高速公路建设对水源保护区的影响及防护措施

孙鹏 王燕飞 于鲁冀

摘要 高速公路为线性工程，部分高速公路的建设需要通过水源保护区。为了保护饮用水安全，分析了高速公路建设对水源地的影响，并提出了相关保护措施。结果表明：高速公路建设中应根据水源地的类型在施工和运营过程中切实有效地加强水源地环境保护。重点关注穿越水源地桥梁施工的环境保护措施；在公路投入营运后应加强环境风险防范。

关键词 水源保护区；高速公路；防护措施；环境风险

中图分类号 S181.3；X52 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）16-05195-03

高速公路建设对区域交通和经济发展产生重大贡献，但在公路施工和运营过程中产生的环境不利影响也不容忽视，尤其是高速公路建设对水源保护区水环境的影响比较突出。国内外研究表明，高速公路建设过程中的路基开挖和弃渣侵占河道、破坏植被、引发水土流失，河流伴行或桥梁跨越会对河流水质产生一定的不良影响；公路运营过程中危险品泄漏对水源地会造成极大的水污染风险[1-4]。

饮用水水源保护区包括一定的水域和陆域，由于有些饮用水地表水源保护区的范围较大或者饮用水地表水源保护区为河流或输水渠，流经长度较长，部分高速公路建设过程中不可避免地涉及沿线的饮用水水源保护区。该研究对高速公路施工和运营过程中对饮用水水源保护区的影响及保护措施进行了分析和探讨，以期为高速公路建设提出切实可行的水源地保护方案。

1 饮用水源保护相关的法律法规及技术规范

《中华人民共和国水污染防治法》针对饮用水源一、二级保护区内的建设内容和污染物排放提出了严格的条款和规定；《集中式饮用水水源环境保护指南》针对饮用水水源周边工业企业提出生产工艺、污染物排放、危险化学品管理、废水处置、风险防范措施等重点环节提出了严格的要求。

2 公路建设对水源地环境的影响

2.1 施工期影响因素分析

2.1.1 环境空气。

2.1.1.1 施工粉尘。公路路基施工期间，筑路材料的运输、装卸、拌合过程中有大量的粉尘产生、散落，对施工机械周围局部和运输道路沿线环境空气将产生影响，散装建筑材料堆放时，在空气干燥条件下易引起扬尘污染，尤其是在风速较大时材料装卸情况下，粉尘的污染更为严重。

2.1.1.2 沥青烟。高速公路路面工程主要采用沥青混凝土路面。沥青混凝土适用于沥青作胶凝材料，以砂石作为骨料，矿粉作为填充料，加热拌合而成的混凝土。沥青在熬制、搅拌和摊铺过成中将产生沥青油烟，其中含有烃类、芳烃类等有毒有害物质，对环境空气产生严重损害。

2.1.2 水环境。施工营地产生的生活污水不经处理随处排放，将对附近地表水体造成污染，主要污染物有CODCr、BOD5、氨氮等。散装堆放的筑路材料被雨水冲刷进入地表水对水体造成污染。路基、路面、桥梁施工时施工机械跑、冒、滴、漏及露天机械被雨水冲刷后产生的油污将对附近地表水体造成污染，主要污染物有CODCr、石油类、SS等。生产废水主要有砂石料加工系统产生的冲洗废水、混凝土加工产生的碱性废水、基坑废水、机械停放产生的含油废水，不经处理直接排放将对水源地水质会产生一定的影响。桥梁施工弃渣若不收集，将直接进入水源保护区，影响水源地水质。

2.2 运营期影响因素分析

2.2.1 环境空气。

2.2.1.1 车辆尾气。车辆行驶过程中排放的尾气污染物主要有NOx等，可能会对饮用水源保护区环境空气产生影响。

2.2.1.2 二次扬尘。公路上行驶汽车的轮胎因接触路面而扬起路面的积尘，产生二次扬尘污染，对水源地的环境空气造成一定影响。

2.2.2 水环境。降水后公路路面与桥面径流是营运期的主要水污染源，如果排水设施不完善，初期雨水会将路面的泥沙、油污冲入水源保护区中，影响水体健康，主要污染物为CODCr、石油类、SS等。

3 水源地环境防护措施

3.1 水环境污染防治措施

3.1.1 施工期废水处理措施。

3.1.1.1 施工生活污水处理措施。对于施工人员生活污水如不采取相应的收集措施，产生的废水等可能会对施工营地附近的水环境造成不利的影响。施工营地生活污水量含COD、BOD、SS、油脂，因此应严禁生活污水排入水源地一、二级保护区，建议使用移动式环保厕所，不对保护区周围区域产生影响，施工后生活污水统一处理。

