淺談城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目水土保持防治措施

任 涓

（長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司上海分公司，上海市200439）

0 引 言

城市軌道交通工程一般布置在城市中心區(qū)[1]，其水土流失的主要區(qū)域包括區(qū)間線路、車站、車輛段、停車場和換乘停車場等。這類項(xiàng)目建設(shè)具有占地面積大、涉及的拆遷及安置量較大、動用土石方量巨大等特點(diǎn)。特別是在施工過程中，自然植被和土壤受到擾動和破壞、因施工灰塵飛揚(yáng)造成空氣質(zhì)量下降以及大量棄渣導(dǎo)致河道阻塞等問題，既加重了水土流失，又對城市生態(tài)環(huán)境帶來了惡劣的影響[2-3]。因此，城市軌道交通工程項(xiàng)目水土保持方案對于城市水土保持具有重要的作用。

1 項(xiàng)目概況

以某城市軌道交通工程為例，項(xiàng)目區(qū)位于上海市徐家匯街道150-10 地塊，基地東至恭城路、北到昭平路，西南側(cè)緊鄰150-9 地塊（徐家匯中心虹橋路地塊），南鄰地鐵徐家匯站，項(xiàng)目總占地面積為1.431 hm2。其中，主體工程區(qū)占地面積為1.075 hm2，施工生活區(qū)占地面積為0.155 hm2，施工臨設(shè)區(qū)占地面積為0.201 hm2。建設(shè)過程中總挖方量3.751 萬m3，總填方量0.988 萬m3，總借方量0.988 萬m3，總棄方量3.751 萬m3。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括公交首末站及建筑物、硬地廣場及配套設(shè)施和綠化工程等。本項(xiàng)目以交通廣場和公共綠化為核心，與軌道交通9號線、11 號線地鐵徐家匯站改造結(jié)合建設(shè)，地上建筑為2 層裙房（結(jié)構(gòu)高度約12.5 m），地下室為1層，軌道交通9 號線沿東西方向從場地內(nèi)穿過，將地下室分為南北兩塊。項(xiàng)目總投資32 310 萬元。

2 城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)

2.1 建設(shè)地點(diǎn)多位于城市中心區(qū)

在城市軌道交通建設(shè)中，為了盡量避免建設(shè)過程中造成的水土流失對城市環(huán)境帶來的不利影響，一般選擇用彩鋼板活圍墻將建設(shè)區(qū)域與外界隔開，封閉作業(yè)，同時保證了建設(shè)階段的安全。

2.2 地表擾動大，對周邊環(huán)境影響嚴(yán)重

項(xiàng)目區(qū)基坑開挖與首層頂板覆土過程中，會損壞原地表形態(tài)和土壤結(jié)構(gòu)，增加裸露面積，使地表的抗蝕、抗沖能力減弱，并移動一定數(shù)量土方，產(chǎn)生一定數(shù)量的余方。如不采取相應(yīng)的防治措施，遇暴雨會形成較嚴(yán)重的水土流失，加劇項(xiàng)目周邊區(qū)域水土流失的強(qiáng)度和程度。本項(xiàng)目擾動地表面積1.276 hm2。根據(jù)地勘報(bào)告、現(xiàn)場踏勘可知，本工程尚未開工時的項(xiàng)目建設(shè)區(qū)及臨時占地范圍場地就均已硬化。

2.3 建設(shè)工期相對較長

城市軌道交通工程建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)工期一般為4 a 以上，與電力工程、水利水電工程、鐵路、公路工程較為相似，建設(shè)工期均相對較長。該項(xiàng)目的建設(shè)工期為2020 年8 月1 日至2024 年4 月30 日，總工期為45 個月。

