京郊敏感区域复杂条件下高铁桥梁施工生态保护风险管控研究

祝建成，柳墩利，张代富，李定国

（1.北京市基础设施投资有限公司，北京 100101；2.国家铁路局工程质量监督中心，北京 100891；3.中铁二局京唐铁路项目经理部，河北 廊坊 065300；4.中铁二局集团有限公司，四川 成都 610031）

人类只有一个地球，保护生态环境就是保护我们人类自己，“绿水青山就是金山银水”是对目前生态保护最好的诠释。新建北京至唐山铁路线路通过了潮白河、北运河，工程以桥梁形式跨越河北香河潮白河、大运河国家湿地公园。潮白河区域是北京市重要水源地及国家级湿地公园。北京市总体水资源不足，潮白河作为北京第二大河，在京流域面积约5 700 km2，占市域面积的30%，是北京市的重要水源地，供水量约占全市1/3。生态敏感度高，同时兼具防洪、排水、蓄水、景观等综合性功能，水资源短缺会导致生态承载力偏弱。目前河道生态水量严重不足，补水水源不稳定，长期靠牺牲生态环境用水来维持经济社会发展用水需求。近年来通过持续改善密云潮白河流域生态环境，系统推进水污染治理、生态修复和水资源保护，推行水污染精准防治，密云潮白河生态实现了根本的改观[1]，但是水环境生态维护是一个长期的系统工程，当前潮白河生态脆弱的现状仍然不能轻视，在铁路的修建过程中对生态敏感区有何生态风险、采取什么手段和措施进行管控是生态风险管控成败的关键。

本文以在生态敏感地区进行铁路施工为例，探索研究生态风险的控制，对类似工程具有很强的借鉴意义。

1 线位情况

新建北京至唐山铁路跨京哈高速公路特大桥，京唐铁路正线DK55+276.18—DK63+390.70跨越潮白河、并行北运河，全长约8.1 km，其中潮白河主槽宽度约100 m，北运河主槽宽度约320 m，正线采用72 m+128 m+72 m连续梁128 m主跨跨越潮白河小里程侧大堤，采用12联（64+64）T构跨越潮白河小里程边滩，采用60 m+100 m+60 m连续主跨100 m一跨跨越潮白河现状主槽，采用32 m+48 m+32 m连续梁48 m主跨跨越潮白河大里程侧大堤；采用72 m+128 m+72 m连续梁128 m主跨跨越北运河规划大堤小里程侧，采用5 m～24 m框架墩跨越北运河规划大堤大里程侧，采用32 m+48 m+32 m连续梁48 m主跨跨越既有北运河大堤。铁路占用河道管理范围内土地为基本农田。

线路在DK58+360前后跨越潮白河，交叉角度62°，线路跨潮白河处主河槽弯曲，上游6 km及下游4 km为潮白河蓄洪区，左右堤防间距大，堤内河滩范围分布有诸多村庄、农田。潮白河主槽宽约100 m，水深6 m左右。小里程浅滩至潮白河左堤，约为1 400 m，大里程至京哈高速路，约为300 m，浅滩内多树木杂草。潮白河主槽施工前实景如图1所示。

图1 潮白河主槽施工前实景

线路于DK55+341.47处与潮白河左堤相交。潮白河左堤上有路，沥青路面，双向车道，线路与路的交叉角度155°04'，立交要求7×4.5 m，既有路面宽5.1m。设计采用72 m+128 m+72 m连续梁主跨跨越。大、小里程侧承台均侵入大堤坡脚，承台施工时需采用钻孔桩防护，施工完成后按水利部门要求恢复加固堤岸。潮白河左堤施工前实景如图2所示。

图2 潮白河左堤施工前实景

连续梁梁体主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构，桥梁宽度12.6 m，全部采用悬臂浇筑法施工。

桥址区在华北平原廊坊市境内，途径河北省廊坊市大厂县、香河县，通过祁各庄镇、西集镇、蒋辛屯镇、河南吴村。主墩所经城镇、村庄、沟渠、既有道路众多，属潮白河生态保护敏感区域，施工对生态、水土流失难以控制；噪声、扬尘、泥渣、垃圾等对环境污染的处理要求高[1]。

