寧句城際軌道交通工程綠色施工技術(shù)研究

陳作帥

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司 江蘇南京 211112）

引言

南京至句容城際軌道交通工程（簡(jiǎn)稱(chēng)“寧句城際”）線路全長(zhǎng)約44.07km，其中高架線長(zhǎng)25.63km、地下線長(zhǎng)16.89km、路基段長(zhǎng)1.55km，平均站間距為2.89km；全線共設(shè)車(chē)站16 座（7 座地下站，9 座高架站）；起點(diǎn)自馬群站，終至句容，與既有地鐵2 號(hào)線、規(guī)劃地鐵8、12號(hào)線接駁換乘，主要承擔(dān)沿線主城區(qū)、外圍組團(tuán)、中心城鎮(zhèn)以及沿線地區(qū)之間的旅客運(yùn)輸。

寧句城際是南京都市圈核心區(qū)域與句容市城際客流的主要通道，其建設(shè)對(duì)改善南京至句容的交通狀況，促進(jìn)城市建設(shè)和發(fā)展具有重要意義。但寧句城際施工過(guò)程也會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響。根據(jù)其所屬的生態(tài)功能特性，地鐵建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響可分為生態(tài)保護(hù)類(lèi)和景觀協(xié)調(diào)類(lèi)。對(duì)于以保護(hù)動(dòng)物、植物為主的敏感目標(biāo)（如森林公園、濕地等），以動(dòng)植物及其生境的生態(tài)保護(hù)作為研究要素；對(duì)于含有人文特性的敏感目標(biāo)（如風(fēng)景名勝區(qū)、文物保護(hù)單位等），以景觀作為研究要素[1]。

寧句城際沿線涉及大連山－青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)和湯山國(guó)家地質(zhì)公園等多生態(tài)要素，同時(shí)涉及文物保護(hù)單位，環(huán)境敏感程度高。本文以寧句城際施工期生態(tài)環(huán)境問(wèn)題為研究對(duì)象，科學(xué)評(píng)估了地鐵建設(shè)施工期生態(tài)環(huán)境污染特征，并針對(duì)生態(tài)要素影響程度提出相應(yīng)的生態(tài)治理措施，以期為軌道建設(shè)生態(tài)恢復(fù)提供一些可行的技術(shù)措施。

1 寧句城際施工對(duì)生態(tài)要素的影響

對(duì)照《南京市生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃》和《南京歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃》（2010-2020），寧句城際線路涉及大連山－青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)、南京湯山國(guó)家地質(zhì)公園，同時(shí)涉及了4 處文物保護(hù)單位（1 處市級(jí)和3 處區(qū)級(jí)）。

1.1 對(duì)“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”的影響分析

1.1.1 工程在“大連山－青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”范圍內(nèi)的工程內(nèi)容

寧句城際與“大連山－青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”的位置關(guān)系詳見(jiàn)表1。

表1 寧句城際與“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”的位置關(guān)系

寧句城際在“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”范圍內(nèi)工程內(nèi)容包括高架線路和青龍山隧道兩部分，穿越總長(zhǎng)度1237.3m，其中高架線路547.3m，青龍山隧道690m。工程在“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”范圍內(nèi)的高架線路涉及橋墩13 個(gè)，其中7 個(gè)位于平地，5 個(gè)位于凳子山，1 個(gè)位于青龍山；工程在“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”范圍內(nèi)的青龍山隧道采用礦山法施工，單洞雙線斷面。青龍山礦山法隧道采用上下臺(tái)階法施工，上臺(tái)階和下臺(tái)階工作距離為5－10m，確保全段面支護(hù)及時(shí)封閉。明挖暗埋段采用1:0.75 放坡開(kāi)挖。

1.1.2 工程對(duì)“大連山－青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”的影響

項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，不存在露天采礦、筑墳、建墓地、開(kāi)墾、采石、挖砂等活動(dòng)；建設(shè)中開(kāi)挖的土石方均回用于該生態(tài)紅線區(qū)內(nèi)的生態(tài)修復(fù)工程；通過(guò)相關(guān)的生態(tài)補(bǔ)償工程，在項(xiàng)目建成后，“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”相關(guān)地區(qū)的水源涵養(yǎng)功能總體上升。另外，施工期產(chǎn)生的隧道涌水經(jīng)沉淀、導(dǎo)流后不在該生態(tài)紅線區(qū)內(nèi)排放，不會(huì)污染該區(qū)域內(nèi)的水體環(huán)境。

