京沪高速铁路阳澄湖段环保施工技术

陈泽昊，王跃，孙建，张洁瑜，程驰

(1.中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081; 2.中交第一公路工程局有限公司，北京 100054)

1 京沪高铁阳澄湖段工程概况

京沪高速铁路穿越阳澄湖段位于苏州市，以丹阳至昆山特大桥穿越阳澄湖。该段线路先后7次跨越阳澄湖的西、中、东湖区，跨越湖区总长度5 900 m，见表1及图1。跨越段桥梁共设181个墩台，基础采用钻孔灌注桩，共计1 801根，合计115 480 m，单根桩长 45～80 m，出渣量149 158 m3。

表1 京沪高速铁路丹阳—昆山特大桥阳澄湖桥段跨湖区分段跨越一览表

2 阳澄湖湖区环境概况及环保要求

2.1 环境概况

阳澄湖位于长江三角洲平原区，位于苏州城区东北，是太湖平原上第三大淡水湖，面积120 km2。湖中两条天然土埂将湖面分为西、中、东湖，其中东湖最大，三湖之间有众多港汊相通。

阳澄湖水产资源十分丰富，有桂鱼、甲鱼、白鱼、鳗鱼、清水虾、大闸蟹等70多种淡水鱼类。

阳澄湖作为江苏省重要的淡水湖泊，是苏州市备用水源之一，兼有渔业养殖、生产用水、灌溉、旅游、航运及防汛等多方面功能，是生物多样性集中和生产力较高的地带。其丰富的生物资源，在保护生物多样性和维持生态平衡方面有着不可替代的作用。为此，苏州市政府将沿阳澄湖区划为为五大功能区加以保护:

一是饮用水源保护区。

二是半封闭型的增殖放流区。在该区投放花鲢白鲢鱼种、螺蛳、贝类等有利于净化水质的生物资源。

三是河蟹生态养殖区和亲本培育基地。在阳澄东、中湖规划 3.2×104hm2河蟹生态养殖区。阳澄东湖规划500 hm2阳澄湖大闸蟹亲本培育和标准化示范基地。

四是沿湖湿地保护区。在阳澄东、中湖沿岸300 m至1 000 m范围内形成自然的空旷水域，为开展湿地保护打好基础。

五是敞水型增殖资源保护和增殖放流区。在全湖约8×104hm2空旷水域内进行渔业资源增殖放流，逐步恢复湖区的渔业资源总量和生物多样性。

2.2 阳澄湖段的施工期环保要求

为此，京沪高铁阳澄湖段施工必须做到:

(1)最大限度降低施工对阳澄湖水质的不利影响

施工期间，采取严格水域保护措施，严禁向湖区排放废污水和倾倒垃圾，严防事故污染的发生。

(2)确保阳澄湖水系畅通

阳澄湖为吞吐性湖泊，其吞吐性特征，有利于湖水的吐故纳新，抑制水体的富营养化和维持生态平衡。阳澄湖区段的施工平面布置和有关施工设计，须确保不改变或削弱阳澄湖的吞吐性能，对湖区原有流态不造成重大改变。

(3)最大限度降低施工对阳澄湖生态系统的不利影响

施工作业占用并扰动局部湖区水域和底泥，对施工区的生态环境造成一定的负面影响。施工中应尽可能减少环境影响;施工后及时采取恢复措施，最大限度地恢复水域和陆地的原有生态环境条件及相应生态环境功能。

(4)采取水土保持措施，严格控制施工期间的水土流失。

(5)严格控制施工中的扬尘和烟尘、废气及汽车尾气的排放。

(6)严格控制施工中噪声污染和光污染。

3 施工方案环境影响分析

3.1 栈桥施工方案及施工影响分析

阳澄湖段原设计跨越段桥梁施工临时设施为栈桥，栈桥总长5 900 m。栈桥施工工艺流程见图2、3。

栈桥施工物料消耗情况见表2。

图2 栈桥施工工艺流程

图3 钢板桩围堰施工工艺流程

表2 栈桥方案物料平衡表

栈桥施工采用 φ80 cm钢管桩作为下部基础，搭设6～8 m宽栈桥，作为临时附属设施。钢管桩搭设后，上布型钢，铺贝雷梁和混凝土桥面板，防止阻碍水流。栈桥设置对湖水水质的影响主要在钢管桩打入湖床阶段，泥沙上浮，造成局部浑浊，一般影响范围为打入点周边20～50 m。

桥梁水中墩基础施工时，钢护桶、围堰下沉穿过河床表层、围堰到位后吸泥清基封底引起泥沙上浮，钻孔桩施工泥浆泄漏、钻孔出渣排水时，泥沙、悬浮物将影响水体环境，浊度的增加在50～100 m范围内。为降低污染，需要对围堰吸泥清基封底、钻孔出渣设置专用船舶承接，经简单的沉淀、过滤处理。

