新建金华至建德高速铁路项目水土保持评价分析

韩岳锋

(浙江中冶勘测设计有限公司,浙江 杭州 310009)

1 概述

金华至建德铁路是长三角城际网的重要组成部分,可与衢州至建德城际、皖赣新双线、新金温、杭黄铁路共同构成区域快速铁路网,满足长三角地区内部的城际客流需求。工程线路包括金华至建德段及金华至东孝段,总长81.918 6 km,其中新建线路总长71.605 6 km,改建线路总长10.313 km,项目组成包括路基工程、桥涵工程、隧道工程、站场工程和改移工程[1]。工程新建正线全长64.508 km,其中路基6.12 km,新建桥梁36.96 km/39座,框架桥2 790.5顶平米/10座,涵洞955.4横延米/34座,公路涵13.6横延米/1座,隧道21.430 km/21座,全线设站场5座,改移工程9 903 m/76处,均为改路。全线设弃渣场64.42 hm2/29处,施工便道24.37 hm2/44.29 km,施工临时栈桥0.93 hm2/2处,水上施工平台0.64 hm2/2处,临时电力线路3.86 hm2/25.7 km,给水干管路3.61 hm2/24.10 km,施工生产生活区24.03 hm2/3处,铺轨基地6.0 hm2/1处,双块式轨枕预制厂4.0 hm2/1处,混凝土集中拌合站12.99 hm2/9处,填料集中拌和站2.40 hm2/3处,临时材料厂1.40 hm2/2处,表土堆场22.06 hm2/20处,中转料场3.5 hm2/7处,钻渣泥浆沉淀池8.03 hm2/332座。工程土石方开挖总量761.02万 m3,填筑总量261.05万 m3,开挖自身利用量261.05万 m3,弃方499.97万 m3[2]。

2 水土流失防治目标

按照《生产建设项目水土流失防治标准》(GB/T50434-2018)(以下简称“标准”)的有关规定,结合水利部、浙江省水利厅公布的国家级、省级水土流失重点预防区和重点治理区等通知、公告可知[3]:工程线路DK59+080～DK60+120段(建德市境内)长1.04 km穿越新安江国家级水土流失重点预防区、省级不涉及,工程线路DK55+700～DK61+700段长6.0 km穿越富春江-新安江国家级风景名胜区(其中DK56+000～DK56+600段穿越二级保护区,其他路段穿越外围保护区);工程DK0+000～DK1+900段、金华至东孝段全线位于金华市城市区域(以下行线计,桩号G×K355+193.504～G×K362+016.649),属于县级及以上城市区域。因此,以上路段执行一级标准,但沿线位于四级以上河道(金华江/兰江/新安江)两岸3 km汇流范围内或周边500 m范围内有乡镇、居民点,故工程其余路段执行二级标准,同一项目涉及两个以上防治标准等级区域时,应确定分段指标值和综合指标值,方案考虑利用线路长度加权平均计算综合指标值。工程最终得到的综合指标值见表1。

表1 水土流失防治目标(综合指标值)

3 水土保持评价

3.1 主体工程选址水土保持评价

3.1.1 水土流失重点防治区

工程线路DK59+080～DK60+120段(建德市境内)长1.04 km受新安江桥位及杭黄铁路建德东站衔接要求、地形地貌及技术经济指标等限制因素,工程线路无法避开新安江国家级水土流失重点预防区,穿越长度1.04 km位于屏峰山隧道(桩号DK59+070～DK61+138.01)范围内,隧道进口和出口均不在保护区范围内,工程100%线位采用隧道形式穿越该区域,有效减少地表扰动和植被破坏。同时,方案在该段线路采取一级防治标准,并在基础上提高部分防治指标,优化施工工艺方式,控制水土流失对重点预防区影响。