3.1.1.2 施工生产污水处理措施。严禁施工生产废水排入饮用水水源地一、二级保护区。施工冲洗废水处理：采用沉淀方法处理砂石料冲洗废水，施工场地应设防渗沉淀池和防渗蒸发池，经沉淀池处理后在蒸发池储存回收利用或蒸发，必要时可加絮凝剂促进沉淀，施工结束后蒸发池清理掩埋平整。

碱性废水：采用间歇式自然沉淀的方式，加入适量的酸调节pH，再进行中和沉淀处理。处理后的废水可回用，沉渣定期人工清理，脱水后可与工程弃料一并处理至保护区外的就近渣场。

含油废水：设置简单的废水收集系统，收集含油废水，先静置再进行初级油水分离，投加破乳剂，过滤实现油、水分离。水源地路段的施工尽量选用先进环保的设备、机械，以有效地减少跑、冒、漏、滴的数量及机械维修次数，从而减少含油污水的产生量。

残油、废油及洗涤油污水处理：施工场地应设置隔油池，及时收集含油污水，经隔油处理后再进入蒸发池，收集到的废油应回收利用。遗漏在土壤中的机械油料和废油要回收至有资质的单位进行处理，避免间接污染地下水质。

基坑废水：向基坑中加入適量的酸调节pH呈中性，让坑水静止沉淀2 h后抽出外排。处理后的废水可重复利用；池底泥浆清理后运至水源地二级保护区外的就近渣场。

3.1.2 运行期公路道路排水措施。根据国家环保和水利部门的要求，工程可采用初期雨水处理、后期雨水排放的保护方案。降水后公路路面与桥面径流是营运期的主要水污染源，如果排水设施不完善，初期雨水会将路面的泥沙、油污冲入水源地中，影响水体健康，主要污染物为CODCr、石油类、SS等。路面、桥面初期雨水需要单独收集、处理后排放，才能解决对水源保护区内的水污染控制。根据高速公路穿越保护区的实际情况，拟考虑以下几个排水方案。

低水平位植草皮排水沟。高速公路建设涉及水源保护地，属于敏感区域，必须选取能在施工期间、长期性预防水污染的工程保护措施，建议可以选取低水平位植草皮排水沟。

采用双排水系统。全线填方路基均考虑排水沟设计，通过桥涵构造物与沿线排洪沟渠衔接形成完整的排水系统。为保护水源环境路基排水突破传统的排水方式，采用双排水系统，分别收集路面雨水和路基边坡雨水。水源地保护区路段路基排水边沟禁止设置外排口，该路段排水出口设置在保护区外的河溝，边坡雨水可以回收利用，用于农田灌溉等；桥面前期雨水需单独收集进入事故应急池，经过沉淀处理，采用专业车辆统一运输到市政污水处理厂进一步处理。避免路面雨水直接排入水库、河流及农田而造成对当地饮用水的污染和危害。路基排水沟与沿线通道、灌渠交叉产生干扰时，采取边沟涵等立体交叉的排水形式，尽量做到不干扰、不破坏原有的排灌体系。

采用浆砌片石进行全铺砌防护。设置排水沟以及线外涵洞、急流槽等连通排水沟，各种桥涵等构造物，确保沿线的排水、灌溉体系的正常运作。为使排水通畅，便于维修、养护，路侧排水沟、边沟等均采用浆砌片石进行全铺砌防护。在挖方路堑边坡平台上根据边坡防护形式设置平台排水沟。路面径流雨水通过排水系统排放到路基两侧的排水沟、天然河沟内，或由路肩下铺的砂砾透水层排泄至路堤边坡坡面。

事故应急池。在桥梁两侧防撞护栏内设置排水槽，桥面径流不得直接排入水源地；根据当地的暴雨强度和前期雨水计算公式，计算桥面前30 min的汇水量，在跨越饮用水源地桥梁的两侧河堤外各设置相当容积的事故应急池，用于收集桥面初期雨水，设置液位阀，当水位达到容积时自动关闭阀门，事故应急池的前期雨水沉淀后由水源保护区附近的公路养护管理所的专业车辆统一运输到市政污水处理厂进一步处理；后期雨水可通过排水系统排入保护区外的河沟。

