京滬高速鐵路陽澄湖段環保施工技術

陳澤昊，王躍，孫建，張潔瑜，程馳

(1.中國鐵道科學研究院節能環保勞衛研究所，北京 100081; 2.中交第一公路工程局有限公司，北京 100054)

1 京滬高鐵陽澄湖段工程概況

京滬高速鐵路穿越陽澄湖段位于蘇州市，以丹陽至昆山特大橋穿越陽澄湖。該段線路先后7次跨越陽澄湖的西、中、東湖區，跨越湖區總長度5 900 m，見表1及圖1。跨越段橋梁共設181個墩臺，基礎采用鉆孔灌注樁，共計1 801根，合計115 480 m，單根樁長 45～80 m，出渣量149 158 m3。

表1 京滬高速鐵路丹陽—昆山特大橋陽澄湖橋段跨湖區分段跨越一覽表

2 陽澄湖湖區環境概況及環保要求

2.1 環境概況

陽澄湖位于長江三角洲平原區，位于蘇州城區東北，是太湖平原上第三大淡水湖，面積120 km2。湖中兩條天然土埂將湖面分為西、中、東湖，其中東湖最大，三湖之間有眾多港汊相通。

陽澄湖水產資源十分豐富，有桂魚、甲魚、白魚、鰻魚、清水蝦、大閘蟹等70多種淡水魚類。

陽澄湖作為江蘇省重要的淡水湖泊，是蘇州市備用水源之一，兼有漁業養殖、生產用水、灌溉、旅游、航運及防汛等多方面功能，是生物多樣性集中和生產力較高的地帶。其豐富的生物資源，在保護生物多樣性和維持生態平衡方面有著不可替代的作用。為此，蘇州市政府將沿陽澄湖區劃為為五大功能區加以保護:

一是飲用水源保護區。

二是半封閉型的增殖放流區。在該區投放花鰱白鰱魚種、螺螄、貝類等有利于凈化水質的生物資源。

三是河蟹生態養殖區和親本培育基地。在陽澄東、中湖規劃 3.2×104hm2河蟹生態養殖區。陽澄東湖規劃500 hm2陽澄湖大閘蟹親本培育和標準化示范基地。

四是沿湖濕地保護區。在陽澄東、中湖沿岸300 m至1 000 m范圍內形成自然的空曠水域，為開展濕地保護打好基礎。

五是敞水型增殖資源保護和增殖放流區。在全湖約8×104hm2空曠水域內進行漁業資源增殖放流，逐步恢復湖區的漁業資源總量和生物多樣性。

2.2 陽澄湖段的施工期環保要求

為此，京滬高鐵陽澄湖段施工必須做到:

(1)最大限度降低施工對陽澄湖水質的不利影響

施工期間，采取嚴格水域保護措施，嚴禁向湖區排放廢污水和傾倒垃圾，嚴防事故污染的發生。

(2)確保陽澄湖水系暢通

陽澄湖為吞吐性湖泊，其吞吐性特征，有利于湖水的吐故納新，抑制水體的富營養化和維持生態平衡。陽澄湖區段的施工平面布置和有關施工設計，須確保不改變或削弱陽澄湖的吞吐性能，對湖區原有流態不造成重大改變。

(3)最大限度降低施工對陽澄湖生態系統的不利影響

施工作業占用并擾動局部湖區水域和底泥，對施工區的生態環境造成一定的負面影響。施工中應盡可能減少環境影響;施工后及時采取恢復措施，最大限度地恢復水域和陸地的原有生態環境條件及相應生態環境功能。

(4)采取水土保持措施，嚴格控制施工期間的水土流失。

(5)嚴格控制施工中的揚塵和煙塵、廢氣及汽車尾氣的排放。

(6)嚴格控制施工中噪聲污染和光污染。

3 施工方案環境影響分析

3.1 棧橋施工方案及施工影響分析

陽澄湖段原設計跨越段橋梁施工臨時設施為棧橋，棧橋總長5 900 m。棧橋施工工藝流程見圖2、3。

棧橋施工物料消耗情況見表2。

圖2 棧橋施工工藝流程

圖3 鋼板樁圍堰施工工藝流程

表2 棧橋方案物料平衡表

棧橋施工采用 φ80 cm鋼管樁作為下部基礎，搭設6～8 m寬棧橋，作為臨時附屬設施。鋼管樁搭設后，上布型鋼，鋪貝雷梁和混凝土橋面板，防止阻礙水流。棧橋設置對湖水水質的影響主要在鋼管樁打入湖床階段，泥沙上浮，造成局部渾濁，一般影響范圍為打入點周邊20～50 m。

橋梁水中墩基礎施工時，鋼護桶、圍堰下沉穿過河床表層、圍堰到位后吸泥清基封底引起泥沙上浮，鉆孔樁施工泥漿泄漏、鉆孔出渣排水時，泥沙、懸浮物將影響水體環境，濁度的增加在50～100 m范圍內。為降低污染，需要對圍堰吸泥清基封底、鉆孔出渣設置專用船舶承接，經簡單的沉淀、過濾處理。

