跨江大桥施工对水环境的影响及保护措施的初探

汤义兰

[铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司，湖北 武汉 430063]

随着城市经济的发展，为了缓解武汉中心城区过江交通矛盾，武汉长江上已建成10座过江通道，包括9座长江大桥，一条隧道。每座大桥的工期为3～4年。本研究以武汉某大桥施工为例，分析了桥梁施工对水环境的主要影响因素及需要采取的保护措施。

1 武汉某大桥主塔施工工艺

长江大桥施工对水环境有重大影响，主要是因为主塔的基础施工。武汉某大桥主塔分汉阳侧主塔和武昌侧主塔。主塔基础施工工艺如下。

武汉某大桥汉阳侧主塔墩基础为沉井基础，其基础中心距离汉阳长江大堤仅87.000 m，位于汉阳江滩上。基础虽然位于岸上，但是距离江边较近，高水位时会淹没场地，需要原位筑岛，然后按照岸上沉井施工程序进行施工。沉井规模大，为保证沉井安全下层，下层设6.000 m钢沉井，分块制作，运至场地现场拼装。在钢沉井井壁填充混凝土后，接高第一段钢筋混凝土沉井开始取土下沉，然后不断接高沉井，下沉到位，浇筑封底混凝土，安装井盖，然后进行承台及塔身施工。沉井初始可通过井内挖土下沉，随高度的增加采取驱泥机驱泥、吸泥机吸泥、射水空气幕等方式下沉。

武昌2#主塔基础施工为沉井施工，其基础中心距离武昌长江大堤360.000 m，位于长江河槽中，河床标高为9.295 m。基础位于水中，下层设24.000 m钢沉井，上层钢筋混凝土沉井接高。首节钢沉井下河后浮运至墩位，对沉井进行精确定位并及时调整，保证钢沉井着床位置准确。井壁混凝土水封填充方案如下。

（1）钢沉井在墩位处于自浮状态，采用干打法填充5.000 m高刃脚混凝土。

（2）钢沉井精确定位后，在井壁内注水下沉，使沉井插入河床达到稳定深度。

（3）在钢沉井壁分舱对称灌注水下混凝土至钢沉井顶2.000 m。

（4）在井孔吸泥，使沉井下沉至钢沉井顶高处水位 2.000 m左右。

（5）抽干钢沉井井壁内的积水，绑扎钢筋，立模接高首节钢筋混凝土沉井。

在钢沉井与河床相差3.000～5.000 m时，河床抛碎石找平达到动态冲刷平衡时，调整锚定锚绳位置，精确定位钢沉井平面及垂直度，准备着落河床。当沉井刃脚下沉至设计标高后，对井孔内、刃脚及隔墙下的土层进行清理，以形成封闭的锅底状，其锅底尺寸满足设计要求，开始封底工作。施工流程如图1所示。

图1 武昌侧主塔基础施工流程

2 桥梁基础施工对水环境的主要影响

2.1 吸泥下沉使水中SS量急剧上升

在武汉某大桥沉井施工中，大量用到吸泥下沉工艺，该工艺历时较长，需通过反复调整吸泥的舱位和速度，使沉井按理想的角度调整到设计精度。本项目施工之初，初判初期主要应是江水，含泥量不会太多，抽出的水直接排入江中，几天后发现，江中有明显的泥沙堆积而成的沙堆突出水面，影响江水流向。考虑到本桥址下游4.3 km就是平湖门水厂取水口，SS是饮用水源的重要指标。施工单位随即将所有吸泥排出的泥浆用船只接住存放，静置两天后，将上层清水排入江水中，下沉泥沙运上岸后集中处理，降低施工对水质的影响。

2.2 大量施工机械使水中石油类污染物增多

桥梁施工用到了大型机械，如浮吊、船只、混凝土浇灌设备，也有小型的钻机、挖机、发电机、空压机、振捣等机械。这些机械若不及时维护，会有滴、漏、跑油的现象；若不关注并及时清理，雨季后就会直接排入江水中，在附近江面形成一层污油。机械车辆清洗废水也含有石油类污染物，直接排入江水中也会造成有机物污染。

