高速公路建设项目中的水土保持方案优化设计

一、引言

随着我国交通网络的不断完善，高速公路建设进入快速发展阶段。然而，高速公路项目往往穿越山地、丘陵、河谷等复杂地形，工程开挖、填方、取土弃渣等施工活动会破坏地表植被和土壤结构，导致水土流失加剧，不仅影响项目自身的安全稳定，还可能引发下游河道淤积、生态失衡等连锁问题。因此，在高速公路建设中优化水土保持方案，是落实生态文明建设要求、实现可持续发展的重要举措。

二、高速公路建设中的水土流失特点

（一）水土流失范围广

高速公路线路长，涉及桥梁、隧道、路基、互通立交等多个工程节点，每个节点的施工都会形成一定范围的扰动区域。以一条长度为 100 公里的高速公路为例，其直接扰动面积可达数千亩，若加上取土场、弃渣场、施工便道等附属区域，水土流失影响范围进一步扩大。

（二）水土流失强度大

施工过程中，土石方开挖会使地表土壤失去植被保护，暴露在雨水冲刷和风力侵蚀下。尤其是在雨季，强降雨会对松散的表土形成强烈冲击，产生大量泥沙流入周边水体。据统计，山区高速公路施工期的土壤侵蚀模数可达自然状态下的 10-20 倍。

（三）水土流失时效性强

水土流失主要集中在施工期，随着工程竣工和植被恢复，水土流失强度会逐渐降低。但如果在施工阶段未采取有效的防治措施，短期内的高强度水土流失可能对生态环境造成不可逆的影响。

三、高速公路建设水土保持方案优化设计路径

（一）工程选址阶段的优化

工程选址是水土保持方案优化的源头环节。在路线规划时，应尽量避开生态敏感区域，如自然保护区、水源涵养区、水土流失重点防治区等。若必须穿越此类区域，需通过多方案比选，选择对地表扰动最小的路线。

例如，在山区高速公路选址中，可优先采用隧道方案替代深挖高填路段，减少土石方开挖量。同时，合理规划取土场和弃渣场位置，尽量选择荒坡、废弃矿坑等区域，避免占用耕地和林地，并确保与周边水体保持安全距离，防止泥沙入河。

（二）施工工艺的优化

1. 表土剥离与保护

施工前，对工程区域内的表层土壤进行剥离和集中堆放保护。表层土壤富含腐殖质和植物种子，是后期植被恢复的重要资源。剥离的表土应选择地势平缓、排水良好的区域堆放，并采取覆盖措施防止雨水冲刷。

2. 土石方平衡管理

通过精准计算路基填方和挖方量，实现土石方的内部平衡，减少取土和弃渣量。对于必须外弃的渣土，应在弃渣场设置挡渣墙、截排水沟、沉沙池等设施，控制渣土流失。同时，对弃渣进行分层碾压，提高其稳定性。

3. 临时防护措施优化

在施工便道、料场等临时用地周边，设置编织袋挡墙、彩条布覆盖、临时排水沟等防护设施。对于裸露的边坡，可采用喷播草籽、铺设三维植被网等快速防护方式，缩短土壤暴露时间。

（三）植被恢复方案的优化

植被恢复是水土保持的长效措施，其优化设计应遵循“适地适树、乡土优先”原则，选择抗逆性强、根系发达的乡土植物，提高植被成活率和水土保持效果。

1. 路基边坡植被恢复

对于填方边坡，可采用乔灌草结合的立体植被配置模式，如在坡脚种植紫穗槐等灌木固坡，坡中种植草本植物覆盖地表，坡顶种植乔木形成防护屏障。对于挖方边坡，若坡度较陡，可先采取挂网喷播技术固定土壤，再逐步恢复植被。

2. 取土场和弃渣场植被恢复

取土场和弃渣场在完成使用后，需进行场地平整和土壤改良，添加有机肥和土壤改良剂，改善土壤肥力。然后根据场地条件种植先锋植物，待土壤条件改善后，逐步过渡到乡土树种和草本植物混种。

3. 中央分隔带与路侧绿化带设计

中央分隔带和路侧绿化带不仅具有景观功能，还能起到固土保水的作用。设计时可选择耐旱、耐修剪的植物品种，如女贞、紫薇等，并采用生态袋、植生混凝土等新型材料，提高绿化带的水土保持能力。

（四）监测与管理方案的优化

建立完善的水土保持监测体系，对施工期和运营期的水土流失状况进行实

时监控。监测内容包括土壤侵蚀量、植被覆盖率、水质变化等指标，监测数据作为评估水土保持方案效果和调整优化措施的依据。

同时，加强施工期间的管理，落实水土保持责任制，将水土保持措施纳入施工组织设计，明确施工单位的责任和义务。定期对施工人员进行水土保持培训，提高其生态保护意识，确保各项防治措施落到实处。

四、案例分析

以某省境内一条高速公路为例，该项目全长120 公里，穿越丘陵和河谷地带，沿线多为水土流失易发区。在水土保持方案优化中，采取了以下措施：

· 选址阶段：避开了 2 处省级自然保护区，将 5 处深挖路段调整为隧道，减少土石方开挖量约80 万立方米。

· 施工阶段：对3000 亩表层土壤进行剥离保护，设置临时挡渣墙12 公里、沉沙池50 座，实现土石方内部平衡率达 90% 。

· 植被恢复阶段：选用乡土植物如酸枣、荆条、狗牙根等，对路基边坡和取土场进行恢复，植被覆盖率在竣工后1 年内达到 85% 。

通过方案优化，该项目施工期水土流失量较原方案减少 60% ，运营期生态环境得到有效恢复，实现了工程建设与生态保护的双赢。

五、结论

高速公路建设中的水土保持方案优化设计是一项系统工程，需要从工程选址、施工工艺、植被恢复到监测管理进行全流程把控。通过源头控制、过程防治和后期恢复相结合的措施，可有效减少水土流失，保护生态环境。在实际工作中，应结合项目具体情况，因地制宜地制定优化方案，推动高速公路建设向绿色、生态、可持续方向发展。

参考文献

[1] 王治国， 张超， 李文银. 开发建设项目水土保持方案编制与实施[M]. 北京： 中国水利水电出版社 ， 2018.

[2] 刘震 . 水土保持学 [M]. 北京 ： 中国林业出版社 ， 2020.

[3] 张洪江， 程金花， 史玉虎. 高速公路建设中的水土流失与防治技术[J]. 水土保持通报 ， 2019， 39（2）： 189-194.

[4] 李智广 ， 曹文洪 ， 杨武德 . 开发建设项目水土保持方案技术规范应用指南 [M]. 北京 ： 中国计划出版社 ， 2021.

[5] 蔡建勤， 郭索彦， 姜德文. 中国水土保持生态建设理论与实践[M]. 北京：科学出版社 ， 2017.