浅谈公路建设对山西娘子关泉域地下水环境的影响和环保措施
2017-10-10程海涛张一舒
程海涛,张一舒
(1.山西省交通科学研究院,山西 太原 030006;2.山西省交通规划勘察设计院,山西 太原 030012)
1 国道307、207线阳泉市绕城改线工程概况
国道207线阳泉境内全长81.541 km,其中处于市区中心位置的三郊至石路段全长27.545 km;国道307线阳泉境内全长71.376 km,其中处于市区中心位置的官沟至石路段全长23.156 km(城市道路11.16 km、与G307复线重复里程9.34 km)。拟建公路位于阳泉市境内,起点位于平定县巨城村,终点在辛兴村,全长51.993 km,等级为一级公路,双向四车道,设计车速80 km/h,路基宽度24.5 m,全线设置桥梁5座,隧道8座,养护工区1处,隧道管理站1处,收费站1处,立体交叉10处。工程投资估算54.85亿元,于2017年11月开工建设。
2 工程建设对泉域地下水环境的影响分析
2.1 娘子关泉域概况
娘子关泉域位于平定县娘子关镇附近,出露于桃河与温河汇集地段。由11个主要泉组组成,分布在自程家至苇泽关约7 km长的河漫滩及阶地上,出露高程360~392 m。泉群多年平均流量12.16 m3/s(1956—1984年),是我国北方最大的岩溶泉水。其分布跨海河及黄河两大流域,主要河流有桃河、温河、松溪河、清漳河。泉域重点保护区为泉水集中出露带(西自温河下董寨以下河谷、桃河西武以下河谷,东至两河汇流后的绵河河谷苇泽关断层之间的泉水出露带)及桃河、温河渗漏河段(温和河谷:自东至西由温河—下章召—白马庄—南庄—巨城镇—下董寨,河流长度约35 km。桃河河谷:自西向东由白羊墅—乱流—岩会—上盘石—下盘石—西武庄,河流长度约30 km),重点保护区面积共86.5 km2。
2.2 公路与娘子关泉域位置关系
拟建公路全线位于娘子关泉域范围内,其中AK0+000—AK0+500 段、AK7+000—AK7+500 段和AK9+100—AK11+800段总长约3.7 km穿越泉域重点保护区,其他路段位于泉域一般保护区。拟建公路在泉域重点保护区内设置桥梁3座,无隧道工程及收费站等沿线服务设施,上述3座桥梁采用钻孔灌注桩基础。该公路与娘子关泉域位置关系见图1。
图1 该公路与娘子关泉域位置关系图
2.3 对泉域重点保护区的影响分析
公路穿越泉域重点保护区路段现状为温河和桃河,主要为河流渗漏补给区域,无泉水出露,为水质保护区域。
桥梁施工对地下水的影响主要来自桥墩基础钻孔灌注桩施工时用于护壁的泥浆。由于桥址处位于泉域渗漏河段,灰岩岩溶发育,泥浆含有油污等污染物,其接触地下环境将通过地下水补给通道污染深层岩溶水。因此,桥梁桩基钻孔施工过程中应采取清水护壁,或采取封闭施工,尽量减小钻孔施工与周围地下环境的接触面积,减少泥浆等污染物进入地下环境污染地下水。
根据娘子关泉域岩溶水等水位线图(见图2),拟建公路穿越的重点保护区岩溶水的水位标高约为420 m,拟建公路最低扰动高程为580 m,即最低施工面标高高于岩溶水的水位标高约160 m,拟建公路施工不会直接接触岩溶水含水层,不会对岩溶水产生明显影响。
图2 娘子关泉域岩溶水等水位线图
拟建公路施工期将扰动泉域重点保护区内环境,施工中应加强施工管理,严格控制施工范围,严禁排放污水和堆弃废弃物,切实保护泉域环境。营运期应加强危险化学品运输车辆管理,采取设置警示牌等措施,桥梁设置桥面径流水收集系统,桥头设置隔油沉淀池。桥面径流水收集系统包括收集管线和桥头隔油沉淀池,确保桥面径流不直接进入温河和桃河水体,避免桥面径流中污染物通过河流水体入渗污染地下水,降低危险化学品运输事故对泉域水环境污染的环境风险。
2.4 对泉域一般保护区的影响分析
