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公路建设项目取、弃土场水土保持问题与对策
作者: 发布于:2019-4-23 11:01:59 点击量:

 本期期刊速读内容来自《中国水土保持》杂志2019年第3期的文章《我国公路建设项目取、弃土场水土保持问题与对策》,作者陈学平,李新海,魏明惠等

陈学平(1973—),男,四川眉山市人,研究员,博士,主要从事公路生态环境保持与恢复研究工作。


取、弃土场管理是当今公路建设水土保持的薄弱环节。综述了新时期环境保护要求与交通行业实现可持续发展的需求与形势,总结了当前取、弃土场设计、施工、管理方面存在的问题,主要体现在场地数量、位置变更多,场地治理设计深度不足,取弃土施工问题多,场地生态恢复缺乏科学标准等方面。


 

在此基础上,从多行业共同参与相关标准规范制定修订、强化多专业合作团队管理体制、水土保持方案贯穿全过程核查机制、取弃土变更与土石方计量监管、水土保持管理责任目标与监测管理衔接等方面提出了管理与技术对策,以期改进目前取、弃土场建设中存在的问题,切实提高公路建设项目水土保持工作成效。


公路临时占地引起的水土流失是其施工期的主要环境问题之一。公路建设期间,大量挖填、搬运土石方,容易造成植被破坏,形成裸露地表,是水土保持工作需要关注的重点。临时占地包括施工场地、施工便道、取(弃)土场等,其中,取、弃土场地环境管理与恢复治理是施工期水土保持的薄弱环节,其选址、过程管理等问题较多,常常成为制约水土保持专项验收的关键因素。


 

当前,我国公路可持续发展要求、国家环境保护形势、相关机构改革与管理体制变化对公路建设中取、弃土场环保和水保管理工作提出了更严格的要求。为此,笔者在梳理当前面临形势的基础上,结合典型地区相关案例,对取、弃土场施工中的环保和水保问题进行分析与评价。



1 面临的形势


(1)经过多年发展,我国各省(自治区、直辖市)公路网络基本形成,公路建设向生态环境更加敏感脆弱的山区、生态保护与恢复更具有挑战性的特殊环境敏感区推进。同时公路建设逐渐向打通断头路、梗阻路、扶贫路为重点工作任务转变,以形成更高效的运输网络系统,切实推进国家交通强国战略的实施,助力扶贫战略实施。

以三江源地区为例,存在一些既有农村公路改扩建项目在自然保护区范围内的情况,有的甚至在核心区范围内。这些区域一方面存在人类活动干扰较少的野生动植物生存环境,另一方面也是一些村镇居民重要的生活与生产场所。居民脱贫致富离不开交通基础设施的建设,目前许多公路为砂石路,等级低、路况差,扬尘污染大,环境安全保障能力也弱。在这一地区还存在一些断头路,如G345线、G308线,受环保制约虽然一直有贯通规划却无法实施,造成现有车辆不得不绕行,也造成了交通效率降低,交通能耗与排放加大现象。

公路建设推进到这些区域,面临的环境保护压力与责任不言而喻,如何满足环境保护与居民出行保障的需求就成为环保、水土保持工作的重点。

 


(2)生产建设项目审批制的改革推进及国家环保和水保法律法规的修订对公路建设水土保持工作提出了新要求。随着环境保护法律法规的强化,水土保持“三同时”制度得到进一步贯彻,治理真正实现了终身负责制。


虽然生产建设项目水土保持设施验收由水行政主管部门的审批行政许可转为生产建设单位按照有关要求自主开展水土保持设施验收,即由建设单位组织水土保持设施验收,在水行政主管部门备案,相关验收情况要向社会公众公开,水土保持方案、水土保持监测管理更加规范,水土保持设施验收的标准和条件更加明确,事中事后监管力度更加强化,管理责任更大。