2 生态风险分析

2.1 水污染

水污染在本工程来源主要有：①施工过程中的生产用水、养护用水的排放；②生活用水的排放；③在河道中施工对水的污染。前2种水处理不当或者不达标排放，不仅会污染地表水，还会沿裂隙渗入地下，污染地下水源，危害巨大。

在河道中施工时，要合理安排工区，尽量避开汛期施工，深基坑一般采取围堰施工，根据水深、流速和地质情况选择合适的围堰类型，如土围堰、草袋围堰、钢围堰。

2.2 大气污染

大气污染来源主要有施工机械和生活食堂油烟，另外对可燃性建筑和生活垃圾的违规燃烧处理也会产生大量的有毒有害气体，对大气产生严重污染。

2.3 建筑、生活垃圾等废弃物污染

建设工程在生产过程中，会产生大量的废弃物，有混凝土块、塑料、废弃油料等，这些废弃物如处理不当，一是会直接污染环境，二是在降解过程中会持续污染地下水和空气，给生态造成持续伤害。

施工过程中的泥浆、挖基弃土，不得随意乱弃，否则会污染环境，破坏植被。

2.4 地表植被破坏和水土流失

主要有2种情况：①施工用地、便道植被的破坏和保护不到位，在雨水冲刷下，造成的水土流失；②弃土场处理不当导致的水土流失。水土流失还会污染地表水源，阻塞河道。

2.5 噪声污染

主要来源于施工期间产生的噪声。

针对以上5种主要的生态风险，要有针对性地制定控制措施，方可对生态风险进行良好的管控。对此，项目在以下几方面采取了措施。

3 生态风险防控管理措施[2]

3.1 制订环境保护计划方案

根据潮白河生态保护特点制定保护计划，有的放矢地对生态进行保护，本项目生态保护主要内容包括：①污染治理计划，包括防治废气、废水、固体废物和噪声等；②污染排放控制计划、污染源考核计划；③建设项目环境影响评价和“三同时”计划；④如何建设具有普遍的推广价值的环境保护示范工程；⑤在工程施工时严格管理，禁止在湿地公园内进行任何工程以外的活动，以减少对湿地公园外围地带植被的破坏。设立警示标志，同时对施工人员进行环境保护意识教育，宣传动植物保护法规，严禁进入湿地公园乱砍乱伐等。

3.2 建立目标责任制度

实施环境保护计划的主要措施是逐级建立环境保护目标责任制度。责任书的主要内容包括：环境保护工作的目标；环境保护计划中的各主要指标；实施环境保护计划管理所采取的措施；落实责任书的有关考核奖惩要求；从沿线地表植被、自然保护区、自然景观、河流水质保护等方面量化具体环保要求。

环境保护目标责任书实行层层签订，将环保责任逐级分解落实到经理部、作业队以至个人。年终公布目标责任书考核结果，并兑现奖惩。

环境保护计划工作安排专人负责，经常了解和检查环境保护计划的执行情况，定期组织开展对环保计划人员的培训，认真作好环保计划各项指标的统计。

环境保护计划实施定期检查制度。检查的内容包括计划中各主要指标的完成、环保法规的执行、目标责任书的落实等。

3.3 做好宣传教育，提高认识

将生态保护教育作为进场安全教育培训的一项必修课，在管理人员、作业人员进场作业前，首先要对潮白河生态风险进行宣传和教育，并将细化要求进行专项交底，签订承诺书，并在施工全周期做好生态环境保护的宣传教育工作，提高认识，强化环保意识。

4 施工具体防止措施[3]

4.1 施工噪声防治措施

施工过程中产生的噪声，对动植物和人体损害较大，为了保护环境，尽量减少噪声污染，避免夜间作业。具体应做到以下几点：①尽量采用低噪声的施工；②对机械设备产生的超分贝噪声采取隔离措施或者利用消音设备减噪；③对距离居民区30 m以内的工程，则应根据需要限定施工时间；④少数高噪声设备尽可能不在夜间施工作业，必须在夜间从事有噪声污染的施工应先通知附近居民，以征得居民的理解，如有可能应采取限时作业措施；⑤禁止施工车辆及列车在湿地公园范围内鸣笛、停车、喂食，以减少噪声、人为活动对动物活动的直接影响。严格控制施工期间工程建设和施工人员生活污染物的排放。工程结束后及时清理建筑垃圾和一切非原始栖息地所有物品[1]。左堤路连续梁施工如图3所示。全封闭挂篮连续梁施工如图4所示。

