鐵路橋梁建設對地表水體影響分析及對策措施

張穎

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西西安 710043)

鐵路橋梁建設對地表水體影響分析及對策措施

張穎

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西西安 710043)

鐵路線路大多分布于自然地理環(huán)境復雜地區(qū)，時常不可避免地穿越各類環(huán)境敏感區(qū)域。近年來，跨越河流、湖泊等地表水體的鐵路建設項目逐漸增多。因此，減輕鐵路橋梁基礎施工對地表水體的環(huán)境影響，是鐵路項目水環(huán)境保護工作的重點。根據(jù)地表水體環(huán)境保護要求，概括介紹了鐵路橋梁建設對地表水體的環(huán)境影響特征，提出了相應的環(huán)保措施及對策，供今后鐵路橋梁工程水環(huán)境保護工作借鑒。

鐵路橋梁；地表水體；橋梁施工；環(huán)境影響

我國幅員遼闊，南北氣候差異較大，北方冬季氣候寒冷且持續(xù)時間長，交通運輸往往容易受到風雪天氣的影響，對經(jīng)濟活動影響較大。鐵路受風雪天氣的影響小，安全環(huán)保，已經(jīng)成為我國大范圍、大運量交通運輸?shù)谋匾A設施。鐵路線路大多分布于自然地理環(huán)境復雜地區(qū)，時常不可避免地穿越各類環(huán)境敏感區(qū)域[1]，特別是跨越河流、湖泊等地表水體。對于該類建設項目，必須采用大型橋梁跨越地表水體，而橋梁基礎的水下施工會對水體形成擾動，導致局部水體污染[2]。因此，盡量減輕鐵路橋梁基礎施工對地表水體的環(huán)境影響，是鐵路建設過程中水環(huán)境保護工作的重點，也是防止水污染、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

1 地表水體的環(huán)境保護要求

水是人類生存和發(fā)展不可缺少的資源之一。目前，我國水環(huán)境污染情況非常嚴重?！?015中國環(huán)境狀況公報》顯示，2015年全國423條主要河流、62座重點湖泊(水庫)的967個國控地表水監(jiān)測斷面(點位)中，Ⅳ～Ⅴ類、劣Ⅴ類水質斷面分別占26.7%、8.8%[3]。日趨嚴重的水環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素[4]，防治水體污染、保護生態(tài)環(huán)境刻不容緩。

我國水污染防治立法始于20世紀50年代中期，并于1984年正式制定了第一版《中華人民共和國水污染防治法》，經(jīng)過1996年的修訂后，其執(zhí)法理念及實施水平才發(fā)生根本性變化[5]?，F(xiàn)行水污染防治法為2008年修訂，于2008年6月1日起實施。該法對水污染防治、水環(huán)境保護和改善都具有重要意義。

目前，我國防治水環(huán)境污染、保證社會與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的主要法律手段是對建設項目實行環(huán)境影響評價。對于跨越地表水體的鐵路建設項目來說，通過對項目進行環(huán)境影響評價，提出相應的水環(huán)境保護措施，能夠有效降低鐵路橋梁對沿線地表水環(huán)境的影響，達到保護水環(huán)境的目的。鐵路橋涵工程施工的環(huán)境保護工作要認真貫徹“預防為主，防治結合，綜合治理”的原則[6]，使施工現(xiàn)場做到統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利[7]。為盡量降低對沿線地表水環(huán)境的影響，建設項目環(huán)評一般要求鐵路橋梁工程建設做到以下幾點：

(1)禁止在生活飲用水地表水源二級保護區(qū)內以超過國家規(guī)定或地方規(guī)定的污染物排放標準排放污染物[8]。最大限度地降低施工對地表水體水質的不利影響，嚴格控制污染源，嚴禁向水體排放污廢水或傾倒垃圾，并嚴防各種事故污染。

(2)確保橋梁施工平面布置合理，不得改變或削弱地表水體的吞吐性，盡量不影響水體的原有流態(tài)。

(3)盡量減小施工對地表水體生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，降低施工期對局部水體及底泥的擾動。施工結束后，應采取必要的土地、植被等環(huán)境恢復措施，最大限度地恢復地表水域及周邊陸地的原有生態(tài)系統(tǒng)。