1.2 工程對(duì)“湯山國(guó)家地質(zhì)公園”的影響分析

1.2.1 工程在“湯山國(guó)家地質(zhì)公園”范圍內(nèi)的工程內(nèi)容

寧句城際與湯山國(guó)家地質(zhì)公園的位置關(guān)系詳見(jiàn)表2。

表2 生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)與本工程關(guān)系

寧句城際穿越“湯山國(guó)家地質(zhì)公園”二級(jí)生態(tài)紅線區(qū)域的長(zhǎng)度約213m，侵入該紅線區(qū)最大徑深34m，且采用高架形式沿路穿越，建設(shè)9 個(gè)橋墩，土方開(kāi)挖總量為2139.66m3。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，9 個(gè)橋墩所在地均沿路進(jìn)行建設(shè)，未發(fā)現(xiàn)地質(zhì)遺跡，建設(shè)過(guò)程開(kāi)挖的土方用于“湯山國(guó)家地質(zhì)公園”范圍內(nèi)的宕口生態(tài)修復(fù)工程。

1.2.2 工程對(duì)“湯山國(guó)家地質(zhì)公園”生態(tài)紅線的影響

工程在穿越“湯山國(guó)家地質(zhì)公園”二級(jí)管控區(qū)主線區(qū)間采用高架方式穿越，不設(shè)置車(chē)站。在加強(qiáng)施工期管理、控制施工占地的前提之下，不會(huì)破壞生態(tài)紅線區(qū)的環(huán)境。

工程運(yùn)營(yíng)后，由于列車(chē)在貼近湯泉西路高架運(yùn)行，遠(yuǎn)離湯山國(guó)家地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡核心保護(hù)區(qū)域，對(duì)地質(zhì)公園基本無(wú)影響。因此，工程的建設(shè)不會(huì)對(duì)湯山國(guó)家地質(zhì)公園產(chǎn)生不利影響。

1.3 工程對(duì)沿線文物影響分析

1.3.1 工程與沿線文物的位置關(guān)系

與寧句城際相關(guān)的文物古跡共有4 處，包括1 處市級(jí)保護(hù)文物和3 處區(qū)級(jí)保護(hù)文物，詳見(jiàn)表3。

表3 工程與歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃的位置關(guān)系

1.3.2 工程對(duì)沿線文物的影響

寧句城際涉及1 處市級(jí)保護(hù)文物和3 處區(qū)級(jí)保護(hù)文物，其中鄧演達(dá)烈士殉難處、南京外郭城墻屬于地下文物；古泉渡槽、湯山工人療養(yǎng)院屬于地上文物。

（1）對(duì)地下文物的影響分析

由于寧句城際工程遠(yuǎn)離鄧演達(dá)烈士殉難處本體，區(qū)間下穿的南京外郭城墻地上部分也已經(jīng)不存在，其現(xiàn)狀為文薈路。對(duì)照《南京城墻保護(hù)條例》的相關(guān)要求，工程建設(shè)不涉及任何禁止行為。此外，根據(jù)南京市文廣新局提供資料，南京外郭城地下部分埋深在8m 以內(nèi)，而寧句城際與外郭處地面豎向凈距15.7m，施工方式為盾構(gòu)施工，不涉及地下文物本體，因此，工程建設(shè)對(duì)地下文物影響不大。