2.4 動用土石方量大

基礎(chǔ)開挖、圍護(hù)樁、工程樁、管線工程和綠化工程等是城市軌道交通工程建設(shè)項(xiàng)目土石方工程量的主要來源。本項(xiàng)目擬建場地大部分區(qū)域?yàn)榕R時公共停車場，地表分布有水泥地坪，西部及北部雜草叢生，地表分布有大量混凝土塊、磚頭、石子等建筑垃圾，表層土多數(shù)已被破壞，工程無可剝離表土，后期擬專門購置表土用于綠化。建設(shè)工程中的總挖方量3.751 萬m3，總填方量0.988 萬m3，總借方量0.988 萬m3，總棄方量3.751 萬m3。

各區(qū)擾動地表、損毀植被面積及棄土量情況表見表1。

表1 各區(qū)擾動地表、損毀植被面積及棄土量情況表

2.5 地表硬化面積大，造成大量雨水流失

城市軌道交通工程建設(shè)項(xiàng)目動用土石方量大、占地面積大，勢必造成大面積的地表硬化，加之地表植被的大面積破壞，將導(dǎo)致大量的雨水直接流失。因此，雨水的控制和利用也是水土流失防治過程中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。

2.6 車站與區(qū)間線路間施工降水量大

本工程中，紅線外基坑區(qū)的開挖主要為了與11號線的徐家匯站地下連通。施工過程中，挖深較大，加上工期長，不可避免地涉及到降水問題。帷幕止水雖可減少施工降水量，但大量的管井降水卻無法在建設(shè)過程中忽視不計(jì)。在周邊地形復(fù)雜、占地面積有限的情況下，蓄水池等儲水設(shè)施布設(shè)受到限制，大量的地下水抽出后會直接排入城市雨水管網(wǎng)，造成水資源的大量流失。

3 水土流失防治措施

3.1 防治分區(qū)

防治分區(qū)的目的是為了合理布設(shè)措施，進(jìn)行水保措施典型設(shè)計(jì)，計(jì)算工程量。根據(jù)工程現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，在確定的水土流失防治責(zé)任范圍內(nèi)，依據(jù)主體工程布局、施工擾動特點(diǎn)、建設(shè)時序、地貌特征、自然屬性、水土流失影響等劃分了水土保持防治分區(qū)。本工程將項(xiàng)目建設(shè)區(qū)的水土流失防治分區(qū)劃分為3 個防治分區(qū)，分別為主體工程防治區(qū)、施工生活防治區(qū)和施工臨設(shè)防治區(qū)。針對主體工程防治區(qū)又細(xì)分為4個二級防治分區(qū)，分別為建筑物防治區(qū)、硬地廣場防治區(qū)、綠化防治區(qū)和紅線外基坑防治區(qū)。

本工程水土流失防治分區(qū)一覽表見表2。

表2 本工程水土流失防治分區(qū)一覽表

3.2 措施總體布局

工程水土流失防治應(yīng)注重?cái)r護(hù)等措施，并采用以臨時措施與工程措施相結(jié)合的防治方法，根據(jù)各防治分區(qū)的水土流失特點(diǎn)進(jìn)行措施布置。本工程各分區(qū)水土保持防治措施總體布局見表3。

3.2.1 工程措施

（1）雨水排水管線。工程區(qū)內(nèi)布設(shè)了完善的雨水排水系統(tǒng)，按市政5 a 重現(xiàn)期設(shè)計(jì)，基地建筑物及屋面雨水（除綠化外）經(jīng)匯集ys1（1 號雨水管）后，與污水合并納入基地西側(cè)規(guī)劃四路上DN1000 mm 的市政合流管道（新建管道），建議出戶管管徑DN300 mm?；貎?nèi)的園林排水經(jīng)匯入ys2（2 號雨水管）后，納入基地東側(cè)恭城路上DN1000 mm 的市政合流管道，建議出戶管管徑DN400 mm。雨水管管徑為DN300～DN400 mm，全長約438 m。

