高速公路建設(shè)對水源保護區(qū)的影響及防護措施

孫鵬 王燕飛 于魯冀

摘要 高速公路為線性工程，部分高速公路的建設(shè)需要通過水源保護區(qū)。為了保護飲用水安全，分析了高速公路建設(shè)對水源地的影響，并提出了相關(guān)保護措施。結(jié)果表明：高速公路建設(shè)中應(yīng)根據(jù)水源地的類型在施工和運營過程中切實有效地加強水源地環(huán)境保護。重點關(guān)注穿越水源地橋梁施工的環(huán)境保護措施；在公路投入營運后應(yīng)加強環(huán)境風(fēng)險防范。

關(guān)鍵詞 水源保護區(qū)；高速公路；防護措施；環(huán)境風(fēng)險

中圖分類號 S181.3；X52 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）16-05195-03

高速公路建設(shè)對區(qū)域交通和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大貢獻，但在公路施工和運營過程中產(chǎn)生的環(huán)境不利影響也不容忽視，尤其是高速公路建設(shè)對水源保護區(qū)水環(huán)境的影響比較突出。國內(nèi)外研究表明，高速公路建設(shè)過程中的路基開挖和棄渣侵占河道、破壞植被、引發(fā)水土流失，河流伴行或橋梁跨越會對河流水質(zhì)產(chǎn)生一定的不良影響；公路運營過程中危險品泄漏對水源地會造成極大的水污染風(fēng)險[1-4]。

飲用水水源保護區(qū)包括一定的水域和陸域，由于有些飲用水地表水源保護區(qū)的范圍較大或者飲用水地表水源保護區(qū)為河流或輸水渠，流經(jīng)長度較長，部分高速公路建設(shè)過程中不可避免地涉及沿線的飲用水水源保護區(qū)。該研究對高速公路施工和運營過程中對飲用水水源保護區(qū)的影響及保護措施進行了分析和探討，以期為高速公路建設(shè)提出切實可行的水源地保護方案。

1 飲用水源保護相關(guān)的法律法規(guī)及技術(shù)規(guī)范

《中華人民共和國水污染防治法》針對飲用水源一、二級保護區(qū)內(nèi)的建設(shè)內(nèi)容和污染物排放提出了嚴格的條款和規(guī)定；《集中式飲用水水源環(huán)境保護指南》針對飲用水水源周邊工業(yè)企業(yè)提出生產(chǎn)工藝、污染物排放、危險化學(xué)品管理、廢水處置、風(fēng)險防范措施等重點環(huán)節(jié)提出了嚴格的要求。

2 公路建設(shè)對水源地環(huán)境的影響

2.1 施工期影響因素分析

2.1.1 環(huán)境空氣。

2.1.1.1 施工粉塵。公路路基施工期間，筑路材料的運輸、裝卸、拌合過程中有大量的粉塵產(chǎn)生、散落，對施工機械周圍局部和運輸?shù)缆费鼐€環(huán)境空氣將產(chǎn)生影響，散裝建筑材料堆放時，在空氣干燥條件下易引起揚塵污染，尤其是在風(fēng)速較大時材料裝卸情況下，粉塵的污染更為嚴重。

2.1.1.2 瀝青煙。高速公路路面工程主要采用瀝青混凝土路面。瀝青混凝土適用于瀝青作膠凝材料，以砂石作為骨料，礦粉作為填充料，加熱拌合而成的混凝土。瀝青在熬制、攪拌和攤鋪過成中將產(chǎn)生瀝青油煙，其中含有烴類、芳烴類等有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境空氣產(chǎn)生嚴重損害。