(4)采取水土保持措施，施工過程中嚴格控制擾動水域周邊地表和植被、減少工程占地，嚴格控制項目區(qū)水土流失。

2 對地表水體的主要影響特征

2.1 施工人員及機械

橋梁建設過程中，施工人員多集中居住于橋址附近，且一般為臨時居住地，沒有健全的排污及處理設施。由于施工人員居住與生活條件較為簡單，對周邊水環(huán)境的影響主要為包括糞便污水、廚房污水等在內的生活污水的排放。由于排放量不大，一般情況下，對當?shù)厮h(huán)境的影響較為輕微。

橋梁施工往往需要投入大量運輸車輛與機械設備，而由于長時間的施工，需要定期對這些設備與車輛進行維修養(yǎng)護，并將產生一定量的沖洗污水。沖洗污水的泥沙含量通常較高，應經(jīng)過沉淀處理后排放，對周邊水環(huán)境影響也較小。另外，機械設備和運輸車輛在運作過程中可能發(fā)生跑冒滴漏等現(xiàn)象，對地表水體周圍土壤及水域產生一定程度的污染。

2.2 施工原料

橋梁基礎施工中所采用的建筑材料主要有鋼筋、水泥、砂子、碎石等，以及填充料、養(yǎng)護材料、密封材料、脫模劑等。碎石、砂子等隨意堆放易產生粉塵，使附近水體渾濁，影響水體水質。脫模劑、密封材料等含有廢機油、樹脂類有毒成分，使用或保存不當會對環(huán)境產生不利影響。

2.3 棧橋施工

棧橋是修建鐵路橋梁時重要的臨時設施，主要作用是在橋梁施工中運輸材料、設備及人員，也可兼做水上施工平臺。棧橋施工對水體水環(huán)境的影響主要集中在鋼樁打入和拔出時期。由于鋼樁對水體底泥的擾動，底泥上浮，水體局部渾濁。根據(jù)橋梁施工經(jīng)驗，渾濁區(qū)域主要集中在打入點周邊，一般影響范圍為50～200 m。若鐵路橋梁所跨河流流速較快或棧橋鋼管直徑較大，鋼管的阻水作用可能引起水體底部地形發(fā)生變化，在水底逐漸形成沖刷坑，造成局部水體流場的改變。另外，施工原料在棧橋上運輸時，若遺漏甚至傾覆也會造成水體污染。

2.4 圍堰施工

圍堰就是在修筑地下或水中構筑物時所做的臨時圍護結構，把水隔開，防止水和土石進入構筑物的修建位置，以便在圍堰內進行基坑開挖和基礎施工[9]。根據(jù)我國鐵路橋梁施工經(jīng)驗，鐵路橋梁的圍堰施工一般采用草袋圍堰或鋼圍堰，對水體的影響主要為局部水體擾動，影響范圍一般小于200 m。但如果圍堰沒有較好的密閉性，可能導致樁基礎施工時灌注的混凝土等材料越過圍堰進入水體，進而對水環(huán)境造成較為嚴重的污染。

2.5 橋梁基礎施工

鐵路橋梁基礎施工時，一般采用鉆孔灌注樁施工[10]，而泥漿是該施工方法中不可或缺的原料之一，其主要作用有保護孔壁、排渣、清孔等，泥漿的正確配置與使用對于該施工方法的成敗十分重要。一般情況下，一根樁基需要泥漿約50 t。因此在鉆孔灌注樁施工過程中，往往會排出大量泥漿及鉆渣。如果不就近設置相應的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)，而是隨意排放，將不可避免地對當?shù)厮h(huán)境產生嚴重污染，甚至可能會破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，造成水體淤塞。泥漿中還可能添加有纖維素、碳酸鈉等輔助造漿添加劑，也可能會污染水質，堿化土壤，對環(huán)境有較大危害。此外，橋梁基礎混凝土在養(yǎng)護時會稀釋脫模劑，而脫模劑多為油性，若不集中回收利用，也將對水體產生污染。

