摘要:公路工程是水电工程的一部分，其建设同样会产生严重的水土流失，对施工地周边和下游的生态环境造成严重的影响。基于公路工程建设中水土流失的危害性分析，从工程技术措施、植物措施和临时措施等三个维度，深入探讨了公路工程建设过程中的水土保持措施，可有效减少水土流失、提高土保持水平。
关键词:公路工程;水土保持;工程技术措施;植物措施;临时措施
近年来，随着我国国民经济的高速发展，公路建设步入了快速发展时期，无论是通车里程还是工程质量都有了大幅提高。大规模的公路建设对缓解交通运输压力，促进各地人员和货物的沟通交流，促进区域经济的快速发展都具有十分重要的意义和作用。但是，大规模的公路建设也不可避免地带来一些负面环境效应，而水土流失是其中最常见的问题［1］。与其他建设项目相比，公路工程属于线性工程，具有路线长、跨越地貌类型多、土石方量大、取土和弃土场多等特点，而这些特点均会对公路工程的水土保持工作带来不利影响［2］。为此，加大公路工程建设中的水土保持措施研究，不仅可以为公路建设项目的水土保持方案编制提供有益思考，同时也可以为今后的公路水土保持研究提供有益借鉴。
1公路工程建设中水土流失的危害性
公路作为一种大规模基础设施，对国民经济和社会发展的重要作用是巨大的，而公路建设造成的水土流失问题也是不容忽视的，鉴于公路建设对环境、地貌、土壤结构、植被的破坏和影响，其造成的水土流失危害也十分严重［3］。1)改变水文特征，诱发水土流失。公路工程建设需要大量的土石方开挖、回填和碾压施工，会对施工地区原有的地貌状态以及自然水文系统造成严重影响和破坏［4］。同时，公路建设会在项目区大量增加不透水地面面积，在遭遇强降雨的情况下，会造成地表产流历时缩短，流量曲线极具升降，进而对河道沟渠的排水过程造成较大的压力。此外，由于工程建设过程中的开挖行为，会对原地层造成不同程度的扰动，为产生新的土壤侵蚀面提供条件，进而诱发新的水土流失。2)造成河道淤积，加剧洪涝灾害。公路施工，特别是山丘区公路施工过程中，会产生数量较大的弃土、弃石和弃渣，这些工程废弃物有时会就近倾倒于河道或河谷，导致河流的含沙量明显增加［5］。另一方面，公路工程施工中产生大量弃土和弃渣场地往往得不到有效管理，在降雨或人为因素的作用下产生的泥沙就会随水流进入河道，并在河道的宽浅处或河口等流速小的地方沉积，最终加剧了河道的淤积，进而对下游的防洪和航运造成不利影响。据测算，我国每年仅在交通设施建设中，就有近5000万t泥沙进入河道，给江河水系造成严重隐患。3)占用土地资源，危害农业生产。公路工程是典型的地表工程，在建设过程中必将对地表环境造成不同程度的破坏。具体而言，公路工程建设往往需要将浅层土壤转移，进而造成土壤中的有机质随着土壤迁移，进而扰乱施工区内的碳平衡，在降雨的情况下还会造成下游的有机质富集，破坏生态环境。另一方面，在通过农田的公路路段建设中，会占用和破坏大量耕地，对当地的农业生产造成严重的不利影响。4)引发地质灾害，影响公路安全。公路建设需要穿越平原、山丘和山谷等各种地貌地区，对工程建设有阻挡的山丘和谷地需要进行夷平、削切和填充，从而产生大量的新坡面和断面，从而改变当地原有的地形地貌，在地质脆弱地区，这种改变极易破坏山体稳定，诱发崩塌、滑坡等地质灾害［6］。例如，1996年投入运营的石太高速，由于边坡防护标准较低，在当年的8．3特大暴雨中发生大小滑坡近百处，直接经济损失近千万元。
2公路工程中水土保持的具体措施分析
鉴于公路工程建设造成的水土流失的严重性和危害性，有必要的工程设计和建设中采取科学、合理有效的水土保持措施。结合公路工程建设的特点以及对相关研究结论的借鉴，从工程措施、植物措施和临时措施三方面对公路工程中水土保持的具体措施进行分析和探讨。
2．1公路工程中水土保持的工程措施
公路工程建设和运营过程中，边坡是水土流失防治的重点和关键部位，针对该部位的水土流失特征，采用工程措施是最为直接和有效的手段［7］。其中，比较常用的工程技术类型有六种。①坡面防护技术，主要是通过抹面、捶面以及喷护技术，提高坡面的防冲刷能力。例如，喷护防护技术主要应用于易风化软岩、裂隙以及坡面不平整、节理发育、破碎较严重的石质路堑边坡。②砌石防护技术，主要包括护面墙、干砌石防护以及浆砌石防护。其中，浆砌石防护具有材料易得、施工简单以及坚固耐用的特点，在公路边坡防护中应用较为广泛，当然，在缺乏石料的平原地区，可以用预制混凝土块代替石块。③锚固防护，主要应用于破碎的硬质岩石坡面以及层状结构不连续地层以及坡面岩石与基岩分离容易下滑的公路路堑边坡，如果边坡岩石破碎、节理发育，可以增设挂网喷护措施。④抗滑桩防护，主要用于易发生滑坡的公路边坡，其基本原理是在滑坡的适当部位设置穿过滑面进入稳定层的抗滑桩，形成锚固段，阻止坡体的滑动。