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本期期刊速读内容来自《国防交通工程与技术》期刊2019年7月的文章《基于水土保持理念的城市道路路基施工技术》，作者张超。 张超（1983—），男，工程师，主要从事道路、桥梁工程技术管理工作。 城市道路路基施工时，常遇到路基存在深层较软弱土层需要处理且受周边生态环境限制的问题。以长安街西延道路工程为例，从水土保持角度，通过方案比选，介绍如何利用强夯法在保证道路路基稳定的同时，又能尽快恢复建设场区生态功能、利于水土保持的施工技术方法。结合具体施工实践，阐明了相关施工监控技术及水土保持评价要点。施工实践证明，此技术经济效益、社会效益良好。 当前，我国水土流失问题和土壤侵蚀问题带来了新的挑战和发展机遇。新《水土保持法》对水土保持监测定位很高，推进全国的水土保持监测工作，使各地的水土保持监测工作逐步走上规范化道路，就显得尤为重要。道路交通在施工过程中，极易造成水土流失等问题，很多水土保持方案过于简单、无针对性和实用性、可操作性较差。本文针对长安街西延道路工程，从水土保持监测的角度，对该项工程的实施作一些探索。 １ 工程概况 １.１ 工程基本情况 长安街西延项目地跨门头沟区和石景山区，位于现况长安街西延长线上，东西走向，西起现况门头沟区三石路，向东穿越门头沟滨水商务区和门城公园，上跨永定河治理工程“四湖一线”莲石湖，东至终点古城大街，全长6.459km。 １.２ 工程所处环境下水土保持需求情况 该规划道路拟建等级为城市主干路，车道布置4上4下，规划道路范围内设计有连接三石路与莲石湖的关键路口。此路口覆盖区域全长90ｍ，宽62ｍ，位于原砂石采集坑范围之上，坑内回填土层由上至下分为人工堆积土层、杂填土层及粉质黏土层等，回填平均深度5～17ｍ。 为保证该范围内路基的稳定，需采取相应路基处理方法对该段路基进行处理。但由于该路基工程西临永定河治理工程“四湖一线”莲石湖，在采取措施保证路基稳定性的同时，还需满足施工生产中降低水土流失量、保证地表抗腐蚀性等水土保持质量标准等目标的要求。为此，结合地勘及现场实际条件、选择合理的地基处理方法，是本工程达到建设目的、满足周边环境要求限制的关键。 １.３ 水土流失危害分析及预测 本工程施工永久占地面积5580ｍ2，施工期间永久占地面积范围将不可逆的改变原有地表形态，增大水土流失的强度，使土层抗腐蚀能力及土壤稳定性减弱，在风力作用下将会造成扬沙、扬尘，影响附近居民的生活；同时，施工过程中，若不考虑水土保持措施，工程建设期内水土流失总量将接近79.76ｔ，严重破坏施工区及周边生态环境。 １.４ 水土保持防治重点的确定 依据预测结果、工程建设扰动情况、水土流失影响程度及现场查勘情况，本工程水土保持防治重点确定为保证工程占地扰动地表面积率、土石方平衡率及配备具有水土保持功能等。 ２ 基于水土保持的工程施工方案 根据现场实际情况、该城市道路路基深层处理技术，依据有关施工技术规程，选取挖除换填处理方法及强夯处理方法两个方案。从水土保持角度出发，结合该工程防治重点，对其分别进行分析与评价。 ２.１ 挖除换填法 挖除换填法是指先将路基基底一定范围内软弱的土层挖除，然后分层填入坚硬、强度高、性能稳定及无侵蚀性的土层，并随层同步振实，使之达到设计要求密实度及承载力，作为新建道路路基的一种地基处理方法。 结合现场情况，本工程在对该范围进行挖除换填时，土方开挖总量约6.13万ｍ3，土方弃土总量约4.02万ｍ3，土方回填总量约7.66万ｍ3（土方虚实体积比按0.8考虑）。