2.1.2 水環(huán)境。施工營地產(chǎn)生的生活污水不經(jīng)處理隨處排放，將對附近地表水體造成污染，主要污染物有CODCr、BOD5、氨氮等。散裝堆放的筑路材料被雨水沖刷進入地表水對水體造成污染。路基、路面、橋梁施工時施工機械跑、冒、滴、漏及露天機械被雨水沖刷后產(chǎn)生的油污將對附近地表水體造成污染，主要污染物有CODCr、石油類、SS等。生產(chǎn)廢水主要有砂石料加工系統(tǒng)產(chǎn)生的沖洗廢水、混凝土加工產(chǎn)生的堿性廢水、基坑廢水、機械停放產(chǎn)生的含油廢水，不經(jīng)處理直接排放將對水源地水質(zhì)會產(chǎn)生一定的影響。橋梁施工棄渣若不收集，將直接進入水源保護區(qū)，影響水源地水質(zhì)。

2.2 運營期影響因素分析

2.2.1 環(huán)境空氣。

2.2.1.1 車輛尾氣。車輛行駛過程中排放的尾氣污染物主要有NOx等，可能會對飲用水源保護區(qū)環(huán)境空氣產(chǎn)生影響。

2.2.1.2 二次揚塵。公路上行駛汽車的輪胎因接觸路面而揚起路面的積塵，產(chǎn)生二次揚塵污染，對水源地的環(huán)境空氣造成一定影響。

2.2.2 水環(huán)境。降水后公路路面與橋面徑流是營運期的主要水污染源，如果排水設(shè)施不完善，初期雨水會將路面的泥沙、油污沖入水源保護區(qū)中，影響水體健康，主要污染物為CODCr、石油類、SS等。

3 水源地環(huán)境防護措施

3.1 水環(huán)境污染防治措施

3.1.1 施工期廢水處理措施。

3.1.1.1 施工生活污水處理措施。對于施工人員生活污水如不采取相應(yīng)的收集措施，產(chǎn)生的廢水等可能會對施工營地附近的水環(huán)境造成不利的影響。施工營地生活污水量含COD、BOD、SS、油脂，因此應(yīng)嚴禁生活污水排入水源地一、二級保護區(qū)，建議使用移動式環(huán)保廁所，不對保護區(qū)周圍區(qū)域產(chǎn)生影響，施工后生活污水統(tǒng)一處理。

3.1.1.2 施工生產(chǎn)污水處理措施。嚴禁施工生產(chǎn)廢水排入飲用水水源地一、二級保護區(qū)。施工沖洗廢水處理：采用沉淀方法處理砂石料沖洗廢水，施工場地應(yīng)設(shè)防滲沉淀池和防滲蒸發(fā)池，經(jīng)沉淀池處理后在蒸發(fā)池儲存回收利用或蒸發(fā)，必要時可加絮凝劑促進沉淀，施工結(jié)束后蒸發(fā)池清理掩埋平整。

堿性廢水：采用間歇式自然沉淀的方式，加入適量的酸調(diào)節(jié)pH，再進行中和沉淀處理。處理后的廢水可回用，沉渣定期人工清理，脫水后可與工程棄料一并處理至保護區(qū)外的就近渣場。

含油廢水：設(shè)置簡單的廢水收集系統(tǒng)，收集含油廢水，先靜置再進行初級油水分離，投加破乳劑，過濾實現(xiàn)油、水分離。水源地路段的施工盡量選用先進環(huán)保的設(shè)備、機械，以有效地減少跑、冒、漏、滴的數(shù)量及機械維修次數(shù)，從而減少含油污水的產(chǎn)生量。

殘油、廢油及洗滌油污水處理：施工場地應(yīng)設(shè)置隔油池，及時收集含油污水，經(jīng)隔油處理后再進入蒸發(fā)池，收集到的廢油應(yīng)回收利用。遺漏在土壤中的機械油料和廢油要回收至有資質(zhì)的單位進行處理，避免間接污染地下水質(zhì)。

基坑廢水：向基坑中加入適量的酸調(diào)節(jié)pH呈中性，讓坑水靜止沉淀2 h后抽出外排。處理后的廢水可重復(fù)利用；池底泥漿清理后運至水源地二級保護區(qū)外的就近渣場。