(3)公路建设环保约束增强,环境安全风险责任更大。我国公路建设已从规模发展向质量增长阶段过渡,绿色交通、平安交通作为四个交通的重要内容,都与公路建设中的环保、水土保持工作紧密相关。对于取、弃土场而言,由于边坡开挖、弃渣堆放对地形地貌的改变而造成的塌方、滑坡风险及次生泥石流灾害是影响公路生态环境、区域生态安全的重要方面。



2 取、弃土场在公路建设过程中的环境问题


在公路建设过程中,取、弃土场环境管理问题较多,主要体现在以下几个方面:


(1)场地数量、位置变更多。从项目可研到初步设计,再到施工图设计,由于勘察设计深度不断加大,对相关料场运距、材料工程性质、主管部门征地意向协调、土石方调配等工作深化,会导致场地数量、位置也随之发生较大变化。从工程角度而言,项目可研报告重点对工程项目的建设可行性进行论证,相关料场的勘察设计仅为工程建设可行性提供参考,项目可研到初步设计阶段公路选线及建设方案变化极大,取弃土场变化也较大。


此外,工程项目可行性论证到设计期地方规划调整,设计到施工期取、弃土场征地实施困难,建设过程中施工单位受经济利益驱使随意调整或受工期进度限制取、弃土衔接不畅,这些因素都造成取、弃土场后期大量的变更。


从工程项目可行性论证(水土保持方案的依据)、初设、施工图设计,再到最终环水保设施验收,除初设与施工图设计变化不大外,取、弃土场数量、位置往往发生较大的变化,有的变化率甚至在50%以上。

以华北某高速公路为例,设计取土场4个,均未利用,施工设置的弃土场29个,其中仅4个是原设计的,变化率达到80%以上,设计阶段到施工阶段尚且如此,更不用说以工程项目可行性论证资料为依据的水土保持方案的设计了。

云南某高速公路原水土保持方案中未设置取土场,工程实际建设中设置了2处取土场,原水土保持方案设置了26处弃渣场,24处位置发生变化,变化率达到90%以上,不仅如此,堆渣量也由365万m3调整到528万m3,变化率44%以上。

宁夏某公路实际设置弃渣场38处,较批复水土保持方案增加28处,位置上仅有2处与原批复的水土保持方案基本吻合。

青海省三江源地区某公路工程环评及批复共设置取土场53处、砂石场17处、石料场27处,工程建设实际增加30处取土场,新增弃土场10处,减少砂砾料场1处、石料场11处,不仅数量发生变化,场地位置变化比例更高,甚至还有一些设置在了保护区内。

环境影响评价、水土保持方案报告的编制均以工可报告为依据,其中取、弃土场地选址科学性又是环评与水土保持方案论证的重点环节,在场地数量、位置发生变化后,相关料场占地与影响评价、挖填平衡计算等失去了依据,也使后续的取弃土环保和水保措施失去了针对性。

 


(2)场地治理设计深度不足。水土保持方案编制单位与工程设计单位的专业范围、职责边界定位不清晰。工程设计单位承担着水土保持工程设计的职责,实际工作中,水土保持方案编制单位会针对工程设计单位补充专项水土保持工程设计内容,但由于专业力量薄弱、设计深度不够、设计结果落地性差,致使相关工程量与预算很难得到工程设计单位的认可。


由于取、弃土场环境状况不同,相关整治措施也应有所区别,工程实践中,除基础的拦挡设施、排水设施有设计外,场地挖填与地形整治等大多是施工单位随意决定的。此外,对一些地貌复杂的大型取、弃土(渣)场,取弃土方式不同会导致施工期水土保持成效存在较大差异,但往往缺乏一些根据周边地形地貌特征、降雨与汇流特征开展的取、弃土场开挖或填筑设计,对于取弃土合理高(深)度也缺乏科学论证。