另外，针对水源地保护，建设单位应在水源地附近设一个针对水源保护区的养护管理所，负责水源保护区范围内高速公路的日常事务管理。同时建议建设单位委托有资质的污水处理设计单位结合该地区的实际情况，污水的处理方式、设备进行专业设计，以保证其处理后用于绿地浇灌。

3.2 穿越水源地桥梁的施工保护方案 为了将工程建设对水源地保护区的影响降至最低，高速公路路线方案在穿越水源保护区时，采用路基改桥梁的形式通过，尽量使水源保护区以桥梁形式通过，以减少对原地表的扰动和水土流失[5-7]。拟建的跨越水源保护区桥梁施工流程：施工准备→基础施工→墩台施工→桥面施工→附属工程施工。

3.2.1 施工准备。针对南水北调水源保护区的敏感性和重要性，必须选择枯水期进行桥梁施工。尽量避免雨期施工，做好防雨措施。开工前根据当地气象预报资料，有预见性地调整施工项目的工作安排，避免暴雨对施工的不利影响。施工组织设计、施工项目和施工进度要根据预报作出合理安排，不搞过大的工作面，逐段、逐片分期安排施工。雨季施工地段，应先完成防水、防洪、排水工作。加强施工道路的养护，保证道路畅通，做好物资、设备的防湿防潮工作。如赶上下雨，采取防护措施，雨停后再继续施工。

桥梁施工采取先进的施工工艺[8]，如采用封闭挂篮悬臂施工、成型的预制构件等，缩短现场施工作业时间；桥梁施工尽量选用先进的设备、机械，以有效地减少跑、冒、漏、滴的数量及机械维修次数，从而减少含油污水的产生量。

切实做好各项施工准备工作，根据各项施工准备工作内容、时间和人员，制定出施工准备工作计划，责任落实到人，并加强对计划的检查和监督，以使准备工作如期完成。主要物资材料选择质量好信誉高的供货方。施工机械在运行之前必须进行检查和试运转，质量合格的方可投入正常运行。

桥梁施工所需的搅拌站、堆料场、预制件场、施工营地等临时占地应建在保护区外，砂石、水泥等物料拌合要均匀，运输过程中避免出现泌水现象。施工区内沥青、油料、化学品等含有毒物质的材料应及时清运至专门的仓库或堆放场所，并设蓬盖，防止雨水冲刷入水源地。

3.2.2 基础施工。 基础施工会对饮用水源造成最直接影响，这是整个桥梁工程的关键之处。

水源保护区有陆地浅水区域的桩基在修通施工便道后，桥梁下部基础施工应采用扰动较小筑岛法搭设钻孔平台，后采用冲击钻进行钻孔施工，产生的钻渣、泥浆及废弃物不得流入水源当中，在施工现场设置泥浆池，并在泥浆池底垫上塑料薄膜，防止泥浆外泄。如发生泥浆外泄立即进行清理，或直接采用抽水设备将泄漏的泥浆抽入岸上的泥浆池，达到一定量时，及时抽出，及时采用泥浆运输车将废泥浆运送到保护区外弃渣场进一步处理，不得随意丢弃钻渣，以便最大限度地保护饮用水源地水质，防止污染环境。

桥梁基坑开挖要采取边坡防雨处理，防止冲刷造成坍塌。开挖后要及时浇注和砌筑，不让雨水浸泡。避免雨天大面积、大体积混凝土工程的现浇工作。灌注混凝土，浇筑和砌筑完毕及时覆盖，必要时采取搭棚防雨，不能让雨水冲刷，以免影响水源地水质。

3.2.3 墩台施工。 桥墩施工期间应注意隔水等是否符合要求，一定将模板加固牢靠，人工配合吊车安装钢筋笼，导管法灌注水下混凝土，现场浇筑混凝土过程中产生的混凝土浆液不得外泄到水源里面，必须及时清理干净，在浇筑过程中应将孔内溢出的泥浆引流至泥浆沉淀池内处理。罐车浇筑后清洗的水，特别是墩台身的养护水必须设置专门的沟槽引出或者采用抽水设备进行抽出排放，不得将养护水直接排入水源当中。承台采用双层钢板桩围堰隔水，浇筑封底混凝土，模板加固支撑牢固，防止模板跑模混凝土溢出污染水质。

施工产生的废水集中排放在设置的污水坑或其他地方。经沉淀处理后进行排放或集中运出处理。严禁将桥梁施工中的机械油料和废油直接排入水体，必须集中收集运至岸上指定的弃土场或其他堆放废弃物场所深埋。生产用的油料必须严格保管，防止泄漏，污染水质，遗漏在土壤中的机械油料和废油要回收由有资质的单位进行处理。