3.1.2 運行期公路道路排水措施。根據(jù)國家環(huán)保和水利部門的要求，工程可采用初期雨水處理、后期雨水排放的保護方案。降水后公路路面與橋面徑流是營運期的主要水污染源，如果排水設(shè)施不完善，初期雨水會將路面的泥沙、油污沖入水源地中，影響水體健康，主要污染物為CODCr、石油類、SS等。路面、橋面初期雨水需要單獨收集、處理后排放，才能解決對水源保護區(qū)內(nèi)的水污染控制。根據(jù)高速公路穿越保護區(qū)的實際情況，擬考慮以下幾個排水方案。

低水平位植草皮排水溝。高速公路建設(shè)涉及水源保護地，屬于敏感區(qū)域，必須選取能在施工期間、長期性預(yù)防水污染的工程保護措施，建議可以選取低水平位植草皮排水溝。

采用雙排水系統(tǒng)。全線填方路基均考慮排水溝設(shè)計，通過橋涵構(gòu)造物與沿線排洪溝渠銜接形成完整的排水系統(tǒng)。為保護水源環(huán)境路基排水突破傳統(tǒng)的排水方式，采用雙排水系統(tǒng)，分別收集路面雨水和路基邊坡雨水。水源地保護區(qū)路段路基排水邊溝禁止設(shè)置外排口，該路段排水出口設(shè)置在保護區(qū)外的河溝，邊坡雨水可以回收利用，用于農(nóng)田灌溉等；橋面前期雨水需單獨收集進入事故應(yīng)急池，經(jīng)過沉淀處理，采用專業(yè)車輛統(tǒng)一運輸?shù)绞姓鬯幚韽S進一步處理。避免路面雨水直接排入水庫、河流及農(nóng)田而造成對當?shù)仫嬘盟奈廴竞臀：?。路基排水溝與沿線通道、灌渠交叉產(chǎn)生干擾時，采取邊溝涵等立體交叉的排水形式，盡量做到不干擾、不破壞原有的排灌體系。

采用漿砌片石進行全鋪砌防護。設(shè)置排水溝以及線外涵洞、急流槽等連通排水溝，各種橋涵等構(gòu)造物，確保沿線的排水、灌溉體系的正常運作。為使排水通暢，便于維修、養(yǎng)護，路側(cè)排水溝、邊溝等均采用漿砌片石進行全鋪砌防護。在挖方路塹邊坡平臺上根據(jù)邊坡防護形式設(shè)置平臺排水溝。路面徑流雨水通過排水系統(tǒng)排放到路基兩側(cè)的排水溝、天然河溝內(nèi)，或由路肩下鋪的砂礫透水層排泄至路堤邊坡坡面。

事故應(yīng)急池。在橋梁兩側(cè)防撞護欄內(nèi)設(shè)置排水槽，橋面徑流不得直接排入水源地；根據(jù)當?shù)氐谋┯陱姸群颓捌谟晁嬎愎?，計算橋面?0 min的匯水量，在跨越飲用水源地橋梁的兩側(cè)河堤外各設(shè)置相當容積的事故應(yīng)急池，用于收集橋面初期雨水，設(shè)置液位閥，當水位達到容積時自動關(guān)閉閥門，事故應(yīng)急池的前期雨水沉淀后由水源保護區(qū)附近的公路養(yǎng)護管理所的專業(yè)車輛統(tǒng)一運輸?shù)绞姓鬯幚韽S進一步處理；后期雨水可通過排水系統(tǒng)排入保護區(qū)外的河溝。

