公路工程中常用的水土保持措施
近幾年來，我國的公路交通事業(yè)得到快速發(fā)展，特別是高速公路的建設(shè)，速度更是驚人。1995年全國公路總里程為115．7萬km，到2003年末已達(dá)到180．98萬km，同期高速公路從0．2147萬km發(fā)展到2．9745萬km。但在公路交通快速發(fā)展的同時(shí)也帶來了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。其中水土流失、生物多樣性減少等公路建設(shè)過程的生態(tài)環(huán)境問題以及公路交通噪聲、汽車廢氣、水質(zhì)污染等環(huán)境質(zhì)量問題已為人們?nèi)找骊P(guān)注。在這里我就公路工程中常用的水土保持措施方法和大家一同探討，不足之處請專家不吝賜教。
一、公路工程中常用的坡面防護(hù)措施
公路工程中常用的坡面防護(hù)措施有以下幾種類型：
1．植物防護(hù)
在邊坡上種草或鋪草皮，既可阻止地表水對坡面的沖刷和風(fēng)對坡面的吹蝕，又可綠化路線，增加美觀。在沖刷不嚴(yán)重較緩而高度不大的土質(zhì)坡面上，可選擇適合于當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂驐l件的草籽，直接播種于其上。在沖刷較嚴(yán)重的較陡(但不陡于1：1)和較高的土質(zhì)坡面上，則可采用滿鋪草皮(平鋪或豎鋪的方法)。如果草皮來源困難，則可把草皮鋪成方格狀，在方格內(nèi)種上草籽。植物防護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施，特別在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū)，但采用時(shí)必須注意保證其成活。對于巖質(zhì)邊坡，這種方法一般不適用。在不利于生長的邊坡上(如碎石類土等)，若采用植物防護(hù)，則可在其上先鋪一層厚約10—20cm的粘性土，而后再鋪草皮。
2．邊坡防護(hù)網(wǎng)
在公路挖方路段或半挖半填路段的邊坡采用防護(hù)網(wǎng)可以起到緊固土壤的作用，防止邊坡的落石或滑塌，保護(hù)邊坡穩(wěn)定。防護(hù)網(wǎng)可以用鐵絲或尼龍材料制作。
3．砌石護(hù)坡
對于較陡的土質(zhì)邊坡(1：0．75-1：1)和易風(fēng)化或破碎的巖石邊坡，可采用砌石護(hù)坡。砌石有干砌和漿砌片石兩種，前者適用于邊坡坡度較緩或經(jīng)常有地下水滲出坡面的情況，漿砌片石適用于坡面較陡的情況。
4．抹面
在夾有易于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層的路塹坡面上，由于軟質(zhì)巖層風(fēng)化較快，常常剝蝕而成凹坑，引起上部具有節(jié)理的硬質(zhì)巖層的崩塌和落石等病害。對此，可采用抹面的措施，防止開挖后軟質(zhì)巖層的繼續(xù)風(fēng)化。
5．護(hù)墻
由漿砌片石組成，用以防護(hù)坡度較陡的土質(zhì)邊坡或易風(fēng)化剝落和節(jié)理發(fā)達(dá)的巖石路塹邊坡，避免進(jìn)一步風(fēng)化而出現(xiàn)崩塌和剝落等病害。護(hù)墻不承受墻后的側(cè)壓力，所防護(hù)的邊坡坡度應(yīng)符合穩(wěn)定坡度的要求，一般不陡于1：0．3。
二、公路工程中常用的沖刷防護(hù)措施
沿河路堤的邊坡和坡腳易遭受水流的沖刷和淘刷作用而破壞。對于沿河路堤的坡面應(yīng)根據(jù)河流特性(水流方向和流速大小)采取各種防沖刷措施。常用的沖刷防護(hù)措施有：植物防護(hù)、片石防護(hù)、拋石、石籠和浸水擋土墻等。
1．植物防護(hù)
鋪草皮或種植樹木，適用于水流方向與路線平行且不受洪水主流沖刷的季節(jié)性浸水的路堤邊坡。植物防護(hù)的不沖刷(容許)流速為1．2—1．8m／s。
2．干砌片石護(hù)坡
可按流速大小分別采用單層或雙層鋪砌。單層干砌厚度一般為25—35cm；雙層干砌上層厚25-35cm，下層厚25cm，砌石下設(shè)墊層。這種措施適用于水流方向較平順的河岸灘地邊緣或不受主流沖刷的路堤邊坡，容許流速為2—4m／s。
3．漿砌片石護(hù)坡
受主流沖刷和波浪作用較強(qiáng)烈的路堤邊坡，可采用漿砌片石，厚30-60cm，容許流速為4—8m／s。
4．拋石
適用于水流方向較平順，無嚴(yán)重局部沖刷而已被水浸的路堤邊坡和河岸。所拋石塊的尺寸，根據(jù)流速和波浪大小確定，一般為30—50cm；拋石的厚度不應(yīng)小于石塊尺寸的2倍，容許流速為3m／s。
5．浸水擋土墻