項(xiàng)目區(qū)域最大降雨量采用上海暴雨強(qiáng)度公式：

式中：q為降雨強(qiáng)度，L/（s·hm2）；P為重現(xiàn)期，取5 a；t為降水時間，本地塊取10 min。

計(jì)算得q為397 L/（s·hm2）。

雨水流量公式為：

式中：Q雨為雨水流量，L/s；F為匯水面積，1.016 hm2；Ψ 為徑流系數(shù)，0.50。

經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)雨水流量Q雨為202 L/s。

排水管渠的流量計(jì)算為：

式中：Q水為排水管渠的設(shè)計(jì)流量，m3/s；A為水流有效斷面面積，m2；V為流速，m/s。

式（3）中：

表3 本工程各分區(qū)水土保持防止措施總體布局

式中：R為水力半徑，m；i為水力坡度；n為粗糙系數(shù)，取0.016。

本項(xiàng)目雨水?dāng)M通過DN400 雨水管排至周邊市政管道，排水管坡降為0.003，總排放能力達(dá)到92.7 L/s。

（2）表土回覆。本工程主體設(shè)計(jì)中綠化區(qū)覆土厚1.50 m，但沒有考慮表土回覆，方案新增厚300 mm回覆表土。本區(qū)域表土回覆面積為1 526 m2，回覆表土土方量約458 m3。

3.2.2 植被措施

本工程建成后，結(jié)合出入口，沿道路、建筑物四周設(shè)置線狀、帶狀、面狀綠化，地面綠化面積1 526 m2。采用喬、灌、草相結(jié)合的方式進(jìn)行綠化，不僅能起到景觀效果，同時能起到保持水土、改善項(xiàng)目區(qū)氣候的效果。

項(xiàng)目區(qū)設(shè)置主要植物有銀杏、欒樹、桂花、紅葉李、粉色繡線菊和馬尼拉草皮等。區(qū)內(nèi)道路兩側(cè)單排種植喬木，株距間配置灌木球，空地內(nèi)鋪植馬尼拉草皮，草坪中的合適位置以孤植、對植等方式種植少量樹形、高度適合的喬木，周邊輔以多種灌木配置的花卉帶。下一階段可根據(jù)主體工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與苗木草種的市場情況作出調(diào)整。

3.2.3 臨時措施

（1）基坑截水溝。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀及南北基坑區(qū)位置，沿基坑外邊及圍墻側(cè)布設(shè)長234 m，寬0.3 m，深0.4 m 的磚砌截水明溝，以防止地面水流入基坑，開挖土方為63.18 m3。

（2）洗車槽。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)1# 大門處設(shè)置1 座洗車槽，施工車輛外出時采用高壓水槍沖洗輪胎，污水排入洗車槽旁側(cè)的沉淀池，經(jīng)沉淀達(dá)標(biāo)后排入1# 門口擬申請的市政雨水井中。洗車槽長6.5 m，寬4.0 m，平臺池深0.7 m。

（3）沉淀池。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)1# 大門處設(shè)置1 座沉淀池，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)臨時排水溝及洗車槽的雨污水匯集于沉淀池后，經(jīng)沉淀達(dá)標(biāo)后排入1# 門口擬申請的市政雨水井中。沉淀池長×寬×深為3.24 m×2.0 m×1.5 m。

（4）密目網(wǎng)苫蓋。本工程目前場地均為硬地面，但在基坑開挖過程中，裸露地表區(qū)域水土流失風(fēng)險(xiǎn)較大，地表裸露面積較大，需增加密目網(wǎng)苫蓋面積約2 000 m2。

（5）臨時排水溝。本工程施工組織中布設(shè)了基坑截水溝，但部分基坑外圍缺少排水溝，基坑內(nèi)部也未布設(shè)臨時排水溝，且項(xiàng)目區(qū)中部洗車槽、沉淀池也未布設(shè)排水設(shè)施。因此，本方案綜合主體設(shè)計(jì)及項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀，完善了施工期排水系統(tǒng)。方案新增長607 m、寬0.3 m，深0.4 m 的磚砌排水溝，開挖土方為163.89 m3。

（6）集水井。項(xiàng)目區(qū)基坑內(nèi)新增排水溝需在各轉(zhuǎn)角設(shè)置集水井，4 個基坑區(qū)共設(shè)置10 座集水井（長×寬×深為80 cm×80 cm×80 cm），配備潛水泵抽水，及時將集水井內(nèi)積水抽至坑外，經(jīng)沉淀后有組織排至市政窨井。開挖土方為17.69 m3。