施工機械和運輸車輛使用過程中燃油、潤滑油的泄漏，降雨沖刷施工面也會造成環境污染;根據目前的施工工藝，結合其他橋梁施工環境監測監控情況，一般情況下，施工過程中，鉆孔泥漿泄漏損失量約占總量的1.5% ～3.0%;橋面施工燃油、潤滑油等也會由于各種原因產生跑、冒、滴、漏，對湖水及岸邊土壤產生污染，根據各類機器設備性能狀況，以及使用管理情況的不同，一般估計損失量在0.25% ～1.0%之間。故此，按照陽澄湖段管理良好情況下施工，可以估算，在整個施工期間，5.9 km的線路在湖面施工時，泥漿泄漏量按1.5%計，約為2 068 m3;燃油及潤滑油的泄露量按照0.3%計，約9.75 t;由此可見，采用棧橋施工方案會對陽澄湖造成一定的污染。

此外，施工中的生產、生活垃圾等固體廢棄物，也會造成環境污染;施工機械、焊接作業產生的煙塵，土石方施工及運輸車輛產生的揚塵也有一定污染。

3.2 圍堰方案及環保措施

鑒于鋼棧橋施工存在較大污染隱患，對環境污染低的雙排裝筑壩圍堰施工方案作為替代應運而生。由于圍堰施工，橋墩基礎等工序均在堰內進行，施工時僅在圍堰填筑及拆除時，暫時對湖床造成局部擾動。根據國內既有大橋的施工經驗，只要加強施工管理，嚴格按施工程序操作，嚴禁向湖中排污，主體工程施工期間無泥漿、油類污染，對湖水的水質、水生生物影響較小。施工工藝流程見圖4。

圍堰施工物料消耗情況見表3。

圖4 圍堰施工工藝流程

3.3 棧橋與圍堰方案比較

棧橋和圍堰施工方案比較情況，見表4。

表3 圍堰方案物料平衡表

表4 棧橋和圍堰方案環境影響對比表

通過對棧橋和圍堰方案進行多因素環境比較發現，除施工初期圍堰建設和后期圍堰拆除階段，圍堰方案對陽澄湖水體影響稍大之外，從過程管理、工期控制、材料消耗、施工污染等多個方面具有比較明顯的優勢。

此外，陸地作業污染控制能力較水中施工方式更容易達成，可有效減小水中施工機械設備產生的油污染、砼灌注產生的水泥漿污染、鉆孔施工產生的泥漿污染及施工產生的建筑垃圾污染。筑壩圍堰用土采用湖底的原生土，對湖水不會產生明顯的污染，通過挖填作業改變施工范圍內上下土體結構，也改善了土壤中營養物質富集的問題。

因此，鑒于棧橋方案施工周期較長，施工期泥漿、油脂滲漏以及降雨對陽澄湖水體影響較大等因素，湖區范圍內施工采用分段筑壩圍堰的施工方案在環保方面較為可靠。

4 圍堰施工期的環保措施及效果

為確保圍堰施工方式的環境效果，在施工過程中采取了一系列的環保措施。

4.1 圍堰分段施工，確保水系和航行暢通

為保證陽澄湖水系貫通、漁船通航、洪水期排洪，施工中根據陽澄湖的具體情況，將其分為7個施工段，每個施工段分三段進行筑壩圍堰施工。即先施工兩端，后施工中間段。待兩端施工完成后，將中間段進行筑壩圍堰，架設臨時拱橋，保留通道，保證水系暢通和船只過往。

4.2 圍堰施工擾動湖床，避免泥沙渾水不向外圍擴散，杜絕油污對湖水的污染

4.2.1 確保施工材料無污染

圍堰施工主要材料木樁、槽鋼、鋼板樁、鋼管樁、彩條布、土工布、竹籬笆等，為保證所有用于圍堰施工的材料的清潔，材料統一在湖區外的堆放場地清理，對材料表面油污染清除干凈后使用，彩條布、土工布等均為新購材料。

4.2.2 設置圍擋，控制濁水擴散

圍堰施工前在圍堰外側60 m處用彩條布設置圍擋，控制泥漿污染在界限范圍內，不向外側水域擴散化，亦可預防施工船只出現漏油等造成大范圍污染。圍擋修筑完成后，方進行圍堰的修筑施工。

4.2.3 加強作業機械檢修，防止跑冒滴漏，采取有污染防治措施

加強施工機械日常檢修，保證機械具有良好的性能，嚴防柴、機油泄漏，污染湖區。所有50 t以上的施工作業和運輸的船舶，設置油水分離器;各作業船只配備兩卷吸油棉(為超細多孔纖維無紡布，材料具有極強的疏水親油性)，一旦發生漏油事件，可用吸油棉及時清理。