另外，針對水源地保護，建設(shè)單位應(yīng)在水源地附近設(shè)一個針對水源保護區(qū)的養(yǎng)護管理所，負責(zé)水源保護區(qū)范圍內(nèi)高速公路的日常事務(wù)管理。同時建議建設(shè)單位委托有資質(zhì)的污水處理設(shè)計單位結(jié)合該地區(qū)的實際情況，污水的處理方式、設(shè)備進行專業(yè)設(shè)計，以保證其處理后用于綠地澆灌。

3.2 穿越水源地橋梁的施工保護方案 為了將工程建設(shè)對水源地保護區(qū)的影響降至最低，高速公路路線方案在穿越水源保護區(qū)時，采用路基改橋梁的形式通過，盡量使水源保護區(qū)以橋梁形式通過，以減少對原地表的擾動和水土流失[5-7]。擬建的跨越水源保護區(qū)橋梁施工流程：施工準備→基礎(chǔ)施工→墩臺施工→橋面施工→附屬工程施工。

3.2.1 施工準備。針對南水北調(diào)水源保護區(qū)的敏感性和重要性，必須選擇枯水期進行橋梁施工。盡量避免雨期施工，做好防雨措施。開工前根據(jù)當?shù)貧庀箢A(yù)報資料，有預(yù)見性地調(diào)整施工項目的工作安排，避免暴雨對施工的不利影響。施工組織設(shè)計、施工項目和施工進度要根據(jù)預(yù)報作出合理安排，不搞過大的工作面，逐段、逐片分期安排施工。雨季施工地段，應(yīng)先完成防水、防洪、排水工作。加強施工道路的養(yǎng)護，保證道路暢通，做好物資、設(shè)備的防濕防潮工作。如趕上下雨，采取防護措施，雨停后再繼續(xù)施工。

橋梁施工采取先進的施工工藝[8]，如采用封閉掛籃懸臂施工、成型的預(yù)制構(gòu)件等，縮短現(xiàn)場施工作業(yè)時間；橋梁施工盡量選用先進的設(shè)備、機械，以有效地減少跑、冒、漏、滴的數(shù)量及機械維修次數(shù)，從而減少含油污水的產(chǎn)生量。

切實做好各項施工準備工作，根據(jù)各項施工準備工作內(nèi)容、時間和人員，制定出施工準備工作計劃，責(zé)任落實到人，并加強對計劃的檢查和監(jiān)督，以使準備工作如期完成。主要物資材料選擇質(zhì)量好信譽高的供貨方。施工機械在運行之前必須進行檢查和試運轉(zhuǎn)，質(zhì)量合格的方可投入正常運行。

橋梁施工所需的攪拌站、堆料場、預(yù)制件場、施工營地等臨時占地應(yīng)建在保護區(qū)外，砂石、水泥等物料拌合要均勻，運輸過程中避免出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。施工區(qū)內(nèi)瀝青、油料、化學(xué)品等含有毒物質(zhì)的材料應(yīng)及時清運至專門的倉庫或堆放場所，并設(shè)蓬蓋，防止雨水沖刷入水源地。

3.2.2 基礎(chǔ)施工。 基礎(chǔ)施工會對飲用水源造成最直接影響，這是整個橋梁工程的關(guān)鍵之處。

水源保護區(qū)有陸地淺水區(qū)域的樁基在修通施工便道后，橋梁下部基礎(chǔ)施工應(yīng)采用擾動較小筑島法搭設(shè)鉆孔平臺，后采用沖擊鉆進行鉆孔施工，產(chǎn)生的鉆渣、泥漿及廢棄物不得流入水源當中，在施工現(xiàn)場設(shè)置泥漿池，并在泥漿池底墊上塑料薄膜，防止泥漿外泄。如發(fā)生泥漿外泄立即進行清理，或直接采用抽水設(shè)備將泄漏的泥漿抽入岸上的泥漿池，達到一定量時，及時抽出，及時采用泥漿運輸車將廢泥漿運送到保護區(qū)外棄渣場進一步處理，不得隨意丟棄鉆渣，以便最大限度地保護飲用水源地水質(zhì)，防止污染環(huán)境。

