新建金華至建德高速鐵路項目水土保持評價分析

韓岳鋒

(浙江中冶勘測設計有限公司,浙江 杭州 310009)

1 概述

金華至建德鐵路是長三角城際網的重要組成部分,可與衢州至建德城際、皖贛新雙線、新金溫、杭黃鐵路共同構成區域快速鐵路網,滿足長三角地區內部的城際客流需求。工程線路包括金華至建德段及金華至東孝段,總長81.918 6 km,其中新建線路總長71.605 6 km,改建線路總長10.313 km,項目組成包括路基工程、橋涵工程、隧道工程、站場工程和改移工程[1]。工程新建正線全長64.508 km,其中路基6.12 km,新建橋梁36.96 km/39座,框架橋2 790.5頂平米/10座,涵洞955.4橫延米/34座,公路涵13.6橫延米/1座,隧道21.430 km/21座,全線設站場5座,改移工程9 903 m/76處,均為改路。全線設棄渣場64.42 hm2/29處,施工便道24.37 hm2/44.29 km,施工臨時棧橋0.93 hm2/2處,水上施工平臺0.64 hm2/2處,臨時電力線路3.86 hm2/25.7 km,給水干管路3.61 hm2/24.10 km,施工生產生活區24.03 hm2/3處,鋪軌基地6.0 hm2/1處,雙塊式軌枕預制廠4.0 hm2/1處,混凝土集中拌合站12.99 hm2/9處,填料集中拌和站2.40 hm2/3處,臨時材料廠1.40 hm2/2處,表土堆場22.06 hm2/20處,中轉料場3.5 hm2/7處,鉆渣泥漿沉淀池8.03 hm2/332座。工程土石方開挖總量761.02萬 m3,填筑總量261.05萬 m3,開挖自身利用量261.05萬 m3,棄方499.97萬 m3[2]。

2 水土流失防治目標

按照《生產建設項目水土流失防治標準》(GB/T50434-2018)(以下簡稱“標準”)的有關規定,結合水利部、浙江省水利廳公布的國家級、省級水土流失重點預防區和重點治理區等通知、公告可知[3]:工程線路DK59+080～DK60+120段(建德市境內)長1.04 km穿越新安江國家級水土流失重點預防區、省級不涉及,工程線路DK55+700～DK61+700段長6.0 km穿越富春江-新安江國家級風景名勝區(其中DK56+000～DK56+600段穿越二級保護區,其他路段穿越外圍保護區);工程DK0+000～DK1+900段、金華至東孝段全線位于金華市城市區域(以下行線計,樁號G×K355+193.504～G×K362+016.649),屬于縣級及以上城市區域。因此,以上路段執行一級標準,但沿線位于四級以上河道(金華江/蘭江/新安江)兩岸3 km匯流范圍內或周邊500 m范圍內有鄉鎮、居民點,故工程其余路段執行二級標準,同一項目涉及兩個以上防治標準等級區域時,應確定分段指標值和綜合指標值,方案考慮利用線路長度加權平均計算綜合指標值。工程最終得到的綜合指標值見表1。

表1 水土流失防治目標(綜合指標值)

3 水土保持評價

3.1 主體工程選址水土保持評價

3.1.1 水土流失重點防治區

工程線路DK59+080～DK60+120段(建德市境內)長1.04 km受新安江橋位及杭黃鐵路建德東站銜接要求、地形地貌及技術經濟指標等限制因素,工程線路無法避開新安江國家級水土流失重點預防區,穿越長度1.04 km位于屏峰山隧道(樁號DK59+070～DK61+138.01)范圍內,隧道進口和出口均不在保護區范圍內,工程100%線位采用隧道形式穿越該區域,有效減少地表擾動和植被破壞。同時,方案在該段線路采取一級防治標準,并在基礎上提高部分防治指標,優化施工工藝方式,控制水土流失對重點預防區影響。