在峽谷急流和水流沖刷嚴(yán)重地段，可采用擋土墻防護(hù)，容許流速為5-8m／s。
各種護(hù)坡工程的高度應(yīng)按路基設(shè)計(jì)洪水位加壅水高度、波浪侵襲高度和安全高度(0．5m)之后確定。
三、公路排水措施
防止土壤侵蝕和河道淤塞的主要方法之一是控制地表徑流流量、水流方向以及水流速度。常用的控制措施如下：
1．在坡頂和坡底開設(shè)截水溝。利用排水溝和溢洪道來控制坡地的下沖水流。
2．開挖排水溝，以阻止水流進(jìn)入敏感區(qū)域，并采用多條排水溝分流的方法，使水流不致于匯集得太大。
3．在排水溝中修建混凝土消能構(gòu)筑物，使急速流動(dòng)的雨水得以減速，以減少對下游產(chǎn)生的潛在侵蝕力。
4．在排水溝中設(shè)置各種消耗水流能量的天然材料，如：木樁、草束和石塊等。但這些材料需要得到經(jīng)常的維護(hù)。
5．在公路兩側(cè)構(gòu)筑沉淀池，使水流在進(jìn)入下游排水溝之前，沉淀去除其中所含的淤泥、污染物以及路面垃圾。
同時(shí)，在有橋涵的位置應(yīng)對路線所跨的大、中、小河流作洪水調(diào)查、分析及計(jì)算。大中橋的設(shè)計(jì)水位應(yīng)在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)水利部門提供的數(shù)據(jù)及橋位附近已建橋梁的有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)文件分析確定。在現(xiàn)場水文調(diào)查時(shí)，還應(yīng)調(diào)查沿河既有橋梁的狀況及運(yùn)營情況以及河道防洪規(guī)劃情況。如若有棄土棄渣及其他工程項(xiàng)目影響到河道行洪時(shí)，必須進(jìn)行泄洪河道整治。在施工階段著重注意對取土場和棄土場的水土保持和流失的防治。
為了改善公路兩側(cè)景觀生態(tài)環(huán)境及防止水土流失，全線路塹邊坡、路堤邊坡、分車帶、中央分隔帶范圍、土路肩、碎落臺(tái)、反壓車道、隔離柵、互通立交區(qū)、隧道進(jìn)出口處、特殊位置、收費(fèi)站、生活服務(wù)區(qū)以及擋土護(hù)坡，取、棄土場地等都應(yīng)進(jìn)行綠化美化工程。
作者簡介：吳辰龍（1976—），男，黑龍江北安人，黑龍江工程學(xué)院土木工程系助理講師
近幾年來，我國的公路交通事業(yè)得到快速發(fā)展，特別是高速公路的建設(shè)，速度更是驚人。1995年全國公路總里程為115．7萬km，到2003年末已達(dá)到180．98萬km，同期高速公路從0．2147萬km發(fā)展到2．9745萬km。但在公路交通快速發(fā)展的同時(shí)也帶來了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。其中水土流失、生物多樣性減少等公路建設(shè)過程的生態(tài)環(huán)境問題以及公路交通噪聲、汽車廢氣、水質(zhì)污染等環(huán)境質(zhì)量問題已為人們?nèi)找骊P(guān)注。在這里我就公路工程中常用的水土保持措施方法和大家一同探討，不足之處請專家不吝賜教。
一、公路工程中常用的坡面防護(hù)措施
公路工程中常用的坡面防護(hù)措施有以下幾種類型：
1．植物防護(hù)
在邊坡上種草或鋪草皮，既可阻止地表水對坡面的沖刷和風(fēng)對坡面的吹蝕，又可綠化路線，增加美觀。在沖刷不嚴(yán)重較緩而高度不大的土質(zhì)坡面上，可選擇適合于當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂驐l件的草籽，直接播種于其上。在沖刷較嚴(yán)重的較陡(但不陡于1：1)和較高的土質(zhì)坡面上，則可采用滿鋪草皮(平鋪或豎鋪的方法)。如果草皮來源困難，則可把草皮鋪成方格狀，在方格內(nèi)種上草籽。植物防護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施，特別在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū)，但采用時(shí)必須注意保證其成活。對于巖質(zhì)邊坡，這種方法一般不適用。在不利于生長的邊坡上(如碎石類土等)，若采用植物防護(hù)，則可在其上先鋪一層厚約10—20cm的粘性土，而后再鋪草皮。
2．邊坡防護(hù)網(wǎng)
在公路挖方路段或半挖半填路段的邊坡采用防護(hù)網(wǎng)可以起到緊固土壤的作用，防止邊坡的落石或滑塌，保護(hù)邊坡穩(wěn)定。防護(hù)網(wǎng)可以用鐵絲或尼龍材料制作。
3．砌石護(hù)坡