3 地表水體環(huán)保措施與對策

3.1 設計階段

(1)線位選擇上，應盡量繞避地表水體。若線位遇到河流或大型湖泊等實在無法繞避的水體，應盡量減少水中墩的設置，并采取相應的環(huán)保措施，以確保橋梁基礎施工對水體的影響降到最小。

(2)若橋梁不可避免地跨越有洄游魚類的河段，應設計洄游通道，以保護魚類的正常生長和繁殖。

(3)施工材料選擇上，考慮選用環(huán)境友好型材料，如選用環(huán)保泥漿、采用食用油作為脫模劑等。

3.2 施工階段

(1)鐵路橋梁建設時，臨時施工營地生活污水盡量排入城市污水管網(wǎng)，生活污水、車輛沖洗廢水嚴禁隨意排入地表水體。若距離城市污水管網(wǎng)較遠，場地內應合理布置化糞池、生活垃圾站，并定期進行清理。臨時便道應及時清掃、灑水防塵，清洗骨料等污水應過濾沉淀后達標排放。應根據(jù)地形條件，在場地內合理設置排水溝，并設置沉淀池，污水經(jīng)沉淀處理達標后回用或排放。

(2)棧橋施工過程中，為減小棧橋鋼管樁對水底的擾動，在鋼管樁打入水底時，可待鋼管樁下沉穩(wěn)定后，再使用振動錘將樁打入水底，而在鋼管樁拔出時，應采用機械進行緩慢拔出，不得大范圍搖動鋼樁。另外，應封閉棧橋橋面，并定期對橋面進行清理，防止施工原料及其他雜物在棧橋上運輸時遺漏或傾覆進入水體，造成水體污染；在棧橋邊緣應設置防護欄桿，以防止施工車輛及其運輸材料不慎落入水中。

(3)圍堰施工時，必須確保圍堰施工質量。對于鋼板樁、鋼管樁、木樁等施工材料，應在材料入場前進行清洗，防止施工材料表面油污進入水體，造成污染。圍堰施工中產生的泥漿、廢渣等，應設置專用的泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)進行處理，并保證部分泥漿回用。必要時，應考慮圍堰分段施工，以保證水系及航行暢通。

(4)橋梁樁基礎施工過程中，嚴禁將泥漿及鉆渣隨意排入地表水體。為提高工程質量、保護環(huán)境，應減少廢棄泥漿量及其對環(huán)境的污染。橋梁樁基礎施工時，應優(yōu)先選用環(huán)保泥漿，并在施工場地設置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。同時，泥漿循環(huán)系統(tǒng)中的沉淀池、泥漿池應采用必要的防滲措施，防止泥漿下滲污染地下水，進而影響地表水體水質。若采用雙排樁筑壩圍堰施工，施工完畢后，應首先對圍堰內的臨時場地進行清理，徹底清除施工時殘留的泥漿、廢渣或機械漏油等污染物質，并盡量恢復水體底部的原貌，然后拆除圍堰。若是在水上進行施工，應采用密封水箱儲存、凈化泥漿，廢棄的鉆渣及泥漿應按要求裝入固定容器，并運送至收集鉆渣和廢漿的駁船，不得排入地表水體。駁船應將廢棄的泥漿及鉆渣運至岸上后集中處理，嚴禁占用河道或河灘隨意堆放。泥漿及廢渣運輸過程中，相關單位應加大對運輸船舶及車輛的監(jiān)督檢查力度，嚴格防止施工單位偷排或遺漏。

(5)水中墩施工時，應盡量選擇在枯水期，不得在暴雨期間進行挖方或填方施工。雨天時，應對橋梁施工場地的臨時堆料、棄土設置防雨布覆蓋，水泥、膨潤土等摻和料也應進行遮蓋。

(6)橋梁基礎施工過程中，應做好施工管理，嚴格防止施工機械或其他設備的跑、冒、滴、漏油進入施工營地附近的水體或土壤。運輸車船或施工機械產生的廢油料等污染物應集中收集，并交由有資質的單位處置。生產所需油料必須使用指定的容器保管，防止因其泄漏而污染水體。

