北京市山区高速公路弃渣场水土保持设计

靳新红

(北京市水利规划设计研究院，100048，北京)

北京市山区高速公路弃渣场水土保持设计

靳新红

(北京市水利规划设计研究院，100048，北京)

山区公路；弃渣场；治理措施；国道110北京段

一、研究背景

北京市山区面积10 072 km2，占全市总面积的61.2%，是首都主要的水源涵养及供给源地，同时也是水土流失的主要发生地。山区高速公路沿线风光优美，但山区公路所处区域地形地貌特殊，新建和改建公路过程中要进行大量的挖填方与隧道工程施工，建设中的土石方工程量较大，产生的弃渣如不处理将会产生大量的水土流失，并严重影响到公路沿线生态环境及山区沟道行洪。公路建设弃土弃渣是山区新增水土流失的主要来源，大约占到水土流失总量的80%，所以山区高速公路设计时应尽量加强项目土石方的综合利用，减少因弃渣对项目区外部环境的影响。然而，由于周边同步建设项目少，项目多余土石方难以全部利用，因此需要设置弃渣场并采取相应水土保持措施。就开发建设项目而言，取土场、弃土堆不仅是一个工程单元，更是自然环境的组成部分，为了降低山区高速公路建成后对生态系统的影响，工程完工后需进行恢复。《中华人民共和国水土保持法》对修建公路引起的植被破坏与开挖堆砌松散堆积物等相关问题做出了明确要求：“弃渣应综合利用，确需废弃的，应当堆放在水土保持方案确定的专门存放地”。因此，在新建和改建高速公路时，要做好弃渣场的设计。

二、案例情况介绍

本文以国道110北京段昌平德胜口—延庆下营段改建工程弃渣场水土保持设计为例。国道110线又名京银公路，起点为北京，终点为银川，是北京市西北部的主要交通走廊。国道110北京段昌平德胜口—延庆下营段改建工程，道路全长45.52 km。在改建过程中，由于桥梁隧道比较多，削坡工程、隧道工程量大，因此工程造成的弃渣量较多。弃渣堆放不合理会淤塞河道，对河道行洪产生不利影响；弃渣场若无植被覆盖，流失的水土将影响德胜口水库水质；同时，该高速公路建成后是外地车辆进入北京市的主要通道之一，道路沿线弃渣的存在严重影响北京市的城市形象。该改建工程设置了4个弃渣场，现以典型的椿树桉弃渣场为例，介绍弃渣场水土保持设计，主要内容为沟道防洪、弃渣平台、植物措施设计。

1.项目区概况

椿树桉弃渣场位于延庆县井庄镇，国道110新线椿树桉隧道北侧入口附近。延庆县地处燕山沉降带西端、延怀盆地东部，南、北、东三面环山，西临官厅水库，形成向西南开放的半环抱地势。境内地形地貌多样，包括中低山、丘陵、平原、河谷等。属暖温带大陆性季风气候区，年均降水量504 mm，20年一遇最大24小时降雨量为148 mm，最大6小时降雨量为112.8 mm，最大 12小时降雨量为137.3 mm；年平均气温为8.4℃，极端最高气温为39℃，极端最低气温为-27.3℃；平均风速为2.6 m/s；最大冻土深0.8 m。山区土地以褐土为主，山地与平原交接地带多为过渡性潮褐土，公路沿线植被多为灌草类以及少量的次生林和人工绿化带。草类组成简单，基本以白羊草为主，覆盖度约为45%。

2.弃渣场设计方案

（1）设计思路

弃渣场的选址原则：一是尽量减少水土流失，二是对周边环境影响小，三是投资节省。按照这个原则，弃渣场选址位于椿树桉隧道的北侧出口靠近东侧山体的坡脚处，属沟道型弃渣场，弃渣场占地面积1.39 hm2，弃渣量约为7.50万m3，弃渣主要来源为隧道施工以及附近削坡所产生的多余土石方，弃渣以砂土、砂石和块石为主。

