关于高速公路水土保持方案取土场比选和排水设计的探讨.doc

'关于高速公路水土保持方案取土场比选和排水设计的探讨高速公路建设由于线路长、路基填筑方量大，需要占用大量的土地作为取土场用地。而公路项目在设计吋，重点放在主体工程设计上，对取土场及其周边牛态环境的保护和终期治理方面考虑不足。近来，我站在两条高速公路水土保持方案编制过程中，着重对取土场的选择及终期治理中的排水设计进行了深入探索。1、对主体工程设计中取土场进一步比选优化(1)取土场选择应注意的方面对主体工程设计所选取土场的场位、数量、占地类型及面积进行评价,是编制水土保持方案的主要内容之一。但我们不应仅局限于依据设计资料对主体工程设计提供的取土场进行评价，还应对其逐个实地踏查，并对线路沿线可能的取土场位进行认真细致的调查比选，从中推荐更符合水土保持要求的取土场，尽量减少占用水土保持设施和林草，保护和改善自然生态环境，减少水土流失。(2)扩大调查范围，经过比选推荐取土场 安林高速公路位于河南省安阳市境内，线路全长约51km。公路全线共设9个取土场，其中2号取土场为安阳电厂储灰场，拟利用粉煤灰填筑路基，其它8个均为土料取土场。按照路基填筑材料要求，级配碎石、砂卵石等都可用于路基填筑。根据我们以前掌握的情况，在进行了大量的深入调查后，我们初步选择了9个取土场，在与主体工程设计中的9个取土场进行了占地类型、土质、运距、后期治理难易和运土路况等多方面的比较后，推荐其中的4个供主体工程采用。位于线路北侧4km的安阳钢铁公司废弃杨家庄铁矿矿区，在弃渣场堆积有170万n?矿渣。该矿渣属铁矿石经过磁选后的废弃物，主要为级配碎石，是良好的路基填筑材料。采用矿渣填筑路基施工工艺简单，填筑质量高，受天气影响较小，而且可以节省取土费用和治理费用。另一个是距离线路约0.5km、平行于线路走向的林州市桃园河焦家湾河段。在该河段长约3km的河道内，淤积有75万n?的河滩砂卵石，不利于河道行洪。经征求当地水利部门意见，同意按河道规划要求，将釆挖河滩砂卵石填筑路基和河道整治结合起来进行。推荐的另外两个取土场在k34附近，占地皆为荒岗岗坡，运距在0.5km左右，土质符合路基填筑土料要求。向业主推荐新选取土场后，业主委托有关单位经过进一步检验分析，确定采用，目前我站推荐取土场已经在公路施工中得以使用。以上取土场的采用不仅可使公路建设减少占用梯山16hm2,恢复弃渣占压岗坡植被 6hm2,而且可为业主节省水保设施补偿费33万元、征地及运输费用173.3万元、后期恢复治理费用3.1万元，原有弃渣治理所需要的费用40万元也得以节省，共节省费用249.4万元。具有保护水土资源、减少水土流失、改善生态环境、消除安全隐患、节省工程投资等多重效益。2、排水方案设计要因地制宜、切实可行(1)取土场排水设计原则取土场的排水设计应符合有关技术规范对水土保持、生态环境保护的总体要求，按照“因地制宜，安全可靠，切实可行，经济合理”的原则，紧密与当地生产规划、土地利用规划以及土地合理利用相结合，以恢复原土地利用类型为主，为恢复原土地利用类型创造条件。(2)取土场排水设计山丘区取土场周边排水条件普遍较好，在这里不再赘述。平原区取土场所处地势平坦，高差比较小，形成取土坑后场内涝水外排困难。因此,制定科学合理、切实可行排水措施对恢复原土地利用类型就显得尤为重要。阿深公路安阳境段高速公路位于安阳市滑县境内，线路全长约42km,项目区地处黄河冲积平原风沙区，地势平缓，自然坡降1/5000〜1/7000,区内土地资源较为缺乏。