3.1.2 生態敏感區

通過前期研究優化線路方案,工程選線繞避了其中的13處重要環境敏感區,但受線路走向限制,仍不可避免的穿越了富春江-新安江國家級風景名勝區1處環境敏感區。工程DK55+700～DK61+700段以隧道、橋梁、路基形式穿越,穿越長度6 000 m,二級保護區內線路長度600 m,外圍保護帶內線路長度5 400 m,未穿越一級保護區。經論證:工程對“兩江一湖”風景名勝區影響較小,但對景區內的植被資源有一定的破壞作用,施工期間需加強管理,施工結束后通過綠化進行植被和景觀的恢復,盡量減少影響程度。此外,在后續方案設計時針對橋梁設計應采用體現新安江特色的建筑形式等,使其與周邊景觀融為一體,使本工程的建設在格局、形式等均符合風景資源保護的整體要求。

3.1.3 崩塌滑坡泥石流地質災害點

根據《新建金華至建德高速鐵路地質災害危險性評估報告》可知,工程區崩塌災害點9處,其中穩定性較好的有2處,較差的有3處,穩定性差的有4處,但大部分崩塌距離擬建鐵路工程較遠,僅W02對擬建鐵路工程地質災害危險性為中等,其余8處危險性較小。評估區發育滑坡2處,均為巖質滑坡,穩定性較差,但距離擬建鐵路工程均較遠,對擬建鐵路工程的地質災害危險性均較小,施工中對各地質災害點采取支撐加固、坡面防護[4],選擇合理的開挖和爆破方式,坡面防護、監測、生態等措施進行防護。

3.1.4 生態紅線

工程全線不涉及生態保護紅線,距離生態紅線最近距離約1.5 km。

3.1.5 棄渣場占用永久基本農田情況分析

經土石方平衡綜合利用后,仍有棄渣需要設置棄土(渣)場堆置,因建德、蘭溪地區永久基本農田廣布,本項目棄土(渣)場涉及占用部分永久基本農田,其中蘭溪涉及占用永久基本農田3處,面積約3.950 3 hm2,建德涉及占用永久基本農田16處,面積約12.801 2 hm2。棄渣場在投入使用前須完成臨時用地審批手續,未完成相應手續前,不得投入使用,啟用時應按照水土保持要求先對表土耕作層土壤剝離保存,減少對耕作層的破壞,臨時占用一般不超過兩年,到期后應按照標準及時復墾恢復原種植條件。

3.1.6 總體評價

從水土保持角度分析,工程不存在重大水土保持制約性因素,在全面實施主體設計和本方案補充完善的水土保持措施前提下,工程建設是可行的[5]。

3.2 建設方案與布局水土保持評價

3.2.1 建設方案評價

1)工程平縱面分析評價

(1)工程婺城段、蘭溪段主要以平原為主,建德段以低山丘陵為主,主體設計在線路平縱斷面設計上充分考慮了沿線地形地貌特點,在平原區路段主要以橋梁形式通過,在低山丘陵路段主要以穿山隧道、山澗架橋形式通過,正線橋隧路段占整個線路長度的90.52%,有效的減少了路基開挖填筑土石方量及擾動地表面積,局部利用開挖山體,移挖作填,減少棄方數量,有利于水土保持。

(2)工程全線無填高大于20 m、挖深大于30 m路段,主要深挖路段有4處,分別為:DK19+211.30～DK19+358.91段、DK33+711.74～DK33+917.90段、DK43+572.04～DK43+641.61段和DyK62+227～DyK62+418.1段,路塹邊坡采用擋墻收坡,墻頂邊坡采用空心磚客土植草防護、孔窗式護坡,路塹邊坡較高時采用C35鋼筋混凝土樁板墻收坡,樁板墻截面2×2.25 m2,樁間距6 m,樁長16 m,墻頂以上采用孔窗式護坡或框架錨桿防護,其余邊坡采用客土植草。

2)站場工程分析評價

(1)平面布置。工程新建站場2個,為蘭溪東站及大洋站。蘭溪東站選址位于蘭溪市化里村境內,交通便利,工程結合地形對既有道路適當改移,使通站道路及通工區道路與社會道路相聯通,蘭溪東站布局充分利用現狀地形,因地制宜,平面布置合理。大洋站選址位于建德市大洋鎮南山村境內,既有通南山村鄉道平行于車站站前廣場,車站結合地形條件利用該道路與外界聯系,大洋站平面布置合理。

