底部东、西两侧边沿修筑浆砌石挡墙，总长237 m、高2.0 m，其中地下0.5 m、地上1.5 m，东、西两侧浆砌石挡墙间距≥8 m，能有效控制取料场边坡松散的土、砂、砾石因雨水冲刷而导致的水土流失，防止固体堆积物和覆土的冲蚀，以及陡坡地段滑塌和崩塌，减少对周边环境的影响，符合《生产建设项目水土保持技术标准》(GB 50433—2018)中关于坡脚防护的要求。

3.3.2 边坡防护措施

先对不稳定斜坡进行刷坡、反压治理，清除浮石、危岩及临空区域岩石，形成平顺、稳定的坡面，而后实施边坡防护措施。对不稳定边坡进行治理，是实施后续边坡防护措施的先决条件，符合采石场开采面绿化技术一般工序，也符合边坡防护措施的要求。针对不同坡度坡面，因地制宜地进行植生袋护坡、挂网喷播护坡，有效控制施工成本，符合生产建设项目采取植物措施护坡或综合护坡的要求。

3.3.3 截排水措施

在取料场底部沿原天然沟道走向修建排水沟，排水沟长186 m，断面规格为底部宽0.5 m、顶部宽1 m、深1 m，M7.5片石砂浆衬砌，衬砌厚6 cm。排水沟上游汇水面积1.62 km2，设计洪峰流量的计算式为

Q设=0.278KIF

(1)

式中：Q设为设计洪峰流量，m3/s；K为径流系数，取0.7；I为降雨强度,mm/h；F为汇水面积,km2。

I取20年一遇1 h最大降雨强度22.36 mm/h，则排水沟最大设计洪峰流量Q设为7.05 m3/s。

排水沟均匀流流量计算式为

(2)

式中：A为断面面积，m2；C为谢才系数，C=1/n×R1/6；R为水力半径，m,R=A/χ，χ为湿周，取2.56 m；i为纵坡比，取0.02；n为糙率，取0.017。

排水沟断面面积为0.75 m2，通过式(2)计算，排水沟均匀流流量为2.75 m3/s。

排水沟过洪能力小于沟道上游来水洪峰流量，但是该排水沟是沿天然沟道走向布设的，承担了沟道部分排洪能力，具有一定的汇流导流作用，且不影响沟道排洪能力，符合生产建设项目截排水措施相关要求。

3.3.4 土地整治措施

对取料场平台地面进行清理、平整，平整厚0.3 m，覆土厚0.5 m，同时培肥。对取料场平台进行场平，并进行土壤改良，以适应乔灌草相结合的植被重建工程，符合生产建设项目土地整治要求。

3.3.5 植物措施

对取料场平台地面按间距2 m×2 m栽种青海云杉，同时撒播老芒麦、冷地早熟禾及垂穗披碱草草籽，草种按质量比1∶1∶1混播。采用的树种、草种为当地适应物种，营造乔灌草相结合的植物群落，能较好地防护地表、美化环境，并与周边环境相融合，符合《水土保持工程设计规范》(GB 51018—2014)、《生产建设项目水土保持技术标准》(GB 50433—2018)等要求。

4 结 论

通过对取料场采取坡脚拦挡和边坡防护等综合治理措施，能有效消除重大地质灾害隐患，使取料场与周边环境相协调，治理区的土地、植被得到恢复，形成乔灌草相结合的植物群落，有利于水土保持。而由于水土保持植物措施防治效果具有滞后性[2]，在取料场后期治理过程中应加强监管，严格验收，做好水土保持设施管理维护，及时修补损毁的工程措施，同时检查植被措施保存率，必要时补植、补种，确保其能长期稳定发挥水土保持功能。