如西藏某高速公路,当地环保管理部门要求取土深度不能超过4m,在这种一刀切的管理方式下,有的取、弃土场占地面积十分巨大,造成了大量植被破坏,导致大量水土流失。

另外,从当今工程管理流程来看,施工组织设计与环保和水保设计是环境影响评价、水土保持方案在设计阶段的具体落实,水土保持设计不仅要对相关评价进行响应,对相关措施进一步深化并得到落实,同时对于一些在设计变化后已不适用的措施,应当由环评单位或水土保持方案编制单位重新审核。


但从实际施工组织来看,在取、弃土场地设计文件中,大多还仅是泛泛的措施要点,而结合具体场所位置的措施手段落实不充分,一些治理措施图纸还是通用图,缺乏针对性,导致施工单位在施工过程中采取的各种技术措施参数随意性大,成效也不明显。


(3) 场地取弃土施工问题多。水土保持方案中一般会提出取、弃土场的各种环保和水保措施,如实施先拦后挡、布设排水设施、加强物料覆盖等,从现场监测来看,这些要求常常得不到严格落实。此外,项目区还存在远程运输随意弃土、大型取土场遍地取土、挖填方量随意变更等现象。施工过程中的问题不仅包括了施工本身,还暴露出了主体工程设计、水土保持监理与监测等综合性问题。

如青藏高原某公路大型取土场为了便于取土施工在开挖时即全面铺开剥离表土与植被,待到使用时才发现由于环境地质条件复杂,部分区域物料不满足工程特性要求,不得不重新寻找取土场,造成了巨大浪费和不必要的环境破坏。取、弃土场对土壤植被扰动大,施工中不适当的取弃土作业方式,会使后期场地复垦难度增大,甚至对恢复效果产生不可逆的影响。同时,取、弃土场不仅反映出水土保持方面的问题,还与许多环境问题纠结在一起。

以青海三江源保护区某公路为例,根据其施工期环境监理报告,取、弃土场施工中就存在以下问题:

  • ①与环评和水土保持方案批复不符,如各种临时场地数量、取(弃)土场的数量、穿越保护区长度等;

  • ②生活场所垃圾和固体废物的焚烧或随意弃放;

  • ③医疗废物、实验用化学药品、有毒化学试剂的随意处置;

  • ④保护区内随意弃渣;

  • ⑤骨料粉尘(桥梁桩基钻渣沉淀物)的处置不当。


在环境保护如此严格的三江源地区,仍然存在这么多问题,在一定程度上说明了施工单位环保意识差,对环境保护与水土保持工作重视不够。


(4)场地恢复缺乏科学的标准。对于不同场地恢复的目标和要求、恢复技术和方式、恢复时期等缺乏科学控制,施工单位不仅在取弃土施工作业期间没有明确的恢复目标与恢复计划,对于相关恢复技术、恢复指标也不了解,国土、环保、水利等部门的相关标准缺乏或相关规定不适用,取、弃土场地的验收存在一定的随意性等。这些问题的存在与现行的相关标准规范不明确有关系,急需加强各区域性的地方标准规范制定。


现行公路环境保护设计规范中有关植被的保护与利用措施对区域植被保护的指导性、针对性、适用性均有待提高。如《公路环境保护设计规范》(JTGB04—2010)规定“生态环境脆弱或植被恢复困难地区,宜将原地表表层覆盖的植被加以保护和利用”,但有的地区(如三江源地区)整个区域生态环境都比较脆弱,植被恢复十分困难,一些地方表土与植被不适于进行保护与利用。


草皮与表土的保护与利用是有条件的,在该区域,一般草甸草皮能够成块起挖,可以保护利用,而草原区域草皮无法成卷或成块,保护草皮不现实。而对于荒漠草原、戈壁滩植被而言,由于气候干旱、土壤瘠薄、表土中种子资源少,植被恢复十分困难,进行表土保护与植被恢复投入巨大,且生态价值不大,主要工作应该是促进自然恢复,防止沙化,因此需要分情况区别对待处理。


同样,现行一些国家与行业规范相关规定间相互衔接不足,对个别区域的环境特殊性与区域的适应性考虑不足。如公路行业对于弃土场的环境保护设计与《开发建设项目水土保持技术规范》( GB50433—2008)及《水土保持工程设计规范》(GB51018—2014)的设计要求缺乏有序衔接,且相关要求对地区的特殊性考虑不足。


