高速公路建設對水源保護區的影響及防護措施

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需要通過水源保護區。為了保護飲用水安全，分析了高速公路建設對水源地的影響，并提出了相關保護措施。結果表明：高速公路建設中應根據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境保護。重點關注穿越水源地橋梁施工的環境保護措施；在公路投入營運后應加強環境風險防范。

關鍵詞 水源保護區；高速公路；防護措施；環境風險

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

高速公路建設對區域交通和經濟發展產生重大貢獻，但在公路施工和運營過程中產生的環境不利影響也不容忽視，尤其是高速公路建設對水源保護區水環境的影響比較突出。國內外研究表明，高速公路建設過程中的路基開挖和棄渣侵占河道、破壞植被、引發水土流失，河流伴行或橋梁跨越會對河流水質產生一定的不良影響；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險[1-4]。

飲用水水源保護區包括一定的水域和陸域，由于有些飲用水地表水源保護區的范圍較大或者飲用水地表水源保護區為河流或輸水渠，流經長度較長，部分高速公路建設過程中不可避免地涉及沿線的飲用水水源保護區。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提出切實可行的水源地保護方案。

1 飲用水源保護相關的法律法規及技術規范

《中華人民共和國水污染防治法》針對飲用水源一、二級保護區內的建設內容和污染物排放提出了嚴格的條款和規定；《集中式飲用水水源環境保護指南》針對飲用水水源周邊工業企業提出生產工藝、污染物排放、危險化學品管理、廢水處置、風險防范措施等重點環節提出了嚴格的要求。

2 公路建設對水源地環境的影響

2.1 施工期影響因素分析

2.1.1 環境空氣。

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生、散落，對施工機械周圍局部和運輸道路沿線環境空氣將產生影響，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生瀝青油煙，其中含有烴類、芳烴類等有毒有害物質，對環境空氣產生嚴重損害。

2.1.2 水環境。施工營地產生的生活污水不經處理隨處排放，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。生產廢水主要有砂石料加工系統產生的沖洗廢水、混凝土加工產生的堿性廢水、基坑廢水、機械停放產生的含油廢水，不經處理直接排放將對水源地水質會產生一定的影響。橋梁施工棄渣若不收集，將直接進入水源保護區，影響水源地水質。

2.2 運營期影響因素分析

2.2.1 環境空氣。

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環境空氣產生影響。

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，產生二次揚塵污染，對水源地的環境空氣造成一定影響。

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

3 水源地環境防護措施

3.1 水環境污染防治措施

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的收集措施，產生的廢水等可能會對施工營地附近的水環境造成不利的影響。施工營地生活污水量含COD、BOD、SS、油脂，因此應嚴禁生活污水排入水源地一、二級保護區，建議使用移動式環保廁所，不對保護區周圍區域產生影響，施工后生活污水統一處理。

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

堿性廢水：采用間歇式自然沉淀的方式，加入適量的酸調節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外的就近渣場。

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

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

基坑廢水：向基坑中加入適量的酸調節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利用；池底泥漿清理后運至水源地二級保護區外的就近渣場。

3.1.2 運行期公路道路排水措施。根據國家環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內的水污染控制。根據高速公路穿越保護區的實際情況，擬考慮以下幾個排水方案。

低水平位植草皮排水溝。高速公路建設涉及水源保護地，屬于敏感區域，必須選取能在施工期間、長期性預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。全線填方路基均考慮排水溝設計，通過橋涵構造物與沿線排洪溝渠銜接形成完整的排水系統。為保護水源環境路基排水突破傳統的排水方式，采用雙排水系統，分別收集路面雨水和路基邊坡雨水。水源地保護區路段路基排水邊溝禁止設置外排口，該路段排水出口設置在保護區外的河溝，邊坡雨水可以回收利用，用于農田灌溉等；橋面前期雨水需單獨收集進入事故應急池，經過沉淀處理，采用專業車輛統一運輸到市政污水處理廠進一步處理。避免路面雨水直接排入水庫、河流及農田而造成對當地飲用水的污染和危害。路基排水溝與沿線通道、灌渠交叉產生干擾時，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、養護，路側排水溝、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邊坡防護形式設置平臺排水溝。路面徑流雨水通過排水系統排放到路基兩側的排水溝、天然河溝內，或由路肩下鋪的砂礫透水層排泄至路堤邊坡坡面。

事故應急池。在橋梁兩側防撞護欄內設置排水槽，橋面徑流不得直接排入水源地；根據當地的暴雨強度和前期雨水計算公式，計算橋面前30 min的匯水量，在跨越飲用水源地橋梁的兩側河堤外各設置相當容積的事故應急池，用于收集橋面初期雨水，設置液位閥，當水位達到容積時自動關閉閥門，事故應急池的前期雨水沉淀后由水源保護區附近的公路養護管理所的專業車輛統一運輸到市政污水處理廠進一步處理；后期雨水可通過排水系統排入保護區外的河溝。

另外，針對水源地保護，建設單位應在水源地附近設一個針對水源保護區的養護管理所，負責水源保護區范圍內高速公路的日常事務管理。同時建議建設單位委托有資質的污水處理設計單位結合該地區的實際情況，污水的處理方式、設備進行專業設計，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 為了將工程建設對水源地保護區的影響降至最低，高速公路路線方案在穿越水源保護區時，采用路基改橋梁的形式通過，盡量使水源保護區以橋梁形式通過，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橋梁施工流程：施工準備→基礎施工→墩臺施工→橋面施工→附屬工程施工。