桥梁施工过程必须对附近水体定期监测，一旦发现干渠水质变浑浊，应立即联系环保部门，保证水源地的水质。

施工场地内，环保、卫生的警告标志齐全，并悬挂于醒目位置。施工中必须坚持“文明施工”，做到工完料净场地清。

3.2.4 桥面施工。在浇筑过程中或浇筑完成时，如混凝土表面泌水较多，应在不扰动已浇筑混凝土的条件下，采取措施将水排除，继续浇筑混凝土时应查明原因，采取措施减少泌水。砼浇筑前对梁面进行凿毛处理，清除砼浮渣、浮浆，凿毛处理后对梁面采用人工清扫，注意禁止用高压水枪冲洗，以免影响水源地环境。

3.2.5 其他附属工程施工。建设单位应与设计单位做好沟通，在设计阶段做好跨越水源地桥梁的排水专项设计，建议采取工程措施将跨水源地桥面设置径流收集系统，桥梁下部设置PVC横管，在桥面设置泄水孔将路面、桥面径流通过雨斗集中到桥下横向排水管中，横向排水管在桥头通过竖向排水管将收集的路面、桥面径流排入桥两侧的事故应急池，路面径流不直接排入饮用水源地保护区范围。为保护水源地水质，全桥范围内采取整桥密闭禁止设置排水口，设置连续排水管线，将桥面水集中排放至高速公路路堤排水沟内。

建议在桥梁两侧河堤外各设置2座相应容积的事故应急池（也可作为危险废液应急储存池），必须位于饮用水源保护区外，用于收集桥面初期雨水，设置液位阀，当水位达到容积时自动关闭阀门。事故应急池的前期雨水沉淀后由水源保护区附近的高速公路养护管理所的专业车辆统一运输到市政污水处理厂进一步处理；后期雨水可通过排水系统排入保护区外河沟。

3.2.6 竣工后的环境保护方案。施工完毕后，根据工程设计和环境保护要求，对施工环境（包括施工现场、临时设施、区域植被等）采取恢复性措施。组织施工人员清理剩余的材料和废弃物，将废弃物运至指定位置。施工人员撤离生活居住区后，对场地进行平整，恢复原貌，不得有遗留物。生产区施工完毕后，及时进行清理、恢复植被。生态恢复必须选用原保护区的植被类型和土壤，禁止用外来土和植被，防止生物入侵。

42卷16期 孙 鹏等 高速公路建设对水源保护区的影响及防护措施4 水源地环境风险防范

水源保护区环境风险主要源自在重要水域附近公路上发生的交通事故。尤其是运营期间运输化学危险品车辆在水源保护区路段发生交通事故或者意外，造成化学危险品倾倒、泄漏等，流入敏感水体、水源保护区，对环境和沿线居民的人身安全造成危害。

（1）對拟建的桥梁加装防落网或采取其他有效的工程措施，避免运输危险品的车辆经过桥梁时车上的货物翻落到桥下，造成污染。

（2）在进入水源保护区路段两侧设置警示牌，实施限速行驶，并在附近的收费站对危险品运输车辆进行流量和通行时间限制。对运输危险化学品车辆进行备案，明确危险化学品发生泄漏等事故时的应急处理办法，建立危险化学品档案。

（3）加强对保护区内跨河、跨渠桥梁的日常巡护工作。沿线收费站等管理单位，应配备具有一定专业知识的人员，负责风险事故处理并备有必要的应急处理设施。

（4）工程跨越水源保护区的桥梁两侧的护栏要求进行防撞设计。桥梁防撞采用F型钢筋混凝土护栏，护栏防撞等级采用SS级。

（5）在工程跨越水源保护区的桥梁需设立监控系统，并设置紧急报警电话，注明相应公路管理部门、公安消防、环保部门的联系方式，一旦发生事故，驾驶员及工作人员等可立即汇报公路管理部门、公安、环保等有关部门。

（6）建立专门的部门在饮用水源保护区路段对危险品运输车辆进行押运或者设置陪车，陪同的押运车辆应配备沙子等及应急回收物资，以防突发风险事故的发生，最大限度地在最短时间内将污染控制在最小范围内。

5 小结

高速公路建设对区域环境的影响越来越引起社会的重视，特别是高速公路穿越水源地的项目建设，要从工程设计阶段、施工期及运营期各个阶段考虑其对水源保护区水环境的影响，从而采取有效的防治措施及风险防范措施减小其不利影响。

参考文献

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责任编辑 黄小燕 责任校对 况玲玲