施工机械和运输车辆使用过程中燃油、润滑油的泄漏，降雨冲刷施工面也会造成环境污染;根据目前的施工工艺，结合其他桥梁施工环境监测监控情况，一般情况下，施工过程中，钻孔泥浆泄漏损失量约占总量的1.5% ～3.0%;桥面施工燃油、润滑油等也会由于各种原因产生跑、冒、滴、漏，对湖水及岸边土壤产生污染，根据各类机器设备性能状况，以及使用管理情况的不同，一般估计损失量在0.25% ～1.0%之间。故此，按照阳澄湖段管理良好情况下施工，可以估算，在整个施工期间，5.9 km的线路在湖面施工时，泥浆泄漏量按1.5%计，约为2 068 m3;燃油及润滑油的泄露量按照0.3%计，约9.75 t;由此可见，采用栈桥施工方案会对阳澄湖造成一定的污染。

此外，施工中的生产、生活垃圾等固体废弃物，也会造成环境污染;施工机械、焊接作业产生的烟尘，土石方施工及运输车辆产生的扬尘也有一定污染。

3.2 围堰方案及环保措施

鉴于钢栈桥施工存在较大污染隐患，对环境污染低的双排装筑坝围堰施工方案作为替代应运而生。由于围堰施工，桥墩基础等工序均在堰内进行，施工时仅在围堰填筑及拆除时，暂时对湖床造成局部扰动。根据国内既有大桥的施工经验，只要加强施工管理，严格按施工程序操作，严禁向湖中排污，主体工程施工期间无泥浆、油类污染，对湖水的水质、水生生物影响较小。施工工艺流程见图4。

围堰施工物料消耗情况见表3。

图4 围堰施工工艺流程

3.3 栈桥与围堰方案比较

栈桥和围堰施工方案比较情况，见表4。

表3 围堰方案物料平衡表

表4 栈桥和围堰方案环境影响对比表

通过对栈桥和围堰方案进行多因素环境比较发现，除施工初期围堰建设和后期围堰拆除阶段，围堰方案对阳澄湖水体影响稍大之外，从过程管理、工期控制、材料消耗、施工污染等多个方面具有比较明显的优势。

此外，陆地作业污染控制能力较水中施工方式更容易达成，可有效减小水中施工机械设备产生的油污染、砼灌注产生的水泥浆污染、钻孔施工产生的泥浆污染及施工产生的建筑垃圾污染。筑坝围堰用土采用湖底的原生土，对湖水不会产生明显的污染，通过挖填作业改变施工范围内上下土体结构，也改善了土壤中营养物质富集的问题。

因此，鉴于栈桥方案施工周期较长，施工期泥浆、油脂渗漏以及降雨对阳澄湖水体影响较大等因素，湖区范围内施工采用分段筑坝围堰的施工方案在环保方面较为可靠。

4 围堰施工期的环保措施及效果

为确保围堰施工方式的环境效果，在施工过程中采取了一系列的环保措施。

4.1 围堰分段施工，确保水系和航行畅通

为保证阳澄湖水系贯通、渔船通航、洪水期排洪，施工中根据阳澄湖的具体情况，将其分为7个施工段，每个施工段分三段进行筑坝围堰施工。即先施工两端，后施工中间段。待两端施工完成后，将中间段进行筑坝围堰，架设临时拱桥，保留通道，保证水系畅通和船只过往。

4.2 围堰施工扰动湖床，避免泥沙浑水不向外围扩散，杜绝油污对湖水的污染

4.2.1 确保施工材料无污染

围堰施工主要材料木桩、槽钢、钢板桩、钢管桩、彩条布、土工布、竹篱笆等，为保证所有用于围堰施工的材料的清洁，材料统一在湖区外的堆放场地清理，对材料表面油污染清除干净后使用，彩条布、土工布等均为新购材料。

4.2.2 设置围挡，控制浊水扩散

围堰施工前在围堰外侧60 m处用彩条布设置围挡，控制泥浆污染在界限范围内，不向外侧水域扩散化，亦可预防施工船只出现漏油等造成大范围污染。围挡修筑完成后，方进行围堰的修筑施工。

4.2.3 加强作业机械检修，防止跑冒滴漏，采取有污染防治措施

加强施工机械日常检修，保证机械具有良好的性能，严防柴、机油泄漏，污染湖区。所有50 t以上的施工作业和运输的船舶，设置油水分离器;各作业船只配备两卷吸油棉(为超细多孔纤维无纺布，材料具有极强的疏水亲油性)，一旦发生漏油事件，可用吸油棉及时清理。

