跨省特大型桥梁工程环境保护与景观设计研究

金 攀，陈 磊

(河南省第二公路工程有限公司，河南 郑州 450001)

随着经济社会的发展，桥梁功能已非仅是满足交通运输功能的需求，尤其是大跨度桥梁，其强烈的形态表现及构筑的永久性特点，对大地景观和生态环境产生一定的影响[1]。而民众环境保护意识的增强，以及对桥梁景观意识的不断提高，桥梁工程环境保护和景观需求逐渐受到社会各界及决策层的高度重视，不仅将环境保护与景观设计纳入到桥梁项目建设中，甚至还以此作为桥型设计方案选择的条件。以黄河特大型桥梁为例，分析了其在环境保护与景观设计方面的方案。

1 黄河特大型桥梁工程概况及自然环境

黄河特大型桥梁跨越河南和山东两省，将是濮阳至湖北阳新高速公路跨越黄河天堑的交通纽带。本项目为双向六车道，设计速度为120 km/h，路基宽34.5 m。桥位地处黄河冲积平原区，位于北金堤滞洪区内，地表土层为粉质粘土、粉土和中细砂，植被为种植的小麦、玉米和水稻，同时跨越国家级水产种植资源保护实验区，自然生态环境脆弱。桥涵等方案的选择要充分考虑环保景观要求，做到与周围环境整体协调，以使项目较好地融入到当地生态环境中，满足自然整体景观及生态环境保护的整体要求[2]。黄河特大桥跨径布置形式为(80+8×120+80)m+(80+8×120+80)m全长2 240 m，主跨120 m，最大联长1 120 m，桥梁总长8.127 m。黄河冲刷量大，桥位处最大冲刷量达到21 m，一般冲刷量12 m，桩长最大达到100 m。

2 黄河特大桥梁环境保护与景观设计方案

2.1 自然生态资源保持方案

黄河特大桥梁规划为：北侧于小辛庄南侧跨越黄河北大堤，向东南跨越黄河，于菏泽市牡丹区李庄集乡东高寨东北跨越黄河南大堤，跨越黄河河段为黄河下游，附近河段为黄河冲积平原，河堤前为宽阔河滩，此河段河道的整治工程比较多，且濮阳南部的黄河湿地省级自然保护区处于黄河下游上段，规划时将桥位布设于张阎楼工程和连山寺河段河道整治工程间，在此区间的黄河主河道趋于稳定，桥位的布设同周边自然环境相适应和协调，能够降低与黄河防洪工程的相互影响。此桥位还绕过了黄河湿地自然保护区，有利于野生动植物及湿地环境的保护。同时，该桥位布设路线整体走向与黄河邻近桥梁的间距适宜，桥位与治导线夹角为2°，与水位测验断面相协调，这些规划和设计符合节约水资源及保持水土、保护生态环境的要求，较好地体现了对沿线生态环境及水环境的保护。

此外，在桥墩的设置上，为了不影响河流水势，选择了合适的引桥跨径及适度增加跨度的设计方案，堤内引桥跨径设计为50 m，堤外引桥跨径设计为30 m，以尽量降低桥梁建设对水势的影响。

2.2 声屏障设计

当桥梁工程建设由于运送材料通过村镇、学校等环境敏感点附近时，根据其与高速公路的距离及地形关系计算高速公路对环境的噪音影响，对于噪音超标又不能对环境敏感点进行拆迁处理的，通过采取设置新型隔音墙来弱化噪声污染的影响[3]。本次设计的隔音墙为防噪声屏障，此声屏障具有重量轻、强度高、隔音效果好、新颖、美观等优点，可以进行装配式施工，施工较为简便，并且其色彩可与周围景观相协调。

2.3 水环境保护设计

黄河特大桥跨越黄河，项目运营过程中的主要环境风险为工程运输车辆发生侧翻、泄漏事故过程中伴生或次生的污染物进入水体导致的环境风险。故针对黄河大桥进行水环境保护设计。

(1)桥面排水。堤外引桥采用直接排放设计；桥梁排水设计采用“初期收集+直接入河”方案，即纵向收集管处设置扩口三通，下雨初期即初期排水管收集全部雨水，当桥面雨量较大时，雨水将通过扩口三通位置直接排入河流。

(2)化学危险品收集池及径流雨水沉淀池。雨水经桥面排水系统收集后，通过排水管导流至地面，经事故处理池处的污水检测设备检测：如水质达标则电磁阀将雨水导向入沉淀池，进行初步沉淀后，排入生态处理带；如检测含有危化物，则将污水导入收集池内，待专业人员处理。全桥共设置3种类型化学危险品收集池及3种类型径流雨水沉淀池，其中化学危险品收集池共16个，径流雨水沉淀池共16个，收集池与沉淀池四周均设置铁栅围栏进行防护。

(3)生态处理带。检测不含危化物的雨水经沉淀池沉淀处理后，通过排水沟排放至生态处理带内。生态处理带对雨水进行二次过滤处理，处理过后部分雨水通过渗透作用渗入土壤，部分经由蒸发作用进入大气。生态处理带设置范围为K34+800～K35+100、K35+850～K36+450、K37+250～K37+550、K39+790～K41+040。

2.4 水土保持设计

在水土流失防治分区的基础上，本项目以弃土场、施工场地及施工便道作为重点防治单元，根据不同防治单元的工程特点进行合理、全面、系统的水土保持设计，这样既能有效的控制项目建设区内的水土流失，保护项目区的生态环境，又能保证工程建设期和运营期的安全。