橋梁基坑開挖要采取邊坡防雨處理，防止沖刷造成坍塌。開挖后要及時澆注和砌筑，不讓雨水浸泡。避免雨天大面積、大體積混凝土工程的現(xiàn)澆工作。灌注混凝土，澆筑和砌筑完畢及時覆蓋，必要時采取搭棚防雨，不能讓雨水沖刷，以免影響水源地水質(zhì)。

3.2.3 墩臺施工。 橋墩施工期間應(yīng)注意隔水等是否符合要求，一定將模板加固牢靠，人工配合吊車安裝鋼筋籠，導(dǎo)管法灌注水下混凝土，現(xiàn)場澆筑混凝土過程中產(chǎn)生的混凝土漿液不得外泄到水源里面，必須及時清理干凈，在澆筑過程中應(yīng)將孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿沉淀池內(nèi)處理。罐車澆筑后清洗的水，特別是墩臺身的養(yǎng)護水必須設(shè)置專門的溝槽引出或者采用抽水設(shè)備進行抽出排放，不得將養(yǎng)護水直接排入水源當中。承臺采用雙層鋼板樁圍堰隔水，澆筑封底混凝土，模板加固支撐牢固，防止模板跑?；炷烈绯鑫廴舅|(zhì)。

施工產(chǎn)生的廢水集中排放在設(shè)置的污水坑或其他地方。經(jīng)沉淀處理后進行排放或集中運出處理。嚴禁將橋梁施工中的機械油料和廢油直接排入水體，必須集中收集運至岸上指定的棄土場或其他堆放廢棄物場所深埋。生產(chǎn)用的油料必須嚴格保管，防止泄漏，污染水質(zhì)，遺漏在土壤中的機械油料和廢油要回收由有資質(zhì)的單位進行處理。

橋梁施工過程必須對附近水體定期監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)干渠水質(zhì)變渾濁，應(yīng)立即聯(lián)系環(huán)保部門，保證水源地的水質(zhì)。

施工場地內(nèi)，環(huán)保、衛(wèi)生的警告標志齊全，并懸掛于醒目位置。施工中必須堅持“文明施工”，做到工完料凈場地清。

3.2.4 橋面施工。在澆筑過程中或澆筑完成時，如混凝土表面泌水較多，應(yīng)在不擾動已澆筑混凝土的條件下，采取措施將水排除，繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r應(yīng)查明原因，采取措施減少泌水。砼澆筑前對梁面進行鑿毛處理，清除砼浮渣、浮漿，鑿毛處理后對梁面采用人工清掃，注意禁止用高壓水槍沖洗，以免影響水源地環(huán)境。

3.2.5 其他附屬工程施工。建設(shè)單位應(yīng)與設(shè)計單位做好溝通，在設(shè)計階段做好跨越水源地橋梁的排水專項設(shè)計，建議采取工程措施將跨水源地橋面設(shè)置徑流收集系統(tǒng)，橋梁下部設(shè)置PVC橫管，在橋面設(shè)置泄水孔將路面、橋面徑流通過雨斗集中到橋下橫向排水管中，橫向排水管在橋頭通過豎向排水管將收集的路面、橋面徑流排入橋兩側(cè)的事故應(yīng)急池，路面徑流不直接排入飲用水源地保護區(qū)范圍。為保護水源地水質(zhì)，全橋范圍內(nèi)采取整橋密閉禁止設(shè)置排水口，設(shè)置連續(xù)排水管線，將橋面水集中排放至高速公路路堤排水溝內(nèi)。

建議在橋梁兩側(cè)河堤外各設(shè)置2座相應(yīng)容積的事故應(yīng)急池（也可作為危險廢液應(yīng)急儲存池），必須位于飲用水源保護區(qū)外，用于收集橋面初期雨水，設(shè)置液位閥，當水位達到容積時自動關(guān)閉閥門。事故應(yīng)急池的前期雨水沉淀后由水源保護區(qū)附近的高速公路養(yǎng)護管理所的專業(yè)車輛統(tǒng)一運輸?shù)绞姓鬯幚韽S進一步處理；后期雨水可通過排水系統(tǒng)排入保護區(qū)外河溝。