4.2.4 施工泥浆净置，限定排向

围堰南侧近岸，水域面积较小，为非费养殖区。围堰施工产生的泥浆静置澄清后泵排入围堰南侧，减少对北侧养殖区的污染。堰内淤泥清理至近岸处，由泥浆车运到指定地点堆放处理，不在堰内存放。

4.2.5 堰内施工便道材料选用少污染、易清理的材料铺筑。便道底层材料采用承载力好的砖渣或较大粒径碎石，面层材料采用20 cm二灰碎石硬化，并按需洒水，最大限度地抑制扬尘。

4.3 钻孔灌注桩施工

围堰内施工统一规划设置标准的泥浆池，规范施工机械、材料停放与操作区，主要控制措施如下:

(1)每两个墩之间靠近墩位处设置泥浆池，容量满足一根桩排浆量的1.5倍，用砖渣或砼块硬化场地作为机械操作区和材料堆放区，泥浆池底部及四周采用塑料薄膜隔离，防止泥浆渗漏。

(2)每根钻孔桩砼灌注前后对泥浆池进行清理，将沉渣专车运出湖区外指定地点，砼灌注过程中泥浆不能外溢污染场地。加强泥浆泵管接头及薄弱处防脱和防爆裂措施，防止泥浆四处飞溅。

(3)现场备用发电机放置场地作特殊的防油污措施和隔声处理。发电机及油桶存放区地面硬化处理，四周砖砌10cm左右高的台阶形成矩形框，铺细砂及棉砂防止油污外泄;顶部搭设篷布防雨棚，以防止油污经雨淋外溢。

(4)采用低噪声发电机，发电机外设置隔声墙降噪。大闸蟹生长旺季8、9月份，将噪声和振动大的作业安排在白天，夜间严格控制机械作业。

(5)钻孔桩采用先进的反循环钻机钻孔，施工泥浆禁止采用有毒化学添加剂。

(6)钻机及其它施工机械出现故障时，吊运出围堰后修理，以免造成油污染。

(7)钻孔桩钢筋笼焊接时会产生很强的弧光。夜间焊接作业时在临近敏感区一侧需用挡板进行防护，避免强光直射。

4.4 承台、墩柱施工

(1)钻孔桩施工完成后，及时清理浆池，泥浆外运处理干净后，对钻孔位置表面被污染的地面清理挖除，采用湖内承台开挖的土体回填整平泥浆池和场地，预留基坑回填用土方，多余土方外运处理。

(2)空压机停置场地与钻孔桩施工时发电机的处理方式相同。

(3)钢筋在湖区外部的加工场加工成型，采用随用随运的方式，模板采用定型钢模，钢筋和模板的除锈工作均在湖区外部进行，模板采用食用油作为脱模剂。

(4)承台墩柱施工在夜间如有焊接必须设挡板隔离防强光照射措施。

4.5 围堰拆除

围堰拆除与围堰填筑过程程序相反，措施相同。湖区取土的部分，经湖底取土土质检验无污染后，在围堰拆除的同时，将所取土还原到原湖底取土区并尽量恢复到原貌。湖区便道、钻孔泥浆、钻渣及废弃物必须在围堰拆除前清理干净，清除所有施工痕迹，待环保部们检查验收后方可进行围堰拆除工作。

4.6 水土保持措施

围堰用土必须在划定范围(围堰外侧60 m范围)内取土，严禁超占、破坏行为。临时工程的修建不得截断或阻拦地表径流。

4.7 固体废弃物管理

施工产生的废弃机具、配件、包装物及各类固态浸油废物等，尤其是雨季要及时集中收集、封装，运至垃圾场进行处理或回收利用，防止雨淋和冲刷后的渗出液将其中的有毒物质带出，顺着地表水体和地下水流进阳澄湖造成水质下降，进而导致鱼虾减产和饮水污染。

围堰堰芯填土不得采用湖底之外的其他填土，防止影响湖区水体水质。

生活区的设置要相对集中，设置必要的公共卫生设施，废水净化池、化粪池，按照环保部门的要求定期清理，避免生活垃圾污染环境。生活固体垃圾采用密闭垃圾筒集中收集、分类堆放、适时运至环保部门指定地点。临时生活设施的修建、拆除时产生的固体废弃物，按照环保部门的要求弃至指定地点进行处置。

5 结论

京沪高速铁路在穿越阳澄湖桥段建设中，通过精心优化施工方案，将原来的水中栈桥施工改为双排桩筑坝围堰、抽干水后的陆地施工，筑坝围堰用土采用湖底的原生土，施工中并采取了一系列防治生态破坏和环境污染措施。两年以来阳澄湖桥段全面落实了施工环保措施，动态环境监测结果表明，阳澄湖水质没有受到污染，湖区生态环境及养殖业没有受到影响，达到了“水质零污染”的环保工作目标。