根据北京市发布的全市建筑垃圾消纳场所一览表，本工程附近渣土消纳场不具备完全消纳废弃渣土的条件，不利于土方平衡；且渣土消纳场位置距本工程较远，在弃渣运输过程中，施工机械和车辆使用量较大，易因为无序行驶加大对永久扰动地表外额外地表面积扰动和植被破坏及产生道路遗撒、扬尘等问题。 同时，采用此法施工，施工工期在3个月左右，施工人数25人左右。依据《北京市城市道路工程施工技术规程》，结合北京市地方标准、行业标准和国家标准，需以最大节水原则为目标，对施工期间用水量进行合理性优化，以避免施工生产中施工用水、生活用水使用不当造成水资源浪费或不可避免的造成土壤径流。为此，施工用水定额标准选取值按表１所示方法进行选取、计算。 表１ 路基处理施工用水定额标准选取对比 依据表1标准，本项目办公楼、宿舍、食堂的生活用水和道路浇洒的环境用水，在施工生产期内，用水量在3左右。 ２.２ 强夯处理法 强夯法是利用相应强夯机械，举升夯击锤至一定高度后，让夯击锤自由下落，依靠其下落的冲击动能对拟建道路路基进行夯击，迫使深层土密实，以提高路基基础承载力，提升基础均匀性、消除不均匀沉降的路基处理方法。 结合现场情况，本工程在对该范围运用强夯法处理时，土方工程基本能达到土方平衡；同时，由于其施工时使用的施工机械数量有限、类型单一，能最大程度的避免永久扰动地表外额外增加的地表面积扰动率和植被破坏、道路遗撒、扬尘等问题。 同时，由于此法施工机械化程度高、施工工期短、投入人员数量较少，依据上述标准计算后，在施工生产期内，该法用水量在187ｍ3左右，也利于节约水资源等。 综上所述，从水土保持角度分析与评价，方案一由于施工体量较大，工程投资较大，造成的环境影响、水土资源使用及流失情况不符合水土保持防治重点要求。方案二在施工过程中产生影响的指标符合水土保持防治重点，因此作为该道路深层路基处理的方案。 但方案二由于对道路设计等级及路基承载力存在要求，在正式施工前、施工后需认真根据土质情况对夯击能能级进行取值、考虑夯击点点位布置及承载力检测。在具体实施过程中，由于夯锤在对土壤进行夯击时，因夯击能扩散或造成施工区域外周边土壤结构破坏，遇雨时发生径流，使水土流失强度加剧，故在夯击中亦对水土保持指标进行监测，以确保水土保持防治重点得到全面落实。 ３ 水土保持监测方案 ３.１ 监测内容 根据《水土保持监测技术规程》、水土保持六项控制目标要求及现场实际情况，本工程水土保持监测的主要内容为：①扰动土地面积；②水土流失面积；③降雨条件下土流失的区域。具体见表2。 表２ 水土保持监测点总体布局和监测内容 ３.２ 监测方法 ３.２.１ 监测点位布设 水土保持监测点的布设应体现水土保持监测的全面性、典型性和代表性。根据计划监测的水土保持区域特点，按照监测技术规程的要求布设监测点。 ３.２.２ 监测时段及频次 监测时段工程施工前对各点观测一次；在工程施工期内，至少监测两次，遇暴雨后补充监测次数；工程竣工后，继续监测至设计水平年末，每年两次，雨季来临前监测一次，雨季后监测一次。 ３.２.３ 监测指标 依据有关水土保持监测技术规程，结合各监测分区的水土流失特点，确定各个监测期的监测指标，监测指标主要包括水土流失因子、水土流失状况、水土流失危害、水土保持效果评价指标等。其中，各项监测指标在本次施工方案的目标值如下：扰动土地整治率为95％，水土流失总治理度为97％，拦渣率为95％，土壤流失控制比1.0，林草植被恢复率98％，林草覆盖率27％。 ３.２.