2.3 施工生活污水导致江水有机物质增多

在桥梁基础施工高峰期，工人有近百人。由于工期紧，工人的吃喝拉撒都不上岸，这些日常生活产生的污水以及粪便水，若不妥善收集处理，将对下游水质产生不良影响。这些排放量依季节和施工强度的变化而变化，污水中主要含有动植物油脂、食物残渣、洗涤剂等各种有机物质。另外，生活垃圾的随意丢弃也会对江水水体产生一定的影响[1]。

2.4 桥梁水下基础施工对水生生物的影响

武汉某大桥主桥采取1 700.000 m方案跨越长江，按照正常水位线考虑，工程仅设置两个水中墩，极大地降低了施工期对水生生物的影响以及缓解了工程建成后对鱼类洄游通道的压缩。但在施工期进行水下作业时，水质下降，浮游生物、底栖动物等饵料生物量减少，改变了鱼类的生存、生长和繁衍条件。桥梁基础施工扰动水体和河床底泥，施工期间产生噪声污染，导致附近江体局部破坏鱼类栖息地。

3 水污染防治措施

在长江上进行桥梁基础施工，对水环境的影响较大。特别是在城市中心，水体环境影响更为突出。因此，在桥梁基础施工中，要采取严格控制措施，保护饮用水源。主要可采取的防治措施有以下方面。

3.1 规范泥浆收集

对于大桥水中基础及桥墩施工中产生的泥浆，在水中设置承接船，当沉淀后的水达到排放标准后排入江中，底泥需运到岸边集中回收处理。在桥梁墩身和承台施工完毕后的围堰拆除过程中，也应做到文明施工，先将围堰中的泥浆清理完毕，再拆除围堰，避免围堰中的泥浆涌入水体对水源造成污染。

3.2 定期维护施工机械

加强施工机械设备的养护维修及废油收集，防止滴、漏、跑油现象的发生，尽量采用清洁能源。在集中存放油料的地方设置一个低洼的槽，可在下面垫上吸油的物质，定时清理，防止雨季时漫出并随意流淌。施工机械冲洗产生的油污废水，经隔油池处理后，可用于洗车。

3.3 生活污水收集处理

施工产生的生活污水经过化粪池处理后，由相关人员定期拉走；有条件的施工人员尽可能地租用附近房屋作为办公、生活用房，在施工营地设置临时化粪池及排水管，与市政污水管网连通，使污水最终通过市政管网排放。通过采取以上措施，可避免对长江水体产生不良影响。

3.4 加强对水生生物的保护

施工前，开展多种形式的宣传教育，加强有关部门与人员的保护意识。制定施工管理和防范措施，严格按照施工程序操作，严禁施工人员利用水上作业之便捕杀珍稀水生保护动物。在大桥施工工地的显要处放置宣传牌、警示牌，图文并茂地介绍珍稀水生保护动物的相关知识和保护措施。根据洄游动物的生活习性，优化施工方案，合理安排施工工期。打入钢管桩和钢护筒的工作应避开4月底至5月中旬，该时段是中华鲟幼鱼洄游至工程建设水域最为集中的时期。江豚、中华鲟为常年在工程所在江段活动的水生保护动物，在工程施工前，应预先用小船在施工区域周围回旋发出驱赶的噪声，避免其进入施工区域，造成意外伤害。

4 结语

桥梁建设是国民经济发展和社会进步的内在要求，也对城市的政治、经济、文化等发展具有重要的促进作用。但在桥梁施工过程中，对水环境的影响需引起重视，应采取适当的控制措施加以防范，并加强宣传教育，切实强化桥梁从业者的环保意识，加强对桥梁施工环境影响的研究，提高我国桥梁施工环境的治理水平。