（2）對(duì)地上文物的影響分析

根據(jù)工程可研，寧句線路未涉及古泉渡槽文物本體，后期在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，該段線路的橋梁樁基布置將盡量遠(yuǎn)離道路兩側(cè)遺存的古泉渡槽文物本體，以盡量減少對(duì)殘存文物的結(jié)構(gòu)安全影響；湯山工人療養(yǎng)院位于寧句線西側(cè)，線路距離文物線最近約5.8m，距離本體建筑最近約12m，該路段軌道全線均為地下線敷設(shè)，其對(duì)文物保護(hù)單位的影響主要表現(xiàn)在施工活動(dòng)可能對(duì)文物保護(hù)單位的破壞、地下車(chē)站的地面建筑對(duì)文物保護(hù)單位周邊地塊的占用、遮擋以及運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)文物的影響。根據(jù)工程可研，相關(guān)路段均采用盾構(gòu)法施工，且盡量增加隧道埋深（本段隧道埋深約18m），并對(duì)涉及的文物進(jìn)行必要加固。因此施工活動(dòng)和車(chē)站地面建筑均不會(huì)對(duì)文物保護(hù)單位產(chǎn)生較大不利影響。

2 寧句城際施工生態(tài)保護(hù)措施

2.1 對(duì)生態(tài)敏感區(qū)的保護(hù)措施

2.1.1 建設(shè)方案優(yōu)化措施

設(shè)計(jì)單位應(yīng)對(duì)不良地質(zhì)路段作專(zhuān)項(xiàng)勘探和設(shè)計(jì)，尤其是穿越青龍山隧道等敏感區(qū)的地質(zhì)情況應(yīng)作詳細(xì)的專(zhuān)題報(bào)告，提出針對(duì)性的防護(hù)措施。

2.1.2 生態(tài)管理措施

（1）加強(qiáng)對(duì)施工人員的教育

加強(qiáng)對(duì)施工人員的生物多樣性保護(hù)的法律、法規(guī)及知識(shí)的宣傳和培訓(xùn)，提高保護(hù)生物多樣性意識(shí)，杜絕施工區(qū)任何破壞生態(tài)環(huán)境的行為。

（2）嚴(yán)格控制施工臨時(shí)用地

在生態(tài)紅線范圍內(nèi)不得設(shè)置各種臨時(shí)施工場(chǎng)地、堆料場(chǎng)、施工車(chē)輛沖洗維修點(diǎn)及施工營(yíng)地，更不得進(jìn)行取土和棄渣。工程施工中的臨時(shí)便道，應(yīng)首先考慮利用已有道路，盡量減少施工中臨時(shí)便道的占地面積。

（3）選擇合適的施工時(shí)期

應(yīng)優(yōu)化施工方案，抓緊施工進(jìn)度，盡量縮短在紅線區(qū)內(nèi)的施工作業(yè)時(shí)間。施工期盡量避開(kāi)動(dòng)物的繁殖季節(jié)，特別是鳥(niǎo)類(lèi)和獸類(lèi)的繁殖期，最大限度地降低工程施工對(duì)區(qū)域生物多樣性的影響。

2.1.3 植被和動(dòng)物的保護(hù)措施

（1）植被保護(hù)及恢復(fù)措施

禁止砍伐施工作業(yè)帶以外的樹(shù)木。沿線施工作業(yè)帶不得隨意擴(kuò)大范圍和破壞周?chē)r(nóng)田、林地植被。施工結(jié)束后，根據(jù)因地制宜的原則及時(shí)對(duì)臨時(shí)占地進(jìn)行植被恢復(fù)。原為農(nóng)田段，復(fù)墾后恢復(fù)農(nóng)業(yè)種植；原為林地段，原則上復(fù)墾后恢復(fù)林地。無(wú)法恢復(fù)的應(yīng)按照“占一補(bǔ)一”的原則進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償和生態(tài)補(bǔ)償。

（2）加強(qiáng)野生動(dòng)植物保護(hù)及管理

應(yīng)加強(qiáng)周邊野生動(dòng)物的保護(hù)，特別是野生動(dòng)物食源、水源、繁殖地、庇護(hù)所、棲息地的保護(hù)，保障其活動(dòng)路線的暢通。堅(jiān)決杜絕盜伐、偷獵等非法活動(dòng)和驅(qū)趕野生動(dòng)物的不良行為。針對(duì)動(dòng)物的不同習(xí)性，在施工地界周?chē)贾帽匾脑O(shè)施：如柵欄，圍墻，避免動(dòng)物誤入工地自傷其身。