(2)豎向設計。蘭溪東站現狀地面高程70.3～78.6 m,設計標高69～70.9 m,大洋站現狀地面高程75.7～89.2 m,設計標高70.36 m。車站填方段依據地勢及自然水系,設置排水涵洞,車站排水經排水涵洞排入自然水系。車站路塹范圍內設天溝,車站到發線與正線間根據排水需要設縱向排水槽,全站縱向側溝、天溝橫向排水溝和涵洞相互溝通,形成排水系統,順地勢排入自然水系。綜上,蘭溪東站及大洋站豎向設計合理。

3)改移工程分析評價

工程全線改移工程76處,均為改路,主要是對地面道路與鐵路交叉交角較小,將地面道路適當改移,使交叉口順直,道路的改移施工應與線路路基一樣,采取一定的臨時防護措施,同時結合當地路網規劃,避免多次改移,道路改移完成后應貫通原道路排水系統,對于原老路無法利用的進行拆除,根據周邊地塊用地類型進行整治,交還當地。

3.2.2 工程占地分析與評價

1)永久占地分析評價

(1)綜合用地指標:新建線路64.508 km,工程永久用地213.25 hm2,綜合用地指標為3.305 8 hm2/km,滿足《新建鐵路工程項目建設用地指標》中綜合用地指標8.647 8 hm2/km的相關規定。

(2)區間路基用地指標:新建區間路基長度9.51 km(其中正線區間路基長度4.23 km,金華至東孝改建滬昆線區間路基長度5.28 km),全線區間路基用地7.14 hm2,則區間路基用地指標為0.750 8 hm2/km,滿足區間路基用地指標9.065 hm2/km的相關規定。

綜上所述,路基及綜合用地指標均低于規定值,因此,本工程永久占地指標是合理的。

2)臨時占地分析評價

經方案調整優化后工程占地總面積368.37 hm2,對比主體工程占地,棄渣場占地面積減少17.67 hm2,增加表土堆場占地11.45 hm2,增加中轉料場占地3.50 hm2,綜合比較,方案調整優化后工程占地減少2.72 hm2,工程占地類型主要是林地和耕地等,工程占地類型中林地最大,其次是耕地,對農業生產有一定影響,施工后期鐵路紅線內綠化和棄渣場植被恢復,可降低植被破壞的影響。

3.2.3 土石方平衡分析與評價

工程土石方開挖總量761.02萬 m3,填筑總量261.05萬 m3,開挖自身利用量261.05萬 m3,無借方,棄方499.97萬 m3。主體設計優化工程縱斷面設計,盡量減少土石方挖填量,方案優化水土保持措施設計,臨時排水溝結合永久排水溝進行布設,避免二次挖填,開挖土石方盡量自身調運利用,隧道開挖洞渣用于路基填筑、結構物臺背回填、擋墻、排水溝、沉沙池等工程襯砌,實現土石方內部自身綜合利用,有利于水土保持。同時,剝離的表土用于后期綠化覆土及植被恢復覆土,實現了土石方資源合理利用,工程棄方堆置于棄渣場,后期根據實際情況運至周邊林道、村道提升改造工程綜合利用,從整體上對保護生態環境有利。

3.2.4 取土(石、料)場設置評價

經土石方平衡后,工程無借方,工程蘭溪、建德境內涉及大量的隧道開挖,洞渣材質較好,能滿足工程自身填筑料要求,金東區、婺城區境內,屬平原地區,需要填筑的石方主要從本工程蘭溪建德境內自身開挖料調運,符合當地土石方利用實際情況。

3.2.5 棄余土(石、渣)場設置評價

1)棄方處置分析與評價

工程棄方主要集中在建德市境內隧道洞渣,占棄方總量約48%,其余為隧道、路基、站場、橋梁等開挖的土石方,經土石方綜合平衡后,工程棄方499.97萬 m3,包括土方54.05萬 m3、石方348.18萬 m3、一般土石方57.58萬 m3、鉆渣31.99萬 m3、拆遷建筑材料5.72萬 m3,拆遷廢棄物2.45萬 m3?？煽紤]作為道砟和混凝土拌合料、制作機制砂等自身綜合利用;拆遷建筑材料可直接用于當地居民房屋建筑使用。