對于較陡的土質(zhì)邊坡(1：0．75-1：1)和易風(fēng)化或破碎的巖石邊坡，可采用砌石護(hù)坡。砌石有干砌和漿砌片石兩種，前者適用于邊坡坡度較緩或經(jīng)常有地下水滲出坡面的情況，漿砌片石適用于坡面較陡的情況。
4．抹面
在夾有易于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層的路塹坡面上，由于軟質(zhì)巖層風(fēng)化較快，常常剝蝕而成凹坑，引起上部具有節(jié)理的硬質(zhì)巖層的崩塌和落石等病害。對此，可采用抹面的措施，防止開挖后軟質(zhì)巖層的繼續(xù)風(fēng)化。
5．護(hù)墻
由漿砌片石組成，用以防護(hù)坡度較陡的土質(zhì)邊坡或易風(fēng)化剝落和節(jié)理發(fā)達(dá)的巖石路塹邊坡，避免進(jìn)一步風(fēng)化而出現(xiàn)崩塌和剝落等病害。護(hù)墻不承受墻后的側(cè)壓力，所防護(hù)的邊坡坡度應(yīng)符合穩(wěn)定坡度的要求，一般不陡于1：0．3。
二、公路工程中常用的沖刷防護(hù)措施
沿河路堤的邊坡和坡腳易遭受水流的沖刷和淘刷作用而破壞。對于沿河路堤的坡面應(yīng)根據(jù)河流特性(水流方向和流速大小)采取各種防沖刷措施。常用的沖刷防護(hù)措施有：植物防護(hù)、片石防護(hù)、拋石、石籠和浸水擋土墻等。
1．植物防護(hù)
鋪草皮或種植樹木，適用于水流方向與路線平行且不受洪水主流沖刷的季節(jié)性浸水的路堤邊坡。植物防護(hù)的不沖刷(容許)流速為1．2—1．8m／s。
2．干砌片石護(hù)坡
可按流速大小分別采用單層或雙層鋪砌。單層干砌厚度一般為25—35cm；雙層干砌上層厚25-35cm，下層厚25cm，砌石下設(shè)墊層。這種措施適用于水流方向較平順的河岸灘地邊緣或不受主流沖刷的路堤邊坡，容許流速為2—4m／s。
3．漿砌片石護(hù)坡
受主流沖刷和波浪作用較強(qiáng)烈的路堤邊坡，可采用漿砌片石，厚30-60cm，容許流速為4—8m／s。
4．拋石
適用于水流方向較平順，無嚴(yán)重局部沖刷而已被水浸的路堤邊坡和河岸。所拋石塊的尺寸，根據(jù)流速和波浪大小確定，一般為30—50cm；拋石的厚度不應(yīng)小于石塊尺寸的2倍，容許流速為3m／s。
5．浸水擋土墻
在峽谷急流和水流沖刷嚴(yán)重地段，可采用擋土墻防護(hù)，容許流速為5-8m／s。
各種護(hù)坡工程的高度應(yīng)按路基設(shè)計(jì)洪水位加壅水高度、波浪侵襲高度和安全高度(0．5m)之后確定。
三、公路排水措施
防止土壤侵蝕和河道淤塞的主要方法之一是控制地表徑流流量、水流方向以及水流速度。常用的控制措施如下：
1．在坡頂和坡底開設(shè)截水溝。利用排水溝和溢洪道來控制坡地的下沖水流。
2．開挖排水溝，以阻止水流進(jìn)入敏感區(qū)域，并采用多條排水溝分流的方法，使水流不致于匯集得太大。
3．在排水溝中修建混凝土消能構(gòu)筑物，使急速流動(dòng)的雨水得以減速，以減少對下游產(chǎn)生的潛在侵蝕力。
4．在排水溝中設(shè)置各種消耗水流能量的天然材料，如：木樁、草束和石塊等。但這些材料需要得到經(jīng)常的維護(hù)。
5．在公路兩側(cè)構(gòu)筑沉淀池，使水流在進(jìn)入下游排水溝之前，沉淀去除其中所含的淤泥、污染物以及路面垃圾。
同時(shí)，在有橋涵的位置應(yīng)對路線所跨的大、中、小河流作洪水調(diào)查、分析及計(jì)算。大中橋的設(shè)計(jì)水位應(yīng)在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)水利部門提供的數(shù)據(jù)及橋位附近已建橋梁的有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)文件分析確定。在現(xiàn)場水文調(diào)查時(shí)，還應(yīng)調(diào)查沿河既有橋梁的狀況及運(yùn)營情況以及河道防洪規(guī)劃情況。如若有棄土棄渣及其他工程項(xiàng)目影響到河道行洪時(shí)，必須進(jìn)行泄洪河道整治。在施工階段著重注意對取土場和棄土場的水土保持和流失的防治。
為了改善公路兩側(cè)景觀生態(tài)環(huán)境及防止水土流失，全線路塹邊坡、路堤邊坡、分車帶、中央分隔帶范圍、土路肩、碎落臺(tái)、反壓車道、隔離柵、互通立交區(qū)、隧道進(jìn)出口處、特殊位置、收費(fèi)站、生活服務(wù)區(qū)以及擋土護(hù)坡，取、棄土場地等都應(yīng)進(jìn)行綠化美化工程。
作者簡介：吳辰龍（1976—），男，黑龍江北安人，黑龍江工程學(xué)院土木工程系助理講師