以《水土保持工程设计规范》(GB51018—2014)为例,规范对于林草地鉴定标准是植被覆盖率达到40%,但在三江源地区,在典型草原或一些退化草原地带,自然植被覆盖率很多低于40%,人工扰动后很难恢复到自然植被覆盖水平,把这些区域都纳入不可恢复植被区域显然不大合适。我们对青藏高原植被恢复试验研究发现,植被覆盖率不足40%也能产生良好的水土保持作用,可减少土壤侵蚀90%左右,这些区域采取合适的技术手段是可以逐步恢复的。


从排水工程设计来看,公路与水土保持相关规范着重强调相关截排水措施设计,目的是为了防止冲刷,保持土壤,但对于保持水分却缺乏考虑,造成对场地植被恢复生态用水、公路设施两侧水分平衡与水文水系连通等方面考虑不足。


同时,从公路行业标准内部来看,也存在标准之间的关系含糊、界限不清的问题。以取弃土场的设置要求为例,《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)、《公路环境保护设计规范》(JTGB04—2010)都有相关规定,两个规范之间适用界限不清楚,使得主体工程设计与环境保护设计职责不清晰。


《公路环境保护设计规范》(JTGB04—2010)还存在对一些区域的特殊性考虑不足的问题,如规范提出“对于取土场形成的裸露边坡,应结合工程防护恢复植被;取土场坡脚易受水流冲刷的地方,应该采用工程护坡”。实际上,在青藏高原等区域,地广人稀,取土场边坡重点考虑尽可能恢复生态,尽可能地减少或不用人工构筑物,边坡可以充分放缓到1∶2甚至1∶3、1∶4,这不仅可达到减少水土流失的目的,同时也更有利于恢复自然植被。


可见,现行的相关设计规范问题较多,这些规范在很大程度上涉及行业交叉、专业交叉等复杂性问题。

 



3 公路建设取、弃土场管理对策


3.1 高度重视顶层设计,多行业共同参与研究制定相关水土保持制度规范


从交通系统建设管理来看,尚未给予取、弃土场等临时工程足够重视。经过30年的发展,许多高速公路业主仍在过于强调一些“面子”工程,如路基边坡生态绿化防护、立交服务区绿化美化设计。这些区域的环境与景观涉及公众对公路的直观印象固然重要,但对线外工程,如取(弃)土场、施工场站等涉及环境安全的区域则重视不够,环保和水保部门对这些区域的监管不到位,屡屡出现施工违法问题。


为此,有学者认为,水土保持工作与交通行业并未做到深度融合,未能真正融入交通行业的规范和管理中,水土保持工作“作为一种外部边缘化工作被排斥和应付”。从环保部门来看,由于对公路工程不了解,对相关控制参数研究不足,论证不充分,出现许多“一刀切”式的简单管理方式,环保大督查时,各种工地一律停工,给工程计划进度造成了巨大压力。


可见,部门之间的关注重点不同,管理方式、控制指标存在差异,不仅影响了公路建设项目的可持续发展,而且也不利于建设区域环境保护水平的提高,使大量项目验收备案被积压。


道路工程建设涉及的部门多,协调复杂,以取、弃土场的征用为例,虽然工程项目可行性论证、初步设计阶段得到了国土部门的意向同意,但施工时仍然存在无法获得地方许可的现象,导致场地变更、环境影响程度也发生变化。建设单位将相关取、弃土场的征地与环保和水保手续办理、措施设计等交由各施工单位自行解决,缺乏顶层沟通和协调。基层施工单位与相关国土、水利部门无法及时解决问题,在工程工期、进度与质量管理压力下,使得本来可以合法合理的程序变得更复杂甚至是不合法的被动局面。