2)橋梁鉆渣泥漿處置

橋梁基礎施工產生的鉆渣易流動,極易產生水土流失,施工時布設沉淀池固化鉆渣泥漿,金東區及婺城區橋梁鉆渣經固化后蘭溪市棄渣場堆置,蘭溪市及建德市橋梁鉆渣經固化后就近運至沿線棄渣場堆置。

3)棄渣場堆置

由于工程棄方量較大,且棄渣點多在山區,考慮設置棄渣場堆置棄方,主要包括路基、隧道、站場、橋梁開挖的土石方、鉆渣以及沿線拆遷廢棄物等。主體設計隧道、路基、站場等專業共布設棄渣場35處,經優化最終共設置了29處棄渣場堆置沿線棄方,堆渣量451.35萬 m3,占地67.24 hm2,占地類型主要為耕地和林地。方案優化后全線布設的29處棄渣場均在鐵路沿線地形條件相對較好,下游無居民及其他環境敏感區,不屬于河道管理范圍內,不影響河道行洪安全,棄渣場選址是合理的。

3.2.6 施工方法與工藝評價

(1)土石方工程。主要采用機械施工,施工機械為挖掘機配自卸汽車,路基工程采用了國內較為成熟的施工工藝和施工機械。

(2)橋梁工程。本線路特大橋及大中橋簡支梁采用制梁廠預制,架橋機架設施工,連續梁采用懸臂澆注施工,墩臺采用模筑現澆,基礎采用機械鉆孔施工。橋墩施工時,在河道保護范圍外,旱橋或引橋下空地設置沉淀池固化鉆渣,鉆渣固化運至棄渣場或合法消納場。

另外工程沿線大部分位于低山丘陵區,建議主體工程下階段優化橋梁基礎施工工藝,建議采用鉆孔灌注樁施工中的“干鉆”或施工便捷、造價低的挖孔樁,“干鉆”施工不產生鉆渣泥漿,產生的土石渣防護簡單,且不易流失,而且較鉆渣泥漿防護難度小,水土流失小。

(3)鋪軌工程

采用工程設置的軌排基地組裝軌排,工程列車運輸軌排,機械鋪軌,鋪渣采用工程列車上碴,底渣和渣帶采用汽車上渣。主體工程的施工工藝從水土保持角度考慮基本合理,但存在以下問題:主體工程未對橋涵基礎鉆渣處理,棄渣場、施工生產生活區、施工便道、臨時電力線路、給水干管路、表土堆場的防護措施未設計,在防護措施章節中應進行詳細的防護措施補充設計,同時對棄渣場水土流失防治措施施工工藝補充完善。

4 結語

通過水土保持評價,可以得到以下結論:

(1)從水土保持角度分析,工程選址不存在制約性因素,工程建設可行[6]。

(2)主體工程在施工組織、施工工藝等方面基本可行,符合線型建設類工程和南方紅壤區生產建設項目特殊規定,主體工程設計的水土保持措施的設計基本合理,從水土保持角度看,主體工程總體可行。主體工程設計中,凡涉及到主體工程生產運行安全的防護工程設計標準,能達到水土保持要求。

(3)工程占地方面,部分施工臨時設施布置在項目永久占地范圍內,減少了對周邊土地的擾動,保護了土地資源,減少了可能產生的水土流失量,對水土保持和生態環境保護有利。

(4)通過現場踏勘,結合工程實際情況,路基工程挖方首先考慮用于自身填筑,剝離的表土用于覆土工程,拆遷建筑材料盡量社會化利用,隧道工程開挖洞渣盡可能調運至路基工程、站場工程和臨時工程利用,實現了土石方資源合理利用。

(5)本工程施工均采用較為先進的施工工藝。采取以機械施工為主,適當配合人力施工,并考慮以專業化、機械化的施工隊伍為主。

(6)下階段需完善和深入研究的問題:從水土保持角度考慮,主體設計的工程措施和植物措施均能從不同角度達到防治水土流失的效果,能起到較好的水土保持作用,但對施工期間臨時防護和臨時設施防護考慮不充分,本方案將予以補充、完善,并提出相應的施工管理措施。