2.1.4 對(duì)地下水影響減緩措施

調(diào)查隧道區(qū)域地下水的分布、類(lèi)型、含水量、補(bǔ)給方式和滲流方向，分析論證因隧道開(kāi)挖地下水可能影響的位置和程度。對(duì)地下水坑涌出的可能部位，在隧道施工中應(yīng)采取設(shè)置襯砌夾層防水層、化學(xué)壓漿等切實(shí)有效的防水和防滲措施。

2.1.5 水土流失防治措施

合理安排施工進(jìn)度及施工時(shí)間，避免雨天和大風(fēng)天開(kāi)挖施工作業(yè)。在開(kāi)挖土石方時(shí)應(yīng)做到隨挖、隨運(yùn)、隨鋪、隨壓，不留或盡可能少疏松地面，廢棄土方要及時(shí)清運(yùn)處理；盡量縮短施工期，使土壤暴露時(shí)間縮短，并快速回填。對(duì)開(kāi)挖土方采取保護(hù)措施，如適當(dāng)拍壓，旱季表面噴水或用織物遮蓋等；在土石方堆場(chǎng)設(shè)立截流溝，防治施工區(qū)地表徑流污染地表水體[2]。

2.1.6 生態(tài)恢復(fù)與補(bǔ)償措施

工程計(jì)劃在“大連山-青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)”二級(jí)管控區(qū)范圍內(nèi)產(chǎn)生的土石方約12 萬(wàn)m3全部用于該生態(tài)紅線區(qū)青龍山、凳子山宕口的生態(tài)修復(fù)工程，并在土石方回填的基礎(chǔ)上，對(duì)該兩處宕口中的10000m2范圍進(jìn)行植被覆蓋。該生態(tài)補(bǔ)償工程參照《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范（試行）》的相關(guān)要求。

2.2 對(duì)歷史文物的保護(hù)措施

2.2.1 區(qū)間下穿文物保護(hù)措施

（1）文物加固保護(hù)措施

為增強(qiáng)文物自身抗干擾能力，在盾構(gòu)通過(guò)前需對(duì)文物進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全鑒定，根據(jù)每日地表沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)表和隧道內(nèi)管片沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整注漿量。

（2）進(jìn)行盾構(gòu)式掘進(jìn)，優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)

在與穿越文物類(lèi)似的地層進(jìn)行盾構(gòu)試掘進(jìn)，通過(guò)分析試掘進(jìn)段地表沉降與施工參數(shù)之間的關(guān)系，調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)推力、掘進(jìn)速度、盾構(gòu)正面土壓力及壁后注漿量和壓力等參數(shù)，反復(fù)試驗(yàn)不斷的摸索狀態(tài)，從而為盾構(gòu)后續(xù)掘進(jìn)階段取的優(yōu)化的施工參數(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)下穿文物段掘進(jìn)。

（3）城墻門(mén)洞鋼支撐加固

為降低盾構(gòu)施工引起城墻的沉降、傾斜等，確保城墻的完整和安全，除采用袖閥管注漿外，在城門(mén)門(mén)洞處采用型鋼對(duì)城墻進(jìn)行支撐加固。

（4）區(qū)間洞內(nèi)控制

盾構(gòu)下穿文物時(shí)嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)參數(shù)，控制好盾構(gòu)姿態(tài)，確保盾尾間隙均勻。防止超挖，適當(dāng)降低盾構(gòu)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，增加刀盤(pán)推力和同步注漿量，力求勻速、穩(wěn)定的通過(guò)建筑物，通過(guò)后對(duì)根據(jù)監(jiān)測(cè)成果打開(kāi)注漿孔進(jìn)行二次注漿。

2.2.2 區(qū)間側(cè)穿文物保護(hù)措施

（1）預(yù)控措施

為增強(qiáng)文物自身抗干擾能力，在盾構(gòu)通過(guò)前需對(duì)文物進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果采取結(jié)構(gòu)加固和加強(qiáng)措施。

（2）主動(dòng)防護(hù)

為降低盾構(gòu)施工引起文物的沉降、傾斜等，確保文物的完整和安全，在盾構(gòu)施工前設(shè)置隔離樁，隔離樁采用鉆孔灌注樁，位于文物與盾構(gòu)隧道之間，減小盾構(gòu)施工對(duì)文物的影響。