图3 左堤路连续梁施工

图4 全封闭挂篮连续梁施工

4.2 水污染防治[2]

水污染防治措施主要有：①施工营地生活废水就近排入不外流的地表水体，严禁将生活污水直接排放至江河中，对于含沙量大且浑浊的施工生产废水，采用沉砂池处理后再排放，含油废水经隔油池处理后排放，防止油污染地表和水体。②施工及生活废水的排放遵循清污分流、雨污分流的原则，将各种施工废油、废液集中储积，集中处理，严禁乱流乱淌，防止污染水源，破坏环境。③施工作业产生的污水必须经过沉淀池沉淀，并经净化处理，符合要求后排放。④食堂的废水处理应设置隔油池，定期清理油污，污水经过必要的处理后排入污水管道，施工、生活污水严禁排入农田和水源。现场采用租用村民房屋居住，所有污水排入地下管网。⑤废弃物中不得含有有毒有害物质，避免雨水冲刷后对地表、地下水造成污染。⑥跨河桥梁的基础施工选在枯水期，并及时清理场地。不能在枯水期施工时，桥基施工采用草袋围堰或钢围堰防护。在钢护筒内安装泥浆泵，提升至两端陆地临时工场，临时工场内设置沉淀池和干化堆积场，使护壁泥浆和出渣分离开，析出的护壁泥浆循环使用，浮土和沉淀池出渣在干化场堆积脱水，渗出水排入水体。

4.3 地表植被保护

地表植被保护措施主要有：①施工期间对施工人员加强保护自然资源及野生动植物的教育，严禁随意砍伐，限制施工人员和车辆的活动范围。②施工便道选线、生活营地、大型临时设施场地选址尽量少占或绕避林地、耕地，保护原有植被。对合同规定的施工界限外的植物、树木等尽力维护，严禁超范围砍伐。③工程完工后及时进行现场清理，复垦或绿化。④采取围栏、彩带维护等措施限定工程占用与扰动范围，做好施工组织，尽量使用既有场地。⑤施工便道选址宜充分利用已有道路；其他临时用地范围在工程结束后采用平整、撒草籽等恢复措施，减少施工期对植被的影响。施工中的左堤路连续梁如图5所示。

图5 施工中的左堤路连续梁

4.4 防止大气污染

防止大气污染的措施主要有：①施工现场所使用的燃油机械设备及在用机动车应当按照国家或者地方的有关规定，由机动车排放检验机构定期对其进行排放检验。经检验合格的，方可在施工现场使用或上道路行驶。未经检验合格的，未取得公安机关交通管理部门核发安全技术检验合格标志的设备一律不得使用。②加强对建设施工和运输的管理，保持道路清洁，控制料堆和渣土堆放，扩大绿地、水面、湿地和地面铺装面积，安排洒水车及时洒水，防治扬尘污染。③施工单位应当在施工工地设置硬质围挡，并采取覆盖、分段作业、择时施工、洒水抑尘、冲洗地面和车辆等有效防尘降尘措施。建筑土方、工程渣土、建筑垃圾应当及时清运；在场地内堆存的，应当采用密闭式防尘网遮盖。工程渣土、建筑垃圾应当进行资源化处理。④施工单位当在施工工地公示扬尘污染防治措施、负责人、扬尘监督管理主管部门等信息。⑤桥面防水材料优先采用国家推广的环境保护技术和产品，禁止使用淘汰型产品，减少大气污染。跨潮白河主河槽即将合龙的连续梁如图6所示。