4 水土保持監(jiān)測

4.1 監(jiān)測范圍和時段

本項(xiàng)目水土流失監(jiān)測范圍為主體工程防治區(qū)，施工生活防治區(qū)和施工臨設(shè)放置區(qū)占地為混凝土硬地面，無水土流失風(fēng)險(xiǎn)，可不納為水土流失監(jiān)測范圍。

本工程屬建設(shè)類項(xiàng)目，其水土保持監(jiān)測時段原則上應(yīng)從施工準(zhǔn)備期開始，至設(shè)計(jì)水平年結(jié)束。本項(xiàng)目已經(jīng)開工，在現(xiàn)場調(diào)查、資料查閱等基礎(chǔ)上，開展水土保持回顧性調(diào)查，本工程現(xiàn)場監(jiān)測時段從2020年8 月開始，止于2024 年4 月。

4.2 監(jiān)測內(nèi)容及方法

根據(jù)《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)測與評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51240—2018）的要求，結(jié)合本工程施工特點(diǎn)，確定水土保持監(jiān)測的主要內(nèi)容為：水土流失影響因素、水土流失狀況、水土流失危害和水土保持措施等。

水土保持監(jiān)測方法包括：資料分析法、實(shí)地量測監(jiān)測、定點(diǎn)地面監(jiān)測、遙感監(jiān)測、三維激光掃描測量、攝影測量和遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控技術(shù)等。

4.3 監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)

本工程為點(diǎn)型工程，為了方便、準(zhǔn)確、及時地掌握項(xiàng)目區(qū)水土流失變化動態(tài)，預(yù)防水土流失的發(fā)生，減輕突發(fā)性水土流失危害程度，根據(jù)主體工程建設(shè)過程中可能會造成嚴(yán)重水土流失的部位，發(fā)生水土流失對工程建設(shè)本身以及周邊道路、重要設(shè)施、居民點(diǎn)等構(gòu)成嚴(yán)重威脅的地段，初步擬定在表4 所示區(qū)域布置1#～5#共5 個監(jiān)測點(diǎn)。

表4 主體工程區(qū)水土保持監(jiān)測情況一覽表

4.4 監(jiān)測工作實(shí)施

水土保持監(jiān)測工作應(yīng)與主體工程建設(shè)同步開展。根據(jù)《水利部關(guān)于進(jìn)一步深化“放管服”改革全面加強(qiáng)水土保持監(jiān)管的意見》（水保［2019］160 號）的要求，建設(shè)單位開工前應(yīng)委托具有水土保持監(jiān)測能力的監(jiān)測單位承擔(dān)本工程的水土保持監(jiān)測工作，監(jiān)測單位應(yīng)編制監(jiān)測實(shí)施方案。

水土保持監(jiān)測單位的主要任務(wù)為：（1）及時、準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失狀況和防治效果，落實(shí)水土保持方案；（2） 加強(qiáng)水土保持設(shè)計(jì)和施工管理，不斷優(yōu)化水土流失防治措施，協(xié)調(diào)水土保持工程與主體工程建設(shè)進(jìn)度，及時發(fā)現(xiàn)重大水土流失危害隱患；（3）提出防治對策建議，提供水土保持監(jiān)督管理技術(shù)依據(jù)和公眾監(jiān)督基礎(chǔ)信息。

5 結(jié) 語

本文以上海市某軌道交通工程項(xiàng)目為例，圍繞城市軌道交通工程的建設(shè)特點(diǎn)，分析和概括總結(jié)了該類型的水土流失特點(diǎn)，并針對項(xiàng)目中的問題，對各分區(qū)布置了對應(yīng)的水土保持防止措施。期間，應(yīng)加強(qiáng)各防治分區(qū)水土保持檢查和監(jiān)控工作，加強(qiáng)對擾動地表面積、土石方量及其流向的監(jiān)控和管理，確保水土流失從源頭和過程中得到有效治理。