（3）制定應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，變形較大時(shí)及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案[3]。

2.3 隧道洞口修復(fù)措施

2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查生境情況

本研究實(shí)地調(diào)查共設(shè)置了5 處調(diào)查樣地，每個(gè)樣地均設(shè)置樣方并記錄樣方內(nèi)的植物種類(lèi)、地貌特點(diǎn)、生境類(lèi)型等。

（1）凳子山北側(cè)

該區(qū)域擬建高架橋墩5 座，占地主要為林地。該區(qū)域主要喬木層植物為濕地松、麻櫟、樸樹(shù)等；灌木層主要為雀梅藤、女貞、白馬骨等；攀援藤本植物有海金沙、小果薔薇、菝葜等；草本主要有茜草、狗尾草、威靈仙等。在凳子山北側(cè)工程區(qū)設(shè)置了2 處植物調(diào)查樣地。

表4

表5

（2）穿越青龍山段

工程以隧道形式穿越青龍山山體，調(diào)查區(qū)域內(nèi)主要為林地。青龍山西側(cè)隧道入口附近植被為杉木及次生植被，主要喬木層植物為杉木、構(gòu)樹(shù)、樸樹(shù)等；灌木層主要為雀梅藤、女貞、胡頹子、方竹等。青龍山中部主要喬木層植物為麻櫟、樸樹(shù)、山胡椒、槲櫟、馬尾松等；灌木層主要為方竹、雀梅藤、高梁泡、野薔薇、小果薔薇等。青龍山東側(cè)隧道出口附近主要喬木層植物為麻櫟、樸樹(shù)、楓香樹(shù)等；灌木層主要為佘山胡頹子、枸骨、胡頹子、棕櫚、野薔薇等。在穿越青龍山段沿線設(shè)置了3 處植物調(diào)查樣地。

表6

表7

表8

2.3.2 洞口及周邊植被恢復(fù)措施

青龍山隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)效果見(jiàn)圖1，其中隧道洞口采用24m 斜切式洞門(mén)，骨架為方格式M10 漿砌片石，骨架嵌入仰坡內(nèi)；方格內(nèi)采用噴播植草。骨架護(hù)坡起、終點(diǎn)側(cè)邊、底部基礎(chǔ)及頂部及兩側(cè)0.5m 范圍內(nèi)用C25 混凝土鑲邊加固。

本研究建議青龍山隧道洞口植被修復(fù)選育原生性的鄉(xiāng)土草本植物，洞口周邊植被修復(fù)選用樸樹(shù)和構(gòu)樹(shù)為主，搭配櫻花和法國(guó)梧桐，灌木選用苜蓿、榆葉梅和女貞。

若植被恢復(fù)選擇法國(guó)梧桐，既能保證植被生態(tài)修復(fù)的可行性，又能體現(xiàn)南京市自1920 年代以來(lái)對(duì)法國(guó)梧桐的偏愛(ài)，更是對(duì)南京城市近百年文化的傳承；若植被恢復(fù)選用櫻花，可以想象每年3 月下旬-4 月上旬是南京市櫻花開(kāi)的最盛的時(shí)候，路兩旁都是櫻花，眼前的櫻花如雪如云，蔚然一片，十分壯觀，再襯托古雅的南京，顯得格外有韻味。

結(jié)語(yǔ)

寧句城際的施工建設(shè)在改善交通狀況的同時(shí)，不可避免地會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定程度的負(fù)面影響。寧句城際沿線涉及大連山－青龍山水源涵養(yǎng)區(qū)和湯山國(guó)家地質(zhì)公園，同時(shí)涉及4 處文物保護(hù)單位，環(huán)境敏感程度高。

為減緩寧句城際施工對(duì)生態(tài)的影響，可通過(guò)采取一系列的生態(tài)環(huán)保措施、生態(tài)管理措施以及先進(jìn)的施工方式，并對(duì)隧道洞口植被開(kāi)展修復(fù)措施，可將對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降低到最低限度，實(shí)現(xiàn)軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。