(7)鐵路橋梁施工完畢后，應及時清除相應施工場地、臨時占地、臨時便道等場地上的垃圾，清理并平整硬化地面，改良土壤后，根據(jù)當?shù)卣筮M行植被綠化或復耕。清理復墾完畢后，應交由當?shù)刂鞴懿块T進行檢查并驗收，確保達標。

(8)為保證橋梁工程環(huán)保措施的順利落實，工程環(huán)保措施應由建設單位制定并組織實施。由建設單位、監(jiān)理單位、施工單位組成環(huán)境管理體系，主要責任單位為施工單位，監(jiān)理單位對環(huán)保工程實行日常管理，并接受當?shù)睾蜕霞壄h(huán)保主管部門的監(jiān)督和檢查，做到預防為主，防止鐵路橋梁工程建設對水體造成污染。

4 結論與展望

鐵路環(huán)境保護是整個社會環(huán)境保護工作的重要組成部分。通過優(yōu)化鐵路橋梁施工方案，并在施工中采取一系列水環(huán)境保護措施，可有效降低鐵路橋梁施工對地表水環(huán)境的影響。為了使鐵路橋梁施工對地表水環(huán)境的影響最小化，除以上措施外，在施工過程中還應考慮以下幾點：

(1)工藝及管理上，在保證施工安全與質量的前提下，利用科學管理與技術進步，最大限度地減小工程對水環(huán)境的不利影響，堅持“保護優(yōu)先、預防為主”的環(huán)保原則。

(2)組織落實上，貫徹綠色環(huán)保的施工原則，從總體方案的優(yōu)化入手，對施工組織與策劃、施工材料采購、現(xiàn)場施工及工程竣工驗收等各環(huán)節(jié)進行控制，因地制宜地推行環(huán)保示范工程。

(3)景觀影響上，由于施工過程中不可避免地會引起局部水體渾濁，影響水體美學質量，進而可能影響到水體的社會經(jīng)濟價值，尤其是娛樂景觀用水的觀賞性。因此，在橋梁施工中，應考慮降低對水環(huán)境景觀的影響，以使施工影響降到最低。

[1] 陳行. 高速鐵路特大橋建設對湖泊水環(huán)境影響的綜合模擬研究[D]. 成都: 西南交通大學, 2014.

[2] 周鐵軍, 馬龍. 鐵路橋梁深水基礎施工對水環(huán)境的影響分析[J]. 鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生, 2011, 1(3): 133- 135.

[3] 環(huán)境保護部. 2015年中國環(huán)境狀況公報[R]. 北京: 環(huán)境保護部, 2015.

[4] 劉昌明, 曹英杰. 我國水污染狀況及其對人類健康的影響與主要對策[J]. 科學與社會, 2009(2): 16- 22.

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[9] 陳偉, 李明. 橋涵施工臨時結構設計[M]. 北京: 中國鐵道出版社, 2002.

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Countermeasures and Impact Analysis of Railway Bridge Construction on the Surface Water

ZHANG Ying

(China Railway First Survey & Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043, China)

The railway is always located in areas with complex geographical environment, and it is unavoidable to encounter various kinds of environmentally sensitive areas. Railway constructions across rivers, lakes and other surface water bodies gradually increased in recent years. Therefore, reducing the environmental impact of the railway bridge foundation constructions on surface water bodies is the focus of water environmental protection work in railway projects. According to the requirements for surface water environmental protection, this paper provided the characteristics of the environmental impact of the railway bridge construction on the surface water bodies, and proposed the corresponding environmental protection measures and countermeasures, which would serve as references for water environmental protection of the railway bridge projects in the future.

railway bridge; surface water; bridge construction; environmental impact

2016-02-02

張穎(1988—)，男，湖北漢川人，工程師，碩士，主要從事環(huán)境影響評價及環(huán)保工程設計，E-mail：383235742@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.02.011

X820.3

A

2095-6444(2017)02-0040-03