拟建公路穿越的泉域一般保护区路段,由于岩溶水埋藏较重点保护区更深,公路建设扰动地层均高于当地岩溶水水位以上,即拟建公路隧道等所有工程均在当地岩溶地下水水位以上,公路施工和营运不会对岩溶地下水环境产生明显的影响。同时,公路沿线场站均设污水处理装置收集处理生活污水,处理达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB 18920—2002)后用于站区绿化、道路扫洒、冲厕等,不外排,对沿线泉域水环境影响小。
3 减缓的环保措施和对策
3.1 设计阶段
a)优化工程施工方案,合理布设桥涵构造物,包括结构设计、桥墩选型等,选择对泉域地下水环境影响小的方案进行建设。
b)设计中加强长隧道的水文地质勘察设计和环境保护设计工作,做好施工方案,选择有丰富经验的施工单位;做好长隧道施工的地下水防、导工作,采取必要的工程措施,防止地下水的流失和污染[1]。
c)优化公路站区设计方案。按照交通运输部实施绿色公路建设的指导意见(交办公路〔2016〕93号),要求公路收费站、养护工区采用一体化生物转盘(RBC)等二级生化处理与三级物化处理相结合的处理工艺,将北茹隧道管理站等场站生活污水经污水处理站处理后,回收循环利用,不外排。
3.2 施工阶段
a)加强泉域地下水环境保护的宣传教育,要求施工行为符合《山西省泉域水资源保护条例》的规定,严禁施工人员进行破坏泉域水资源的各类行为[2]。
b)加强施工期泉域地下水环境的保护管理,用小红旗标出重点保护区路段占地界限,并派专人进行管理监督,严格控制施工范围,严禁跨界施工,减少对泉域重点保护区地表的扰动范围[3]。
c)桥梁基础施工时加强管理。基础施工尽量选在枯水期,避免在汛期施工,采用钢板桩围堰施工工艺。施工过程中产生的钻渣泥浆,不准直接排入水体和附近农田,要求设置沉淀池,泥浆循环使用,严禁将废泥浆直接在水体中排放。钻渣应晾晒后用于填筑路基,不能利用的运至附近弃渣场填埋,禁止随意弃于河道及河滩地。基础施工尽量选用先进的设备、机械,并禁止油污染物和生活垃圾进入水体或洒落入河床。
d)隧道施工过程中,应对洞内集中涌水采取截水管,直接排出洞外并加以利用,避免沿洞内水沟与污水混合后形成较多的污水;利用洞外地形条件,在洞外设置专门的污水池和处理措施,所有的污水必须经沉淀、隔油处理后,予以回用,不直接外排。
e)施工生活区尽量租用沿线村庄居民闲置房屋,禁止在重点保护区范围内新建施工生活区或设置施工生产区。施工生产生活区要求设置集中厕所,并设置化粪池收集生活污水并进行初步处理,处理后用于肥田,确保施工期间生活污水不污染水环境。此外,生活垃圾设置垃圾箱全部收集,定期清运。
3.3 运营阶段
a)加强拟建公路的交通运输管理,设置完善的交通指示、限速、隔离等设施,减少交通事故发生概率。尤其是危险化学品运输车辆,要求采取押运、限时通行等措施[4]。
b)泉域重点保护区路段需设标志牌和警示牌,禁止停靠;必要时设固定测速装置,加强通行车辆的监控管理,桥面径流水收集系统,桥头设沉淀池。同时提高护栏防撞等级。
c)制定危险化学品运输环境风险事故应急救援预案,泉域重点保护区路段附近设施储备一定的危险化学品事故应急物资,一旦发生危险品运输事故可以在最短的时间内进行处理。
d)加强道路养护,保证路面清洁,减少路(桥)面污染物含量,要求运营管理单位定期清理排水系统,从而保证路面、边坡排水疏通。
4 建议
本文建议建设单位在泉域重点保护区路段施工和运营期间,应定期地对道路沿线泉域地下水环境进行动态监测,以便掌握公路建设对泉域水环境影响的具体数据,同时委托当地环境保护监测部门开展施工期和运营期间泉域地下水环境监测工作,掌握保护区路段地下水质量在施工和运营期间的变化规律,以便提出更加有针对性的保护措施。