从标准规范来看,现行的一些交通行业标准规范对于环保和水保部门相关场地的保护与治理要求响应不足,缺乏科学协同合作机制。以公路环境保护设计规范为例,其中提到“应与当地政府协商确定取土范围和深度”,但涉及与当地政府协商的,取土范围和深度只是很小的一个方面,更重要的是取土场的分布、数量和位置选择,特别是在三江源自然保护区这类环境高度敏感的地区。


针对这些问题,交通部门与环保和水保部门应该建立会商机制,出台相关管理规定,共同研究制定修订相关管理制度、法规及治理规范,并对当前水土保持方案编制要求中相关控制指标的合理性进行研究,确保其能落到实处,起到规范建设与管理施工的作用。同时,共同研究取、弃土场科学布局、有序开挖、整治达标的管理与控制方式,提高施工过程中环保和水保工作管理水平,共同推动行业技术规范和管理方式的优化。


3.2 加强统筹,强化跨行业多专业管理


水土保持措施的规划、设计与实施是一项涉及专业范围广的建设内容。水土保持方案与工程设计文件决定着项目水土保持工作布局与工作成效,但水土保持方案存在编制深度不足、指标不明、内容不清、针对性不强等问题,这一方面与水土保持方案编制所依据的可研报告有关,另一方面也与水土保持方案、工程设计文件缺乏相互专业核查有关。不仅如此,工程建设中后续取、弃土场的大量变更还使得水土保持方案及工程设计文件中相关取弃土平衡计算失去了作用,进而使得水土保持方案作为一项事前控制手段的预期效果被严重削弱。


从施工环节管理来看,当今法律法规强化了事中事后监管,环保和水保监测力度得到强化,第三方机构的作用得到了加强。但由于施工单位人员素质参差不齐,取、弃土场预防治理制度与技术体系缺乏,施工过程中取、弃土场的管理隐患大。由于水土保持方案可操作性不强,加之取、弃土场缺乏明确规范的施工操作流程与治理规范,施工单位在施工过程中处理取、弃土场的问题时简单粗暴,而专业化程度较高的设计单位、方案编制单位在后续取、弃土场治理中缺位,致使预防性措施无法落实,治理隐患突出,大量风险积聚在后期,导致水土保持设施验收困难。


工程建设单位应充分利用在管理与协调各单位工作、发现环保违法问题、落实环保和水保方案与设计文件方面的专业优势,加强项目统筹,建立环境保护、水土保持、工程管理与施工、现场设计等跨专业的内部执法管理与技术指导队伍,实现公路建设过程的科学管理,从而降低自身在环境管理方面的风险。


为此,需要工程建设单位充分发挥团队引领者的作用,协调好如下几方面的工作:

  • ①明确环保和水保监理、监测,工程设计(含生态修复、景观设计),环境影响评价,水土保持方案编制等单位在施工期的作用与职责及团队合作机制;

  • ②配备相关环境管理人员、设备,具备试验分析条件,如具备环保专业背景的监理工程师,具备生态学、环境保护或景观规划背景的设计师,具备遥感监测无人机,具备开展简单水质、土壤分析的工地实验室等基础条件;

  • ③建立监理监测单位工地检查与设计优化、施工工艺优化、管理优化等方面的协同管理制度,环境风险与环境问题的纠错制度等。


3.3 强化水土保持方案全过程核查,加强取弃土场变更与土石方计量监管


如前所述,诸多原因导致了水土保持方案提出的措施落实较差,故发挥方案编制单位在工程设计细化与变更过程中的作用,就成为保障水土保持方案成效的关键手段。主体工程之外的水土保持措施,方案编制单位会补充要求,但设计单位在进行相关水土保持措施设计后,是否可以达到水土流失控制要求,方案编制单位缺乏进一步跟踪与审核,这直接导致水土保持方案流于形式,水土保持设施验收时因大量变更无法根据水土保持方案进行核查。