(1)弃土场水土保持设计。根据《水土保持法》以及《开发建设项目水土保持技术规范》的规定和要求，弃土弃渣必须集中堆放在专门的存放场地，并采取拦挡、截排水、沉沙等防护措施。根据弃渣区域的地形地质条件、弃渣类型、弃渣量、出渣运距等因素，采取分段集中堆放清表土的措施。

(2)施工便道水土保持设计。区域内已有的交通道路无法满足施工要求，部分路段需要新建施工便道。为防止地表径流冲刷对施工便道造成危害，减少施工便道开挖形成边坡的水土流失，采取一定的工程及绿化措施，对施工便道进行防护。

(3)施工场地水土保持。拌合站、水稳站、预制场及钢筋加工场等的废水、生活污水不得随意排放。为防止桥梁施工钻孔桩时，泥浆的排放影响到河水的浊度或农田的土壤环境，墩台处设泥浆池，使其沉淀、澄清，严格控制排入河流的泥浆含泥量。

2.5 景观设计方案

桥梁上下部结构及各种附属结构按照一定的规律有机地组合成为一个整体，与宽阔的河面一起构成点、线、面的组合。对于桥梁来说，点就是主桥；线，即大桥的总体桥线；面，即线的围合。线条能产生一种视觉上的联系，而且是视觉艺术中各因素之间最为直接的联系和沟通方式，线条既有其独立性，也能分割它所在块面而成为形体的一个构成因素，既能产生和谐，又能产生动态的紧张。基于此，桥梁与其他人工景观和自然景观要素合在一起，构成了桥梁景观的形态特征，桥梁成为最易识别和记忆且极有活力的人为景观要素，而建筑在黄河上的桥梁则成为展示着黄河独特魅力的载体。该桥梁项目主要从以下几方面进行了景观设计。

(1)桥梁平纵线形。黄河特大型桥总长达8.127 km，桥位选取充分考虑地形、地质、防洪等因素，还重视桥梁整体平纵线形景观设计。大桥平纵面设计适当的曲线可以增加桥面的观景效果，丰富大桥的景观，避免直线桥给行车人带来的一成不变、视觉效果单一的感觉。

(2)桥梁上部结构形式及跨径选取结合桥墩高度和结构刚度综合判定，采用合理桥跨墩高比，保证桥梁的整体协调性。

(3)主桥上部结构采用变截面连续梁，流线型箱梁增加了桥梁的轻盈感。下部结构采用薄壁空心墩，桥墩侧面呈圆弧状，上下部分平曲结合，局部对比，既不失新意又和谐统一。

(4)注重引桥与主桥景观的协调性。引桥上部结构采用装配式T梁，下部结构采用柱式墩总体布置流畅简洁，主引桥总体融合，与主桥相互衬托。

3 生态环境保护及景观工程施工注意事项

虽然黄河特大桥工程建设将会对沿线地区的生态环境、水环境以及沿线居民生活质量、学校教学产生一定的不利影响，但只要认真落实保持水土、保护生态环境，节约水资源的要求，真正落实环境保护“三同时”制度，所产生的负面影响是可以得到有效控制的。

3.1 树立环保施工、安全施工意识

公路工程的建设过程对周边环境造成影响是不可避免的，尤其是路基施工对环境的影响[4]。为此，施工单位必须强化环保施工理念，坚持“安全至上、规范作业、以人为本、科技先导”施工方略，注重道路与桥梁主体工程紧密配合，注重环保与安全并进，施工单位应尽可能采取有效的环境保护措施，防止和减轻施工过程中产生的粉尘、噪声、振动、废水和废料等对施工现场与周围环境造成的危害，确保施工安全。待工程竣工后，应恢复由于施工受到破坏的环境，最大限度地将对所在生态的影响降到最低。

3.2 减少植被破坏，防治措施水土流失

跨河桥梁下部施工应尽量安排在枯水季节进行。土方施工中应加强养护管理，与防汛部门保持联系，及时了解汛情及洪水调度情况，视雨量和工程项目地质情况，调整临时排水设施，有效减少植被破坏、水土流失现象发生。桥梁施工工点的钻孔桩施工时，泥浆的排放将影响到河水或农田的土壤环境。因此，应设泥浆池，使其沉淀、澄清，严格控制排入河流的泥浆含泥量。施工单位要采取必要的措施，防止泥土和石块阻塞河流、水渠或现有的灌溉和排水系统。

3.3 大气环境保护措施

(1)筑路材料在运输过程中，应采取措施，防止其飘散飞扬，污染大气。

(2)沥青混凝土拌合场厂址及沥青、燃料油仓库应选择在人口稀少、自然通风、远离河流、平坦且开阔地段，以减少对居民区的大气污染和对水质环境的污染，并应设防火急救设施。

(3)沥青混凝土拌合机和水泥混凝土拌合机应有防尘措施。

3.4 控制噪声的环境质量保护措施

在村镇和居民区附近，一般不应夜间施工，如施工有要求，需有关部门的许可。此外，黄河特大型桥梁生态环境保护及自然景观设计要充分利用项目所在区的自然景观，使高等级公路与当地环境相融合。在工程施工阶段做好环保、水保工作，使保护和恢复工作相结合。