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摘要：目前，高速公路建设过程中的水土流失防治问题备受关注。基于此，文章指出了高速公路工程建设水土流失的影响，系统地分析了高速公路建设区水土流失的特点，探讨了水土流失防治思路和方法，希望起到抛砖引玉的效果。
关键词：公路建设；水土流失；防治
高速公路建设改善了城乡的交通条件,不仅给人类的生活带来了极大的方便，提高了人民群众的生活质量，而且加快了经济发展。近年来,我国已经建成了大规模的高速公路网络。
然而，就在我国高速公路建设发展迅速的同时,建设项目中的环境问题也日益突出,尤其是水土流失引起了许多学者的关注。
1.工程建设现状与发展趋势
我国高速公路建设相较于西方国家，晚了将近半个世纪，1988年沪嘉高速公路建成通车，结束了我国大陆没有高速公路的历史。1990年沈大高速公路建成通车，开启了我国的高速公路时代;1992年，交通部制定了国道主干线全国规划，高速公路进入快速发展时期，2000年，国道主干线京沈、京沪高速公路建成通车;2001年，近代史上就有西南动脉之称的西南公路出海通道实现了全线贯通。截至2015年，全国高速公路总里程已经超过12万km。目前，随着西部开发和生产资源向内陆转移，作为交通命脉的高速公路势必会引来一个发展的新高潮，根据规划，到2020年，全国公路通车里程将达到16.9万km。
相对于发达国家，我国高速公路建设依然处在发展阶段，而且大部分的高速公路修建在经济发展不平衡、生态环境脆弱、基础设施建设薄弱，尤其是水土流失严重的地区。公路建设的全面铺开，一方面提升了经济活力，另一方面也造成了环境压力。如何做到公路建设与生态环境和谐可持续发展，在公路建设中防治水土流失是现阶段必须解决的技术问题。
2.工程建设的水土流失影响
高速公路工程一般分为3个阶段:施工准备期、施工期和运营期。3个阶段的施工工艺和建设内容不同，对地表扰动和环境破坏的程度也各不相同(见表1)。对于高速公路工程来说，工程量主要集中在基础建设期，水土流失危害也主要集中在这个阶段。高速公路基本建设过程中存在大量开挖、回填，严重破坏了地表植被，造成地表大量裸露，无法有效截留雨水，降低了地表糙度，增加了雨滴打击力，改变了土壤结构，并产生大量弃土、弃渣，极大地扰动了原地表地貌，改动了局部区域微地形和地面组成物质，地面物质组成的改变必然对土壤侵蚀的发生产生影响，呈现出与原地貌不同的特点。随着我国高速公路的进一步发展，总里程和配套设施急速增加，由此引发的水土流失问题也会日趋显著。
3.工程建设水土流失特点
3.1水土流失呈线状分布
高速公路建设工程扰动呈线状分布，通常以施工中心线为轴向两侧放射，土壤侵蚀特点为线性连续，其扰动土地总面积、直接影响分区总面积、损坏水土保持设施总面积等随施工长度呈明显线性递增;取、弃土场与主干线通过施工便道等连接，进一步增加施工影响范围，呈不规则放射分布于轴线两侧。由于高速公路施工线路较长，施工区内地形地貌变化较大，降水、坡度、下垫面情况等侵蚀因子差异显著，造成整个高速公路建设工程区域内的流失源和侵蚀特点时空分布差异明显。土壤侵蚀多发生在土方开挖、暴雨集中时期。
3.2水土流失类型多样
水土流失产生的主要外营力可将水土流失划分为水力侵蚀、重力侵蚀等多种类型。由于公路线路长，经过的地貌类型也复杂多样，必定会涉及到不同的侵蚀类型，水力侵蚀、重力侵蚀都有可能发生。而不同地貌单元和地表形态又将每种流失类型划分为不同形式。
例如根据地貌和下垫面差异又可以将水力侵蚀划分为面蚀和沟蚀，将重力侵蚀划分为崩塌、滑塌、泻溜、陷穴等。另外，高速公路建设中挖填、爆破、转运等人为扰动，也会增加其发生的频率。
3.3水土流失强度时空分布差异大
高速公路建设工程具有线路长、工艺复杂、建设周期长的特点，导致水土流失时间上的不均衡。总的来说，施工期由于土石方挖填剧烈导致土体和植被破坏，不仅降低了土壤抗蚀性，而且土壤在防护措施完工前完全裸露，在外营力作用下造成大量的流失。公路进入运营期间，由于水土保持措施逐渐完善，土壤流失量稳步减小。
高速公路工程扰动呈线状分布，区内单位工程众多，且施工难度和施工工艺复杂多样，施工区水土流失强度差异随降水、坡度、下垫面情况、土壤抗蚀能力等侵蚀因子变化而变化，造成整个高速公路建设工程区域内的流失源和侵蚀特点空间分布差异明显。一般来说，挖填量大、年均降水量大、地形地貌复杂的施工标段，土壤侵蚀强度往往较大。
3.4水土流失发生时段集中
受降水的年分布差异和不同阶段施工特点的影响，高速公路工程水土流失主要发生在施工期的雨季，而且受降雨周期影响较大，如场地平整、土石方临时堆放、路基填筑等施工工艺破坏了项目区原地貌和地表覆盖，降低了地表颗粒对溅蚀和面蚀的抵抗能力，加速区域土壤侵蚀，若遇到强降雨，地表松散物质极易大量流失。