为了减少弃渣堆放过程中产生的水土流失，保护项目区周边环境，根据弃渣堆放情况，采取工程措施与植物措施相结合的方式进行防护。弃渣场工程措施：对弃渣场整形，根据水力计算结果，留出行洪通道，弃渣场坡脚处设置浆砌石挡墙，防止水流冲刷弃渣产生水土流失。弃渣场植物措施：选用乡土植物物种对弃渣场绿化，增加植被覆盖度，同时增加部分花灌木配置，改善弃渣场景观环境。弃渣场对面为长坡道，为保障行车安全，与主体工程相结合，设计通过植物花期形成醒目的色彩带，提醒车辆驾驶人员减速慢行。

（2）水土保持设计

①沟道防洪设计

首先对弃渣场进行整形，清理出行洪通道。整形后，弃渣平台面积为0.95 hm2，边坡面积0.44 hm2，坡度1∶2.5，沟底宽6~20 m，满足沟道行洪要求，为防止上游来水冲刷弃渣边坡，工程设计采用浆砌石挡墙对弃渣进行挡护，防护标准为20年一遇，浆砌石挡墙采用重力式挡墙。

②弃渣平台设计

植物措施：弃渣平台绿化植物选择以乡土物种为主，点缀种植部分花灌木，乔木树种选择侧柏和国槐，侧柏和国槐能很好地适应北京地区的气候环境，灌木树种选择山桃、黄刺梅、榆叶梅、沙地柏等观花观叶植物，在增加植被覆盖的同时，提升弃渣场景观，美化道路沿线自然环境。平面布置方式为：用养护道路将弃渣平台分为不同的功能区，弃渣场东北侧山体植被以侧柏为主，因此，在道路与山体之间设置过渡区，以2 m×2 m密度种植侧柏，使弃渣平台绿化与周边山体植被自然衔接，弃渣平台中心区域以园林花灌木为主，点缀种植国槐，弃渣平台边缘单行种植侧柏进行固土护坡。椿树桉弃渣场植物措施平面示意图见图1。

图1 椿树桉弃渣场植物措施平面示意图

工程措施：弃渣平台设置硬化道路，方便工程后期植物措施养护，道路硬化后也可以进一步减少弃渣平台的水土流失。本着经济节约、就地取材的原则，道路设计为块石道路，路宽3 m。

弃渣平台边缘设置浆砌石排水沟，防止山坡坡面汇流冲刷弃渣边坡，排水沟采用梯形断面，底宽50 cm，深50 m，边坡比1∶1。

③弃渣边坡设计

边坡绿化：弃渣场边坡绿化充分考虑与主体工程相结合，通过工程平面图分析结合现场踏勘，弃渣场对面新建道路为一长坡道，该段道路需控制车速，防止事故发生，因此，弃渣场边坡绿化植物种选择红花胡枝子与连翘，混交方式为带状混交，带宽30 m，通过大面积颜色变化，消除车辆驾驶人员视觉疲劳，同时红色与黄色均为交通警示色，提示道路行车人员减速慢行，保障行车安全。

排水沟：弃渣场边坡设置纵向排水沟，将上游山坡及平台汇流引入下游沟道，排水沟采用矩形断面，断面规格为0.4 m×0.4 m，沟底比降与弃渣边坡一致，排水沟底设置台阶，不仅可以降低流速，减少对下游沟道的冲刷，还可以满足后期植被养护人员交通需要。

3.效益分析

山区公路建设过程中，弃渣场的施工质量和恢复效果直接影响到公路本身和环境安全。项目实施以后，满足沟道行洪，增加植被覆盖，减少了水土流失，改善了道路沿线自然景观，满足建设项目水土保持6项指标要求。

项目实施两年后，弃渣场植被恢复效果良好，逐渐实现了动植物的多样性，形成了稳定的生态系统。2012年6月项目顺利通过水利部组织的水土保持验收。

三、结论

弃渣场采取水土保持措施以后，不仅有效减轻了水土流失，而且有利于弃渣场边坡的稳定。同时，该改建工程的弃渣场均在临近项目区的沟道一侧布置，部分弃渣场占用沟道较为严重，通过工程治理，疏通水路，保证了沟道正常的排洪功能。

[1]童云深.山区高速公路工程弃渣与生态保护[J].公路，2013（12）.

[2]于杰，马良军，刘寻续.丹拉国道西宁过境高速公路工程水土流失及其防治[J].中国水利，2009（4）.

责任编辑 韦凤年

U419.3+S157

B

1000-1123（2016）12-0037-02

2016-04-14

靳新红，高级工程师，主要从事水土保持方案编制工作。