略说铁路工程与基础保持

1铁路工程概况

6hm2，风沙治理区占地1074．1hm2．全线土石方填挖总量约2171．3万m3，其中填方约1631．6万m3，挖方539．7万m3；全线初步设置取土场37处，弃渣场16处，弃土场6处；全线新修、整修便道约197．65km．1．2研究区域自然环境概况铁路所经地区位于“一江两河”流域的腹心地带，位于藏蛮子高原西南部，海拔为3590～3840m．大致可分为河流宽谷区、河流峡谷区及低高山越岭区3种地貌．线路所经地区属高原温带亚干旱气候区，具有冬寒夏凉，昼夜温差大；日照充足，无霜期短；降水量较少，蒸发量大；空气湿度相对小，气候干燥；冬春两季干燥风沙大，多雷暴等特征．年平均气温5．0～8．4℃；年平均降水量291．3～469．9mm，年最大降水量796．6mm，雨季多集中在每年的6～9月；年平均风速1．47～2．6m／s，最大风速30．0m／s，年平均大风日数（≥8级）6．9～36．8d，主导风向SE、SW、S、E等．沿线土壤主要有山地灌丛草原土、高山草原土、亚高山草原土、沼泽土等，谷地主要为农业耕作土壤．植被以山地灌丛草原植被和亚高山草原植被最为发育，植被类型主要有三刺草、白草为主的草原群落，狼牙刺、小角柱花、薄皮木等组成的落叶灌丛和藏北嵩草沼泽草甸等，植被覆盖度约15％～30％．工程沿线区域分布有小片不连续的风沙区，主要分布在拉萨河与雅鲁藏布江宽谷区滩地、河滩岸坡和日喀则吉琼越岭段，主要类型以固定沙地、半固定沙地、半固定沙丘为主，以及少量活动沙丘、新月型沙丘、沙垄及流动沙地，植被覆盖度低．沙丘、沙垄高度一般1～2m，局部可达到5m以上，覆盖于山坡上的风沙相对高差可达60～200m．1．3项目区水土流失现状风沙段落由于受特殊气候、地形、地质、土壤等因素影响，工程沿线侵蚀类型多样，侵蚀强度以轻度、中度水蚀及风蚀为主．利用美国陆地资源卫星TM5影像数据，参考工作区的地形图、土地利用图、植被类型图及土壤侵蚀图件，综合分析项目区的风速、干燥度、湿润指数及地形等专题资料，根据土壤侵蚀强度的分级指标，在ERDAS和ArcGIS等遥感和地理信息软件支持下，综合叠加分析铁路沿线一定范围内的土壤侵蚀类型和强度，得出本工程铁路沿线土壤侵蚀现状.

2研究方法

SWII指数计算公式如下：SWII＝∑nai·xi式中：ai为第i个因子的权重，i＝1，2，3…；xi为第i个主要影响因子，i＝1，2，3…关键影响因子的指标间的数量级存在明显的差异，这给水土保持效益的分析带来很大的难题．为了缩小指标间的数量级和统一量纲，本文采用极值法对各指标进行归一化处理．根据所选取的7个指标的数量级和量纲，将其分为2类：针对极大型指标值的处理，归一化公式为针对极小型指标值的处理，归一化公式为式中：Xi为第i种指标的归一化指标值；xi为第i种指标的实际指标值；xmin、xmax分别为同类指标中实际最小值和最大值．采用水土流失影响指数进行水土保持损益分析，是根据铁路建设项目的工程特点，确定关键影响因子，并对其景象加权求和，得到用于反映建设项目水土流失影响程度大小的水土流失影响指数．定量评价铁路建设项目111对水土流失的影响．根据铁路建设项目线路长、占地面积大、对地表扰动强烈、破坏原地貌和植被、填挖方大、堆砌土渣量大、扰动时间长等特点，确定计算SWII指数需要对水土流失影响最直接、最有影响力的7个关键指标：占地面积、影响范围、土石方总量、弃方量、影响时间、造成的水土流失总量和未采取水保措施面积比例．并根据这7个参数计算SWII指数，SWII指数越小，说明工程所造成的水土流失的影响越小，对水土保持越有利．

3结果与分析

1hm2，直接影响区为846．6hm2．全线主体工程土石方工程总量2171．3万m3，其中填方1631．6万m3，挖方539．7万m3，填方远大于挖方，共产生弃方389．2万m3，预测工程造成的侵蚀总量约829989．72万t．项目采取了工程与植物相结合的水土保持措施．工程措施主要为护坡工程、截排水工程、取弃土场复耕等，植物措施主要为边坡绿化、站场绿化、取弃土场绿化等，水土保持措施防治面积2334．2hm2．由设计文件基础数据可计算出水土保持效益的关键影响因子工程占地面积X1、工程影响面积X2、工程土石方总量X3、弃方量X4、影响时间X5、水土流失总量X6、无法可恢复面积比X7，并与全国铁路建设的统计数据对比．根据对50a铁路行业的广泛调查、专家咨询、并利用相关矩阵分析确定最终影响因子权重［14］．通过公式计算的铁路的工程的SWII指数为0．36，而目前我国铁路项目的平均SWII指数为0．3，该项目的SWII值已超过了全国的平均值，所以该项目对沿线区域的水土流失影响较大．从工程特点和数据上看，铁路单位长度工程占地面积和影响范围较大，其中单位长度占地面积为9．78hm2／km，要高于统计的最大量9．4hm2／km，是铁路平均用地的2倍，这主要是铁路经过区域分布有风沙区，为保证铁路的安全，需要征用大量风沙治理用地，而这部分用地就占到了工程总用地的43％，因此工程占地面积指标虽然很大，均属于合理用地．该铁路工程的影响范围为3．35，是全国平均值的3倍，主要是线路穿过雅鲁藏布江峡谷区，工程建设对沟谷坡地下游影响范围较大；同时工程隧道挖方大，设置的弃渣场多为沟谷型弃渣场，而该类型弃渣场对下游区域影响范围较大．工程的土石方量为8．59万m3／km，弃方量为1．54万m3／km，均低于全国平均水平，分别为平均值的73．4％和42．8％．工程穿越雅鲁藏布江峡谷段，隧道工程较多，施工难度大，工期较长，工期为48个月．工程单位长度水土流失量为3283t／km，为平均值的36．4％，主要原因是工程中含有大量的风沙治理用地，风沙治理主要采用草方格、石方格，并辅以绿化措施，风沙治理工程在实施后能够较好地控制风蚀造成的水土流失，降低侵蚀模数．工程无法恢复面积比为0．056，远小于全国平均值．如果在占地面积中扣除风沙用地的面积，无法恢复面积比为0．099，依旧小于该值的全国平均值．通过SWII指数及以上7项指标的分析，铁路SWII指数高于全国平均值0．06，对一江两河地区的水土流失影响较大．而通过对其7项指标的分析，该工程的SWII指数主要受X1和X2，即工程占地面积、工程影响面积的影响较大．因此为了进一步降低工程施工对沿线水土流失的影响可采取以下措施：优化线路的坡度及高度，适当以桥代路，减少永久占地面积；合理安排施工组织，“永临”结合，尽量把临时用地设在永久用地内；加强土石方调配，减少弃方量以降低弃渣场面积；严格控制施工作业带宽度，限制施工人员活动范围；合理安排草方格、沙障等风沙治理的实施时间，同时治理措施实施后，应尽量避免对地表的二次扰动或破坏．

作者：寇明旭单位：中铁第一勘察设计院集团有限公司