为此,需要强化水土保持方案编制单位在设计及设计变更全过程中的审查地位,尤其针对初步设计、施工图设计、施工过程中变更设计等,要从水土保持方面出具审查报告,确保相关设计符合水土保持要求,并确保水土保持措施能够得到深化与落实。这关系到施工期水土保持成效及后期恢复难度大的土壤或石料开挖方式,表土的剥离及堆放,机械作业面与作业程序的科学设计、场地整治等环节的逐步细化设计,从而提高取、弃土场的绿色施工水平。

 

此外,有学者认为高速公路的招标项目中未包含对临时用地的水土保持措施招标,与铁路工程不同,没有专项资金预算,这其实是一种误解。通过核实相关管理规范与要求,结合工程实践,可以发现公路工程对于临时用地水土保持措施招标及资金预算是有严格规定的,但是在相关土石方计量方面确实存在一些监管漏洞与不足。


从管理角度看,土石方运距、计量与运输成本等影响施工单位的核心利益,当前工程实践中在工程计量方面仅考虑主线工程的土石方挖填量,对设计取、弃土场的实际挖填量没有进行同等监管与工程量核查,而工程款项是按照设计取、弃土场的运距计量支付的,这就使施工单位有空子可钻,为其违法乱挖滥弃埋下了隐患。


为此,需要在取、弃土场采取同等的监理计量核查与监管,将主线工程与取、弃土场的土石方量结合进行考核,以此杜绝施工过程中的乱挖滥弃行为。


最后,还需要强化取、弃土场变更管理。借助当今绿色公路建设的推进,强化绿色公路实施中取、弃土场控制指标,建议将取、弃土场变更控制成效作为各公路工程项目绿色建造水平的评价指标之一,从而强化工程建设单位、设计单位与施工单位的守法意识、责任意识,真正提升取、弃土场的环保和水保工作管理水平。


3.4 理顺水土保持方案与监测管理职责,落实水土保持目标管理责任


从当前的水土保持管理制度来看,水土保持方案与水土保持工程设计、监理、监测、水土保持设施验收之间,在控制目标、过程监控、后期验收上缺乏延续性,《开发建设项目水土流失防治标准》( GB50433—2008)虽然提出了6项控制指标,但仅有这些指标并不足以起到约束施工作业行为的作用。在建设项目水土保持监理与监测过程中,水土流失控制比作为施工过程的一项重要指标,由于监测方式、监测手段等存在问题多,导致其并没成为现场监管的有效指标。


2017年11月,水利部发布了《水利部关于加强事中事后监管规范生产建设项目水土保持设施自主验收的通知》(水保〔2017〕365号),将水土保持监测提升到一个新的高度。《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》提出“水土流失情况监测主要包括土壤流失面积、土壤流失量,取土(石、料)弃土(石、渣)潜在土壤流失量和水土流失危害等内容,并说明土壤流失量是指输出项目建设区的土、石、沙数量,这些规定明确了水土保持目标责任的基础。


但从工程实践调研来看,当前取、弃土场监测中很少有针对“输出项目建设区”的泥沙监测内容,大多数水土流失量的现场量化监测措施还是布设在项目建设区内,这与监测工作现场实施的难度有关,但这样的监测对于确定场地的水土流失强度意义不大。其实可以借鉴美国有些州的管理经验,研究将暴雨径流水质监测管理作为场地控制关键指标,将取弃土场地的径流排放出水口水质标准作为排放控制的节点,以从根本上解决类似场地内拦渣、滤渣、覆盖、沉淀等水土保持临时措施的落实问题。



4 结语


取、弃土场施工已经成为影响公路绿色建设成效的重要内容,正因为如此,我国的绿色公路建设指导意见将开展零弃方专项行动列为五大专项行动之一,但取、弃土场相关水保工作作为建设期水土保持部门关注的重点却至今难以得到有效贯彻执行。本研究对公路建设项目设计、施工、监理等环节中存在的问题进行了梳理,并提出了对策建议,旨在从源头改进目前在取、弃土场实施中存在的管理、技术与经济问题,实现公路建设与水土保持协调发展。