3.2.1 施工準備。針對南水北調水源保護區的敏感性和重要性，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。開工前根據當地氣象預報資料，有預見性地調整施工項目的工作安排，避免暴雨對施工的不利影響。施工組織設計、施工項目和施工進度要根據預報作出合理安排，不搞過大的工作面，逐段、逐片分期安排施工。雨季施工地段，應先完成防水、防洪、排水工作。加強施工道路的養護，保證道路暢通，做好物資、設備的防濕防潮工作。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、成型的預制構件等，縮短現場施工作業時間；橋梁施工盡量選用先進的設備、機械，以有效地減少跑、冒、漏、滴的數量及機械維修次數，從而減少含油污水的產生量。

切實做好各項施工準備工作，根據各項施工準備工作內容、時間和人員，制定出施工準備工作計劃，責任落實到人，并加強對計劃的檢查和監督，以使準備工作如期完成。主要物資材料選擇質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，質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、預制件場、施工營地等臨時占地應建在保護區外，砂石、水泥等物料拌合要均勻，運輸過程中避免出現泌水現象。施工區內瀝青、油料、化學品等含有毒物質的材料應及時清運至專門的倉庫或堆放場所，并設蓬蓋，防止雨水沖刷入水源地。

3.2.2 基礎施工。 基礎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鍵之處。

水源保護區有陸地淺水區域的樁基在修通施工便道后，橋梁下部基礎施工應采用擾動較小筑島法搭設鉆孔平臺，后采用沖擊鉆進行鉆孔施工，產生的鉆渣、泥漿及廢棄物不得流入水源當中，在施工現場設置泥漿池，并在泥漿池底墊上塑料薄膜，防止泥漿外泄。如發生泥漿外泄立即進行清理，或直接采用抽水設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，防止污染環境。

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。

3.2.3 墩臺施工。 橋墩施工期間應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，導管法灌注水下混凝土，現場澆筑混凝土過程中產生的混凝土漿液不得外泄到水源里面，必須及時清理干凈，在澆筑過程中應將孔內溢出的泥漿引流至泥漿沉淀池內處理。罐車澆筑后清洗的水，特別是墩臺身的養護水必須設置專門的溝槽引出或者采用抽水設備進行抽出排放，不得將養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|。

施工產生的廢水集中排放在設置的污水坑或其他地方。經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。生產用的油料必須嚴格保管，防止泄漏，污染水質，遺漏在土壤中的機械油料和廢油要回收由有資質的單位進行處理。

橋梁施工過程必須對附近水體定期監測，一旦發現干渠水質變渾濁，應立即聯系環保部門，保證水源地的水質。

施工場地內，環保、衛生的警告標志齊全，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，應在不擾動已澆筑混凝土的條件下，采取措施將水排除，繼續澆筑混凝土時應查明原因，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，以免影響水源地環境。

3.2.5 其他附屬工程施工。建設單位應與設計單位做好溝通，在設計階段做好跨越水源地橋梁的排水專項設計，建議采取工程措施將跨水源地橋面設置徑流收集系統，橋梁下部設置PVC橫管，在橋面設置泄水孔將路面、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的事故應急池，路面徑流不直接排入飲用水源地保護區范圍。為保護水源地水質，全橋范圍內采取整橋密閉禁止設置排水口，設置連續排水管線，將橋面水集中排放至高速公路路堤排水溝內。

建議在橋梁兩側河堤外各設置2座相應容積的事故應急池（也可作為危險廢液應急儲存池），必須位于飲用水源保護區外，用于收集橋面初期雨水，設置液位閥，當水位達到容積時自動關閉閥門。事故應急池的前期雨水沉淀后由水源保護區附近的高速公路養護管理所的專業車輛統一運輸到市政污水處理廠進一步處理；后期雨水可通過排水系統排入保護區外河溝。

3.2.6 竣工后的環境保護方案。施工完畢后，根據工程設計和環境保護要求，對施工環境（包括施工現場、臨時設施、區域植被等）采取恢復性措施。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后，對場地進行平整，恢復原貌，不得有遺留物。生產區施工完畢后，及時進行清理、恢復植被。生態恢復必須選用原保護區的植被類型和土壤，禁止用外來土和植被，防止生物入侵。

42卷16期 孫 鵬等 高速公路建設對水源保護區的影響及防護措施4 水源地環境風險防范

水源保護區環境風險主要源自在重要水域附近公路上發生的交通事故。尤其是運營期間運輸化學危險品車輛在水源保護區路段發生交通事故或者意外，造成化學危險品傾倒、泄漏等，流入敏感水體、水源保護區，對環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或采取其他有效的工程措施，避免運輸危險品的車輛經過橋梁時車上的貨物翻落到橋下，造成污染。

（2）在進入水源保護區路段兩側設置警示牌，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。對運輸危險化學品車輛進行備案，明確危險化學品發生泄漏等事故時的應急處理辦法，建立危險化學品檔案。

（3）加強對保護區內跨河、跨渠橋梁的日常巡護工作。沿線收費站等管理單位，應配備具有一定專業知識的人員，負責風險事故處理并備有必要的應急處理設施。

（4）工程跨越水源保護區的橋梁兩側的護欄要求進行防撞設計。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的橋梁需設立監控系統，并設置緊急報警電話，注明相應公路管理部門、公安消防、環保部門的聯系方式，一旦發生事故，駕駛員及工作人員等可立即匯報公路管理部門、公安、環保等有關部門。

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

5 小結

高速公路建設對區域環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，要從工程設計階段、施工期及運營期各個階段考慮其對水源保護區水環境的影響，從而采取有效的防治措施及風險防范措施減小其不利影響。

參考文獻

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責任編輯 黃小燕 責任校對 況玲玲