3.5不可预知危害时有发生
高速公路工程建设常穿越多个地貌类型区，具有较大的不可预知性，诸如山地、丘陵、河谷等，由于边坡开挖过程中改变了坡体的支撑结构，破坏了原有的稳定性，容易引起包括滑坡和泥石流在内的重力侵蚀;同时，因为开挖过程坡面颗粒变得松散，更易受到水力侵蚀;桥梁穿越河流时，堆积在河岸两侧的弃渣存在着进入河道的风险，极易阻塞河道，威胁行洪安全。多种因素相互作用，潜在威胁较大，难以预知。
4.水土保持防治思路及措施
4.1施工组织时段管理
高速公路工程往往需要数年时间进行施工建设，建设过程中不可避免要跨越多个雨季，尤其是开工后前12个月的场平和基础开挖阶段，降雨对于扰动面的影响尤为明显，因此在进行施工组织安排时，有计划地在雨季之后进行场平，可以减少跨越雨季月份数，降低水土流失风险和防治难度。
4.2水土流失防治分区
高速公路工程线路通常较长、跨越多个影响区域，使不同地区的立地条件、流失特点、地形分布、地貌特点、施工工艺、进度安排等环境影响因素存在较为明显的差异，因此相同的防护技术手段，基本不可能在全线尺度下取得相同的防治效果，甚至在某些区域强制采用某些措施会造成适得其反的效果。因此，水土保持措施实施过程中，需要根据沿线各种立地条件、地貌类型、侵蚀特征和扰动重点等要素，对水土流失防治范围进行划分，并以类型区的形式确定其治理重点，根据要点差异实施分区而治的防护措施。
4.3点线结合的防治思想
高速公路工程整体呈带状分布，沿线存在众多点状单元工程，包括站场、弃渣场、取土场、拌和站等，单元工程的占地特性决定了高速公路工程在具有典型线状工程特点的同时也具有部分点状工程的流失特点，同时，由于弃渣场这类点状工程和主体工程之间的连接关系，点状工程可以被看成是线状工程的放射延伸，如羽毛一般向两侧延伸。因此，在水土保持方案的编制实施中，应采取以线带点的全局防护思路，考虑高速公路点状工程的分布特征，结合线状工程分段施工的特点，制定综合的水土保持防治措施体系。
4.4针对性防治措施
高速公路工程因流失分区、施工工艺、施工重点不同而存在不同的流失特点，应结合项目区地貌特点和水文气象条件，并根据不同施工阶段采取针对性的防护措施，采用适应于当前施工阶段的各种复合措施，避免水
土流失现象的发生;在高速公路项目水土保持方案编制过程中，应该明确弃渣场、临时堆土等重点防治区的范围和防治任务，在实施过程中布设具有针对性的防治措施。在弃渣场、临时堆土等点状区域，应以拦挡和截排水措施为主，配合土地整治和复耕措施，恢复原有土地功能;在公路、桥梁主线区域，应以护坡、截排水和植物措施为主，在治理水土流失的同时，提升沿线景观。
4.5多样性防治措施
高速公路项目由众多单元工程组成，单元工程之间的水土流失类型差异性决定了全线水土保持防治措施的复杂多样性。唯有采取工程与植物措施相结合的治理模式才能有效降低水土流失危害。
较为有效的工程与植物措施相结合的模式有:菱形浆砌片石网格固土+植草或灌木防护、三维网植草护坡、土工格室+三维网植草护坡、六边形空心砖+植草防护、拱形框架梁+植草或灌木护坡、鱼鳞坑+灌木防护和浆砌石护坡等。此类复合治理措施能通过工程措施有效分割原有坡面，分级拦截坡面径流，再结合植物措施稳固边坡，减少地表裸露，从而达到改善环境和景观的效果。
在实施水保措施的过程中，应考虑到各种措施的时序性，并选择具有组合价值和互补可能的措施手段，尽可能做到永临结合，不重复建设，最大限度地提升治理效率。
4.6其他环境影响
由于高速公路建设跨越长度较大，规划之初往往难以避免穿越生态脆弱区、饮用水水源保护区、野生动植物天然集中分布区、水土流失重点防治区等环境敏感区。应优化建设路线，降低环境影响。若无法回避，也应对环境影响进行风险划分，识别风险源，针对风险特点布设不同的防护模式。
5.结语
总之，在工程建设的过程中，必须要审慎把握和处理好高速公路所经之处的水土流失问题，采取合理科学的应对措施,行之有效地破解和解决高速公路施工过程中的水土流失难题，将道路施工中破坏环境的行为和程度降到最小，做到公路建设、经济发展与生态环境和谐可持续发展，进而达到共赢的目标。
参考文献：
[1]支亚星.高速公路施工期水土流失防治研究[J].中国科技投资, 2016(25).
[2]李亮,沙尘振嘉.高速公路施工期水土流失影响因素及防治措施[J].城市建设理论研究:电子版, 2015(25).
论文作者:杨文飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
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