3.1.2 生态敏感区

通过前期研究优化线路方案,工程选线绕避了其中的13处重要环境敏感区,但受线路走向限制,仍不可避免的穿越了富春江-新安江国家级风景名胜区1处环境敏感区。工程DK55+700～DK61+700段以隧道、桥梁、路基形式穿越,穿越长度6 000 m,二级保护区内线路长度600 m,外围保护带内线路长度5 400 m,未穿越一级保护区。经论证:工程对“两江一湖”风景名胜区影响较小,但对景区内的植被资源有一定的破坏作用,施工期间需加强管理,施工结束后通过绿化进行植被和景观的恢复,尽量减少影响程度。此外,在后续方案设计时针对桥梁设计应采用体现新安江特色的建筑形式等,使其与周边景观融为一体,使本工程的建设在格局、形式等均符合风景资源保护的整体要求。

3.1.3 崩塌滑坡泥石流地质灾害点

根据《新建金华至建德高速铁路地质灾害危险性评估报告》可知,工程区崩塌灾害点9处,其中稳定性较好的有2处,较差的有3处,稳定性差的有4处,但大部分崩塌距离拟建铁路工程较远,仅W02对拟建铁路工程地质灾害危险性为中等,其余8处危险性较小。评估区发育滑坡2处,均为岩质滑坡,稳定性较差,但距离拟建铁路工程均较远,对拟建铁路工程的地质灾害危险性均较小,施工中对各地质灾害点采取支撑加固、坡面防护[4],选择合理的开挖和爆破方式,坡面防护、监测、生态等措施进行防护。

3.1.4 生态红线

工程全线不涉及生态保护红线,距离生态红线最近距离约1.5 km。

3.1.5 弃渣场占用永久基本农田情况分析

经土石方平衡综合利用后,仍有弃渣需要设置弃土(渣)场堆置,因建德、兰溪地区永久基本农田广布,本项目弃土(渣)场涉及占用部分永久基本农田,其中兰溪涉及占用永久基本农田3处,面积约3.950 3 hm2,建德涉及占用永久基本农田16处,面积约12.801 2 hm2。弃渣场在投入使用前须完成临时用地审批手续,未完成相应手续前,不得投入使用,启用时应按照水土保持要求先对表土耕作层土壤剥离保存,减少对耕作层的破坏,临时占用一般不超过两年,到期后应按照标准及时复垦恢复原种植条件。

3.1.6 总体评价

从水土保持角度分析,工程不存在重大水土保持制约性因素,在全面实施主体设计和本方案补充完善的水土保持措施前提下,工程建设是可行的[5]。

3.2 建设方案与布局水土保持评价

3.2.1 建设方案评价

1)工程平纵面分析评价

(1)工程婺城段、兰溪段主要以平原为主,建德段以低山丘陵为主,主体设计在线路平纵断面设计上充分考虑了沿线地形地貌特点,在平原区路段主要以桥梁形式通过,在低山丘陵路段主要以穿山隧道、山涧架桥形式通过,正线桥隧路段占整个线路长度的90.52%,有效的减少了路基开挖填筑土石方量及扰动地表面积,局部利用开挖山体,移挖作填,减少弃方数量,有利于水土保持。

(2)工程全线无填高大于20 m、挖深大于30 m路段,主要深挖路段有4处,分别为: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,路堑边坡采用挡墙收坡,墙顶边坡采用空心砖客土植草防护、孔窗式护坡,路堑边坡较高时采用C35钢筋混凝土桩板墙收坡,桩板墙截面2×2.25 m2,桩间距6 m,桩长16 m,墙顶以上采用孔窗式护坡或框架锚杆防护,其余边坡采用客土植草。

2)站场工程分析评价

(1)平面布置。工程新建站场2个,为兰溪东站及大洋站。兰溪东站选址位于兰溪市化里村境内,交通便利,工程结合地形对既有道路适当改移,使通站道路及通工区道路与社会道路相联通,兰溪东站布局充分利用现状地形,因地制宜,平面布置合理。大洋站选址位于建德市大洋镇南山村境内,既有通南山村乡道平行于车站站前广场,车站结合地形条件利用该道路与外界联系,大洋站平面布置合理。