⑤挡土墙防护，按照不同的防护要求，可以选择重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、柱板式挡土墙和锚杆式挡土墙。⑥综合防护，也就是根据边坡的防护需求，采取多种不同防护方式的组合，以提高防护效果。例如，在缺乏石料的土质边坡，可以采取混凝土空心块配合植物防护的综合防护方式。降雨是造成公路边坡破坏的主要原因，对于公路的土质边坡，在水流的作用下土体会分解成细小的颗粒，进而在水流的推移作用下，会形成众多的冲蚀、凹陷和洞穴，久而久之就会形成冲沟，进而诱发坍塌、滑坡等地质灾害，导致坡体失稳。因此，在上述边坡路段，应该采取截水沟、急流槽、排水沟等合理的排水措施。当然，各种排水措施要相互配合，形成完整的排水系统，并与公路排水、路基路面综合整治以及防护加固工程措施相互配合，提高公路边坡的水土流失防治水平。
2．2公路工程中水土保持的植物措施
对公路边坡采取植物措施，具有工程防护措施无以伦比的优势，主要表现在美化环境、改善环境因子以及局部小气候，如果采取经济类植物还可以产生一定的经济效益［8］。因此，在公路工程水土流失防治中，将工程技术措施和植物措施结合使用，可以发挥出更好的防治效果。虽然植物措施具有上述诸多优势，但是在实际工程建设中，大多数植物仅可以满足以上个别条件，选择合适的水土保持植物就显得尤为重要。结合公路工程的特点建议在植物选择方面应该坚持如下原则:一是气候和土壤条件适应原则，这也是保证植物在栽植后可以成活和生长以发挥其水土流失防护作用的基础;二是坚持抗性强、耐贫瘠和耐粗放管理原则，因为公路工程施工范围内的生态环境较差，且公路边坡的土壤往往十分贫瘠和干旱，因此选择的植物只有满足上述条件，方可良好生长;三是抗污染能力强的原则，在公路工程建成投运之后，公路上的车流量和人流量大，周边环境污染严重，特别是会有比较严重的汽车尾气污染，只有抗污染性能好的植物才能在上述条件下长期生存;四是多年生、根系发达、防护作用好的原则，因为一年生植物冬季会死亡，难以起到良好的土壤流失控制作用，而只有多年生、根系发达的植物才能起到固结土壤，防护边坡的目的;五是乡土植物为主，外来植物为辅的原则，乡土植物一般经过了长时间的生存考验，与其他植物相比具有更强的竞争力和生命力，也才能适应公路工程中较为恶劣的生长环境。前文提到，不同的植物种类在防治水土流失方面的作用也有所不同，因此在选用植物措施时应该针对不同的工程利用形式选择合适的植物种类。例如，公路的中央隔离带主要以防炫为主，同时还可以起到诱导方向、丰富景观的目的。但是，中央隔离带的自然环境最为恶劣，对植物的生长最为不利，因此，应该选择浅根系、侧根发达、对土壤要求低、易成活、耐严寒、抗污染、生长缓慢的树种，例如侧柏、圆柏、黄刺玫、丁香、榆叶梅、连翘等植物为最佳选择。再比如，公路的护坡主要起到稳定路基，减少水土流失、隔离外界干扰的作用，可以采取乔。灌结合的方式，选择形体美、易成活、速生的乔木或适应性好的灌木，例如，杜松、国槐、山桃、山杏、樟子松等植物都是不错的选择。
2．3公路工程中水土保持的临时措施
公路工程在进行路基填方工程施工过程中，需要先对表土进行剥离，然后进行路基填筑，这些剥离的表土一般会在公路路基的一侧集中堆放，待公路工程施工完成后再进行回填。在这些土体对方过程中，有必要采取水土保持临时措施。例如，为了防止土体在降雨条件下的滑塌流失，可以在堆积体周边的坡角部位利用土工袋垒砌挡土墙进行临时性防护吗，在上部则覆盖土工布，防止土体长时间堆放过程中的水蚀和风蚀，对降雨量较大的地区和施工季节，还应该在周围设置临时排水沟。此外，对于堆土场和取土场，在施工完毕之后，应当对占地进行必要的植被恢复。在公路施工，特别是大型公路工程项目施工过程中，需要建设大量的施工便道，主要包括路基施工便道、取土场施工便道、连接营地和拌和站的施工便道等。在工程施工结束后要立即进行植被恢复工作。以种草恢复措施为例，应该对施工便道进行深翻和平整，在春季或雨季进行人工或机械撒播作业，在出苗后加强洒水车浇水等后期管理。对于施工营地和拌和站，在施工结束后要清理场地，将表层的沥青废渣、砂石等废弃物清理、填埋，然后进行土地翻松、覆土改造，再根据工程施工前的土地类型进行植被恢复工作。
3结语
公路工程建设对环境的影响是不可避免的，而如何降低这一影响是需要重点关注的课题。做好工程施工建设过程中的水土流失防治工作，不仅可以提高工作效率，减少施工期和运营期的水土流失，还可以减少工程建设对周边环境的影响，提高工程建设和生态环境的友好度。因此，公路工程的施工单位必须要加强施工过程中的管理举措，加大水土保持法律宣传，提高水土保持意识，规范施工行为，保证各种水土保持措施能够落到实处，将工程建设的环境影响降到最低限度。
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