４ 监测方法 （１）地面观测：对项目建设过程强夯区域外夯击能扩散区采取地面观测，观测内容主要有：土壤侵蚀面积、侵蚀量等。 地面观测时除在相应的监测点进行例行监测外，特殊情况和允许条件下可进行联合监测和对比监测。 （２）调查监测：调查监测的内容主要包括项目实施前后土地类型变化、扰动土地面积、水土流失面积、工程措施的稳定性等情况。 调查监测的方法主要有普查、典型调查、抽样调查等。 （３）临时监测：水土流失临时监测是采取不定期（如大雨后）的对强夯夯击能扩散扰动区进行调查，主要是各监测区在降雨条件下容易产生严重水土流失的区域。 （４）巡查：不定期的进行全面踏勘，若发现较大的扰动类型地表变化（如新出现地貌内土堆消失等）或流失现象须及时监测记录。 ４ 检测与监测结果分析 ４.１ 强夯后地基承载力 由相关具有专业资质的检测单位参照《建筑地基处理技术规范》的要求对现场进行地检测，具体结果见表3。 表３ 不同点位的地基承载力特征值 kPa 所检测的点位地基承载力特征值均满足设计要求，满足道路设计等级标准。 ４.２ 水土保持效果 由相关具有专业资质的监测单位参照《水土保持监测技术规程》的要求对现场进行监测后，得到以下数据，具体见表4。 表４ 不同指标监测结果与方案目标值对比情况表 （１）扰动土地整治率。扰动土地的整治率＝（项目建设区内扰动土地的整治面积/扰动土地总面积）×100％，本次施工扰动面积为4.62hm2，治理面积4.58hm2，扰动土地整治率99.13％，达到监测目标。 （２）水土流失总治理度。水土流失总治理度＝（水土流失治理达标面积/造成水土流失面积）×100％，水土流失面积为1.25hm2，水土流失治理达标面积为1.24hm2，水土流失总治理度为99.2％，达到监测目标。 （３）拦渣率。拦渣率＝（实际拦渣量/总弃渣量）×100％。 （４）土壤流失控制比。土壤流失控制比是指项目建设区内，治理后的容许土壤流失量与平均土壤流失强度之比。土壤流失控制比＝（项目区容许值/治理后平均土壤流失强度）。本次工程建设容许土壤流失量为400ｔ/（km2·ａ），防治土壤侵蚀强度已降低至396.04ｔ/（km2·ａ），土壤流失控制比为1.01，达到整治目标。 （５）林草植被恢复率。林草植被恢复率是指施工区实际恢复植被面积占可绿化面积的百分比，计算公式是林草植被恢复率＝（实际恢复植被面积/可绿化面积）×100％。通过对项目建设区进行绿化工程，实际恢复植被面积达1.33hm2，可绿化面积为1.35hm2，林草植被恢复率达到98.5％。 （６）林草覆盖率。林草覆盖率是指施工区实际林草类植被面积占项目建设区面积的百分比，计算公式是林草覆盖率＝（实际恢复植被面积/项目建设区面积）×100％。林草覆盖率为28.36％。 所检测区域内水土流失因子指标、水土流失状况指标符合水土保持效果评价要求，水土流失量得到了有效控制。根据监测调查，项目施工区域内未造成水土流失危害。 ５ 结束语 本文介绍了城市道路路基存在深层较软弱土层需要处理且受周边生态环境限制时，如何应用强夯法在保证道路路基稳定的同时，又能尽快恢复建设场区生态功能、利于水土保持的一种路基处理施工技术方法。通过相关监测手段对预期目标进行了验证，从实际角度取得了满足工程施工及水土保持效益的效果。此种路基处理方法相对常规深层路基处理技术，在工程建设中的经济效益上、施工成本上、质量目标完成率上均有利处，值得推广。 ● ● ● 版权声明： |
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