4.2.4 施工泥漿凈置，限定排向

圍堰南側近岸，水域面積較小，為非費養殖區。圍堰施工產生的泥漿靜置澄清后泵排入圍堰南側，減少對北側養殖區的污染。堰內淤泥清理至近岸處，由泥漿車運到指定地點堆放處理，不在堰內存放。

4.2.5 堰內施工便道材料選用少污染、易清理的材料鋪筑。便道底層材料采用承載力好的磚渣或較大粒徑碎石，面層材料采用20 cm二灰碎石硬化，并按需灑水，最大限度地抑制揚塵。

4.3 鉆孔灌注樁施工

圍堰內施工統一規劃設置標準的泥漿池，規范施工機械、材料停放與操作區，主要控制措施如下:

(1)每兩個墩之間靠近墩位處設置泥漿池，容量滿足一根樁排漿量的1.5倍，用磚渣或砼塊硬化場地作為機械操作區和材料堆放區，泥漿池底部及四周采用塑料薄膜隔離，防止泥漿滲漏。

(2)每根鉆孔樁砼灌注前后對泥漿池進行清理，將沉渣專車運出湖區外指定地點，砼灌注過程中泥漿不能外溢污染場地。加強泥漿泵管接頭及薄弱處防脫和防爆裂措施，防止泥漿四處飛濺。

(3)現場備用發電機放置場地作特殊的防油污措施和隔聲處理。發電機及油桶存放區地面硬化處理，四周磚砌10cm左右高的臺階形成矩形框，鋪細砂及棉砂防止油污外泄;頂部搭設篷布防雨棚，以防止油污經雨淋外溢。

(4)采用低噪聲發電機，發電機外設置隔聲墻降噪。大閘蟹生長旺季8、9月份，將噪聲和振動大的作業安排在白天，夜間嚴格控制機械作業。

(5)鉆孔樁采用先進的反循環鉆機鉆孔，施工泥漿禁止采用有毒化學添加劑。

(6)鉆機及其它施工機械出現故障時，吊運出圍堰后修理，以免造成油污染。

(7)鉆孔樁鋼筋籠焊接時會產生很強的弧光。夜間焊接作業時在臨近敏感區一側需用擋板進行防護，避免強光直射。

4.4 承臺、墩柱施工

(1)鉆孔樁施工完成后，及時清理漿池，泥漿外運處理干凈后，對鉆孔位置表面被污染的地面清理挖除，采用湖內承臺開挖的土體回填整平泥漿池和場地，預留基坑回填用土方，多余土方外運處理。

(2)空壓機停置場地與鉆孔樁施工時發電機的處理方式相同。

(3)鋼筋在湖區外部的加工場加工成型，采用隨用隨運的方式，模板采用定型鋼模，鋼筋和模板的除銹工作均在湖區外部進行，模板采用食用油作為脫模劑。

(4)承臺墩柱施工在夜間如有焊接必須設擋板隔離防強光照射措施。

4.5 圍堰拆除

圍堰拆除與圍堰填筑過程程序相反，措施相同。湖區取土的部分，經湖底取土土質檢驗無污染后，在圍堰拆除的同時，將所取土還原到原湖底取土區并盡量恢復到原貌。湖區便道、鉆孔泥漿、鉆渣及廢棄物必須在圍堰拆除前清理干凈，清除所有施工痕跡，待環保部們檢查驗收后方可進行圍堰拆除工作。

4.6 水土保持措施

圍堰用土必須在劃定范圍(圍堰外側60 m范圍)內取土，嚴禁超占、破壞行為。臨時工程的修建不得截斷或阻攔地表徑流。

4.7 固體廢棄物管理

施工產生的廢棄機具、配件、包裝物及各類固態浸油廢物等，尤其是雨季要及時集中收集、封裝，運至垃圾場進行處理或回收利用，防止雨淋和沖刷后的滲出液將其中的有毒物質帶出，順著地表水體和地下水流進陽澄湖造成水質下降，進而導致魚蝦減產和飲水污染。

圍堰堰芯填土不得采用湖底之外的其他填土，防止影響湖區水體水質。

生活區的設置要相對集中，設置必要的公共衛生設施，廢水凈化池、化糞池，按照環保部門的要求定期清理，避免生活垃圾污染環境。生活固體垃圾采用密閉垃圾筒集中收集、分類堆放、適時運至環保部門指定地點。臨時生活設施的修建、拆除時產生的固體廢棄物，按照環保部門的要求棄至指定地點進行處置。

5 結論

京滬高速鐵路在穿越陽澄湖橋段建設中，通過精心優化施工方案，將原來的水中棧橋施工改為雙排樁筑壩圍堰、抽干水后的陸地施工，筑壩圍堰用土采用湖底的原生土，施工中并采取了一系列防治生態破壞和環境污染措施。兩年以來陽澄湖橋段全面落實了施工環保措施，動態環境監測結果表明，陽澄湖水質沒有受到污染，湖區生態環境及養殖業沒有受到影響，達到了“水質零污染”的環保工作目標。