(2)竖向设计。兰溪东站现状地面高程70.3～78.6 m,设计标高69～70.9 m,大洋站现状地面高程75.7～89.2 m,设计标高70.36 m。车站填方段依据地势及自然水系,设置排水涵洞,车站排水经排水涵洞排入自然水系。车站路堑范围内设天沟,车站到发线与正线间根据排水需要设纵向排水槽,全站纵向侧沟、天沟横向排水沟和涵洞相互沟通,形成排水系统,顺地势排入自然水系。综上,兰溪东站及大洋站竖向设计合理。

3)改移工程分析评价

工程全线改移工程76处,均为改路,主要是对地面道路与铁路交叉交角较小,将地面道路适当改移,使交叉口顺直,道路的改移施工应与线路路基一样,采取一定的临时防护措施,同时结合当地路网规划,避免多次改移,道路改移完成后应贯通原道路排水系统,对于原老路无法利用的进行拆除,根据周边地块用地类型进行整治,交还当地。

3.2.2 工程占地分析与评价

1)永久占地分析评价

(1)综合用地指标:新建线路64.508 km,工程永久用地213.25 hm2,综合用地指标为3.305 8 hm2/km,满足《新建铁路工程项目建设用地指标》中综合用地指标8.647 8 hm2/km的相关规定。

(2)区间路基用地指标:新建区间路基长度9.51 km(其中正线区间路基长度4.23 km,金华至东孝改建沪昆线区间路基长度5.28 km),全线区间路基用地7.14 hm2,则区间路基用地指标为0.750 8 hm2/km,满足区间路基用地指标9.065 hm2/km的相关规定。

综上所述,路基及综合用地指标均低于规定值,因此,本工程永久占地指标是合理的。

2)临时占地分析评价

经方案调整优化后工程占地总面积368.37 hm2,对比主体工程占地,弃渣场占地面积减少17.67 hm2,增加表土堆场占地11.45 hm2,增加中转料场占地3.50 hm2,综合比较,方案调整优化后工程占地减少2.72 hm2,工程占地类型主要是林地和耕地等,工程占地类型中林地最大,其次是耕地,对农业生产有一定影响,施工后期铁路红线内绿化和弃渣场植被恢复,可降低植被破坏的影响。

3.2.3 土石方平衡分析与评价

工程土石方开挖总量761.02万 m3,填筑总量261.05万 m3,开挖自身利用量261.05万 m3,无借方,弃方499.97万 m3。主体设计优化工程纵断面设计,尽量减少土石方挖填量,方案优化水土保持措施设计,临时排水沟结合永久排水沟进行布设,避免二次挖填,开挖土石方尽量自身调运利用,隧道开挖洞渣用于路基填筑、结构物台背回填、挡墙、排水沟、沉沙池等工程衬砌,实现土石方内部自身综合利用,有利于水土保持。同时,剥离的表土用于后期绿化覆土及植被恢复覆土,实现了土石方资源合理利用,工程弃方堆置于弃渣场,后期根据实际情况运至周边林道、村道提升改造工程综合利用,从整体上对保护生态环境有利。

3.2.4 取土(石、料)场设置评价

经土石方平衡后,工程无借方,工程兰溪、建德境内涉及大量的隧道开挖,洞渣材质较好,能满足工程自身填筑料要求,金东区、婺城区境内,属平原地区,需要填筑的石方主要从本工程兰溪建德境内自身开挖料调运,符合当地土石方利用实际情况。

3.2.5 弃余土(石、渣)场设置评价

1)弃方处置分析与评价

工程弃方主要集中在建德市境内隧道洞渣,占弃方总量约48%,其余为隧道、路基、站场、桥梁等开挖的土石方,经土石方综合平衡后,工程弃方499.97万 m3,包括土方54.05万 m3、石方348.18万 m3、一般土石方57.58万 m3、钻渣31.99万 m3、拆迁建筑材料5.72万 m3,拆迁废弃物2.45万 m3。可考虑作为道砟和混凝土拌合料、制作机制砂等自身综合利用;拆迁建筑材料可直接用于当地居民房屋建筑使用。