3.2.6 竣工后的環(huán)境保護方案。施工完畢后，根據(jù)工程設(shè)計和環(huán)境保護要求，對施工環(huán)境（包括施工現(xiàn)場、臨時設(shè)施、區(qū)域植被等）采取恢復(fù)性措施。組織施工人員清理剩余的材料和廢棄物，將廢棄物運至指定位置。施工人員撤離生活居住區(qū)后，對場地進行平整，恢復(fù)原貌，不得有遺留物。生產(chǎn)區(qū)施工完畢后，及時進行清理、恢復(fù)植被。生態(tài)恢復(fù)必須選用原保護區(qū)的植被類型和土壤，禁止用外來土和植被，防止生物入侵。

42卷16期 孫 鵬等 高速公路建設(shè)對水源保護區(qū)的影響及防護措施4 水源地環(huán)境風(fēng)險防范

水源保護區(qū)環(huán)境風(fēng)險主要源自在重要水域附近公路上發(fā)生的交通事故。尤其是運營期間運輸化學(xué)危險品車輛在水源保護區(qū)路段發(fā)生交通事故或者意外，造成化學(xué)危險品傾倒、泄漏等，流入敏感水體、水源保護區(qū)，對環(huán)境和沿線居民的人身安全造成危害。

（1）對擬建的橋梁加裝防落網(wǎng)或采取其他有效的工程措施，避免運輸危險品的車輛經(jīng)過橋梁時車上的貨物翻落到橋下，造成污染。

（2）在進入水源保護區(qū)路段兩側(cè)設(shè)置警示牌，實施限速行駛，并在附近的收費站對危險品運輸車輛進行流量和通行時間限制。對運輸危險化學(xué)品車輛進行備案，明確危險化學(xué)品發(fā)生泄漏等事故時的應(yīng)急處理辦法，建立危險化學(xué)品檔案。

（3）加強對保護區(qū)內(nèi)跨河、跨渠橋梁的日常巡護工作。沿線收費站等管理單位，應(yīng)配備具有一定專業(yè)知識的人員，負責(zé)風(fēng)險事故處理并備有必要的應(yīng)急處理設(shè)施。

（4）工程跨越水源保護區(qū)的橋梁兩側(cè)的護欄要求進行防撞設(shè)計。橋梁防撞采用F型鋼筋混凝土護欄，護欄防撞等級采用SS級。

（5）在工程跨越水源保護區(qū)的橋梁需設(shè)立監(jiān)控系統(tǒng)，并設(shè)置緊急報警電話，注明相應(yīng)公路管理部門、公安消防、環(huán)保部門的聯(lián)系方式，一旦發(fā)生事故，駕駛員及工作人員等可立即匯報公路管理部門、公安、環(huán)保等有關(guān)部門。

（6）建立專門的部門在飲用水源保護區(qū)路段對危險品運輸車輛進行押運或者設(shè)置陪車，陪同的押運車輛應(yīng)配備沙子等及應(yīng)急回收物資，以防突發(fā)風(fēng)險事故的發(fā)生，最大限度地在最短時間內(nèi)將污染控制在最小范圍內(nèi)。

5 小結(jié)

高速公路建設(shè)對區(qū)域環(huán)境的影響越來越引起社會的重視，特別是高速公路穿越水源地的項目建設(shè)，要從工程設(shè)計階段、施工期及運營期各個階段考慮其對水源保護區(qū)水環(huán)境的影響，從而采取有效的防治措施及風(fēng)險防范措施減小其不利影響。

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責(zé)任編輯 黃小燕 責(zé)任校對 況玲玲