线路全线共设取土场12个，取土深3m左右, 取土场占用土地的利用类型都为耕地。地下水埋深一般在10〜16m之间,最大可达19mo自然排水基本上是地表漫流，汇集后排往较大的排水沟或村庄周边的坑塘，排水沟深度在4〜5m,坑塘深度一般在8m以上。由于地下水埋深较大，取土场底面的农作物不受盐渍化威胁，因此排水设计主要针对排除地表涝水进行。取土场的排水主要分为场内排水和涝水外排两部分，场内排水采用梯形土质排水明沟，共分干、支、农三级，断面面积分别按照距离外排进水口距离的远近由小到大渐变。涝水外排方式通过比选确定。经过对口流明排、抽水机械结合场外暗管强排和自流暗管排水三种排水方式从投资、永久占地、运行管理等方面进行比较，选择永久占地少、投资小、运行管理方便的自流暗管排水为本方案涝水外排方式。自流暗管排水工程由外排进水口、排水暗管、亮井和外排出水口等组成，均为浆砌石结构。外排进水口位于取土场内一侧，为场内涝水外排的入口。亮井是暗管排水系统上,主要起沉沙清淤、调节水位和检查维修等作用。按照排水暗管设计要求,每间隔200-250m设置一亮井，并在出水口上游5m处增设一亮井，主要起沉沙清淤、调节水位和检查维修等作用。外排出水口位于场外承泄区，为涝水外排的出口。根据调查的场外地形条件的不同，涝水承泄区分别为 周边沟河或村边坑塘，承泄区内修建有浆砌石急流槽和消力池。排水暗管上接取土场内外排进水口，向下连接排水沟或坑塘内外排出水口。排水设计水利及水力计算过程：本建设项目所在区的排涝设计标准为：设计重现期5年，暴雨历时3天，排涝天数3天，设计排涝模数取滑县小流域五年一遇标准下的排涝模数q=0.65m3/s/km2,排水系统控制面积为F,按公式Q二qF取一典型取土场计算出排涝流量Q。管材拟选用耐冲刷、耐酸碱、造价低的缸瓦管，管道糙率n=0.013,设计管道纵坡i=0.001,按无压（设计充盈度u=0.80）“长洞”进行计算，采用明渠均匀流公式Q=AK0i1/2,式中A为流量比，Ko为圆管满管流的特性流量，由H=0.80查表得A=0.988,代入上式可求出Ko，再由Ko和n查表得出排涝管道计算直径。按照相同方法分别计算出12个取土场的排涝流量和排涝管道计算直径。经计算，各取土场设计排涝流量Q=0.0736~0.1866m3/s,排水暗管管径d=450〜600mmo阿深公路安阳境段高速公路取土场的水土保持治理措施，特别是排水设计，科学合理、切实可行，符合当地农业生产规划和土地利用规划，可有效防治取土造成的水土流失，恢复原土地利用类型，有利于项冃区农业健康持续发展。本水土保持方案的涝水外排设计可减少占用土地5.3hm2, 每年节省运行费用12万元。结语取土场的选择对高速公路主体工程本身和水土保持方案，都是非常重要的内容，它既关系到主体工程建设进度和质量，又对周边自然生态环境和后期水土流失治理有很大影响。作为水土保持方案编制单位，不应仅仅停留在对其单纯的评价、认同和引用上，还应在认真查阅有关设计资料的基础上，进行深入调查勘察，从水土保持方面提出优化设计方案，使主体工程建设与保护水土资源、改善生态环境相互促进。取土场的排水设计，是平原区高速公路水土保持方案编制的难点和重点，决定着取土场能否真正按水土保持要求恢复原土地利用类型。因此,在取土场选择时，就要考虑将来恢复治理的排水问题，对取土场周边排水系统进行详细调查，在此基础上，进行多方案比选，做出科学合理的排水工程设计。'