图6 跨潮白河主河槽即将合龙的连续梁

4.5 生产生活垃圾处理及油料管理

生产生活垃圾处理及油料管理措施主要有：①施工营地设置集中垃圾收集地，设专人管理，经无害化处理后排放，定期填埋，严禁就地焚烧。将施工驻地生活垃圾（包括施工废弃物）集中装运至指定垃圾处理场处理。将不能处理的垃圾拉到设有处理设施的厂处理。②油和废油的管理包括施工机械维修、油料存放地面硬化，减少油品的跑、冒、滴、漏，所有油罐有明显的标志，在不使用时要密封；严禁随意倾倒含油废水，集中处理。③严禁将生活污水直接排放至江河中，含油废水经隔油池处理后排放，防止油污染地表和水体。生活污水经化粪池处理后排放。跨潮白河河道连续梁施工合理保护水源如图7所示。

图7 跨潮白河河道连续梁施工合理保护水源

4.6 水土流失防治措施

水土流失防治措施主要有：①建立水土流失防治体系，在施工区，按照设计及时完成系统、全面的水土保持工程措施，形成完整的水土流失防治体系。②工程施工严禁切割、阻挡地表径流的畅通，不得强行改变径流的方向或改沟、改河，保证地表径流的排泄。③基础施工的弃土及时运输到指定弃砟场堆放，不得堆弃河滩；开挖山体边坡时，及时采取有效的防护措施，以减少水土流失。④工程附近有集中式饮用水源取水时，临时堆砟场地和施工污水处理设施与水源的距离符合有关法规的要求，临时堆砟场采取设置挡砟墙等措施、污水处理设施采取防渗漏措施，防止水质恶化。⑤严格控制作业带，并及时对其进行平整、恢复和绿化[4]。在汛期要加强拦挡和覆盖，防止水蚀造成的水土流失。对建设中永久占用林地部分的表层土予以收集保存，在其他地段铺设以种植树木，为植被恢复提供良好的土壤。临时占地在施工前保存好熟化土，施工结束后及时清理、覆盖熟化土，复种或选择当地适宜植物及时恢复绿化。施工中的河滩地连续梁如图8所示。

图8 施工中的河滩地连续梁

4.7 弃土场区保护措施[4]

弃土场区保护措施主要有以下几点。

桥梁钻孔桩泥浆排放、基坑开挖弃土，弃土场选择低洼、无地表径流、经地方各部门联合确认、远离线路的荒地；严禁侵占河流、湿地、林地、耕地、自然保护区的核心区和缓冲区；不将弃土场设于植被发育良好的地段；不得在河流漫滩及两岸取土和弃土。

桥涵施工后应将挖基余土、弃料、泥浆及时妥善处理[5]，具体措施如下：①在不改变地表径流及不引起集中冲刷的前提下，部分挖基余土摊铺于桥下（宽16 m×厚0.5 m），剩余土方弃运至指定的弃土场。临近城区、厂区、道路、河流、沟渠、墩台排水通道及环境和水源保护区处不得摊铺。②施工钻孔桩基础时，要采取可靠措施防止因施工产生的泥浆流入河中和公路道路上。泥浆需经过沉淀、处理达标后外运至指定地点。③桥涵施工时尽量避免弃土堵塞或压缩河道，或将弃土任意堆放，施工单位在施工中及时处理挖基余土，施工完毕立即恢复天然地面，进行河道清障工作，以利于行洪排涝。施工完成后的河滩地连续梁如图9所示。施工完成后的左堤路连续梁如图10所示。

图9 施工完成后的河滩地连续梁

图10 施工完成后的左堤路连续梁

5 结语

生态安全日益引起社会各方面的高度重视，习总书记更是提出了“绿水青山就是金山银山”的理念，随着中国铁路的发展，加之中国幅员辽阔，生态环境多种多样，铁路将不可避免地经过如潮白河这样的生态敏感区，京唐铁路跨京哈高速公路特大桥就处于这样的生态敏感区，在修建过程中应精心策划，通过加强生态环境保护的宣传工作，加强环保意识，使全体参建员工充分认识到保护环境的重要性和必要性。制定详细的环境保护措施，建立严格的检查制度，避免人为恶化环境。保护好铁路沿线的植被、水环境、大气环境、自然生态环境、土壤结构、自然保护区、野生动植物，维护生态平衡系统。以上措施取得了很好的效果，对类似工程有很好的借鉴作用。