2)桥梁钻渣泥浆处置

桥梁基础施工产生的钻渣易流动,极易产生水土流失,施工时布设沉淀池固化钻渣泥浆,金东区及婺城区桥梁钻渣经固化后兰溪市弃渣场堆置,兰溪市及建德市桥梁钻渣经固化后就近运至沿线弃渣场堆置。

3)弃渣场堆置

由于工程弃方量较大,且弃渣点多在山区,考虑设置弃渣场堆置弃方,主要包括路基、隧道、站场、桥梁开挖的土石方、钻渣以及沿线拆迁废弃物等。主体设计隧道、路基、站场等专业共布设弃渣场35处,经优化最终共设置了29处弃渣场堆置沿线弃方,堆渣量451.35万 m3,占地67.24 hm2,占地类型主要为耕地和林地。方案优化后全线布设的29处弃渣场均在铁路沿线地形条件相对较好,下游无居民及其他环境敏感区,不属于河道管理范围内,不影响河道行洪安全,弃渣场选址是合理的。

3.2.6 施工方法与工艺评价

(1)土石方工程。主要采用机械施工,施工机械为挖掘机配自卸汽车,路基工程采用了国内较为成熟的施工工艺和施工机械。

(2)桥梁工程。本线路特大桥及大中桥简支梁采用制梁厂预制,架桥机架设施工,连续梁采用悬臂浇注施工,墩台采用模筑现浇,基础采用机械钻孔施工。桥墩施工时,在河道保护范围外,旱桥或引桥下空地设置沉淀池固化钻渣,钻渣固化运至弃渣场或合法消纳场。

另外工程沿线大部分位于低山丘陵区,建议主体工程下阶段优化桥梁基础施工工艺,建议采用钻孔灌注桩施工中的“干钻”或施工便捷、造价低的挖孔桩,“干钻”施工不产生钻渣泥浆,产生的土石渣防护简单,且不易流失,而且较钻渣泥浆防护难度小,水土流失小。

(3)铺轨工程

采用工程设置的轨排基地组装轨排,工程列车运输轨排,机械铺轨,铺渣采用工程列车上碴,底渣和渣带采用汽车上渣。主体工程的施工工艺从水土保持角度考虑基本合理,但存在以下问题:主体工程未对桥涵基础钻渣处理,弃渣场、施工生产生活区、施工便道、临时电力线路、给水干管路、表土堆场的防护措施未设计,在防护措施章节中应进行详细的防护措施补充设计,同时对弃渣场水土流失防治措施施工工艺补充完善。

4 结语

通过水土保持评价,可以得到以下结论:

(1)从水土保持角度分析,工程选址不存在制约性因素,工程建设可行[6]。

(2)主体工程在施工组织、施工工艺等方面基本可行,符合线型建设类工程和南方红壤区生产建设项目特殊规定,主体工程设计的水土保持措施的设计基本合理,从水土保持角度看,主体工程总体可行。主体工程设计中,凡涉及到主体工程生产运行安全的防护工程设计标准,能达到水土保持要求。

(3)工程占地方面,部分施工临时设施布置在项目永久占地范围内,减少了对周边土地的扰动,保护了土地资源,减少了可能产生的水土流失量,对水土保持和生态环境保护有利。

(4)通过现场踏勘,结合工程实际情况,路基工程挖方首先考虑用于自身填筑,剥离的表土用于覆土工程,拆迁建筑材料尽量社会化利用,隧道工程开挖洞渣尽可能调运至路基工程、站场工程和临时工程利用,实现了土石方资源合理利用。

(5)本工程施工均采用较为先进的施工工艺。采取以机械施工为主,适当配合人力施工,并考虑以专业化、机械化的施工队伍为主。

(6)下阶段需完善和深入研究的问题:从水土保持角度考虑,主体设计的工程措施和植物措施均能从不同角度达到防治水土流失的效果,能起到较好的水土保持作用,但对施工期间临时防护和临时设施防护考虑不充分,本方案将予以补充、完善,并提出相应的施工管理措施。