淺談公路建設對山西娘子關泉域地下水環境的影響和環保措施

程海濤，張一舒

（1.山西省交通科學研究院，山西 太原 030006；2.山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

1 國道307、207線陽泉市繞城改線工程概況

國道207線陽泉境內全長81.541 km，其中處于市區中心位置的三郊至石路段全長27.545 km；國道307線陽泉境內全長71.376 km，其中處于市區中心位置的官溝至石路段全長23.156 km（城市道路11.16 km、與G307復線重復里程9.34 km）。擬建公路位于陽泉市境內，起點位于平定縣巨城村，終點在辛興村，全長51.993 km，等級為一級公路，雙向四車道，設計車速80 km/h，路基寬度24.5 m，全線設置橋梁5座，隧道8座，養護工區1處，隧道管理站1處，收費站1處，立體交叉10處。工程投資估算54.85億元，于2017年11月開工建設。

2 工程建設對泉域地下水環境的影響分析

2.1 娘子關泉域概況

娘子關泉域位于平定縣娘子關鎮附近，出露于桃河與溫河匯集地段。由11個主要泉組組成，分布在自程家至葦澤關約7 km長的河漫灘及階地上，出露高程360～392 m。泉群多年平均流量12.16 m3/s（1956—1984年），是我國北方最大的巖溶泉水。其分布跨海河及黃河兩大流域，主要河流有桃河、溫河、松溪河、清漳河。泉域重點保護區為泉水集中出露帶（西自溫河下董寨以下河谷、桃河西武以下河谷，東至兩河匯流后的綿河河谷葦澤關斷層之間的泉水出露帶）及桃河、溫河滲漏河段（溫和河谷：自東至西由溫河—下章召—白馬莊—南莊—巨城鎮—下董寨，河流長度約35 km。桃河河谷：自西向東由白羊墅—亂流—巖會—上盤石—下盤石—西武莊，河流長度約30 km），重點保護區面積共86.5 km2。

2.2 公路與娘子關泉域位置關系

擬建公路全線位于娘子關泉域范圍內，其中AK0+000—AK0+500 段、AK7+000—AK7+500 段和AK9+100—AK11+800段總長約3.7 km穿越泉域重點保護區，其他路段位于泉域一般保護區。擬建公路在泉域重點保護區內設置橋梁3座，無隧道工程及收費站等沿線服務設施，上述3座橋梁采用鉆孔灌注樁基礎。該公路與娘子關泉域位置關系見圖1。

圖1 該公路與娘子關泉域位置關系圖

2.3 對泉域重點保護區的影響分析

公路穿越泉域重點保護區路段現狀為溫河和桃河，主要為河流滲漏補給區域，無泉水出露，為水質保護區域。

橋梁施工對地下水的影響主要來自橋墩基礎鉆孔灌注樁施工時用于護壁的泥漿。由于橋址處位于泉域滲漏河段，灰巖巖溶發育，泥漿含有油污等污染物，其接觸地下環境將通過地下水補給通道污染深層巖溶水。因此，橋梁樁基鉆孔施工過程中應采取清水護壁，或采取封閉施工，盡量減小鉆孔施工與周圍地下環境的接觸面積，減少泥漿等污染物進入地下環境污染地下水。

根據娘子關泉域巖溶水等水位線圖（見圖2），擬建公路穿越的重點保護區巖溶水的水位標高約為420 m，擬建公路最低擾動高程為580 m，即最低施工面標高高于巖溶水的水位標高約160 m，擬建公路施工不會直接接觸巖溶水含水層，不會對巖溶水產生明顯影響。

圖2 娘子關泉域巖溶水等水位線圖

擬建公路施工期將擾動泉域重點保護區內環境，施工中應加強施工管理，嚴格控制施工范圍，嚴禁排放污水和堆棄廢棄物，切實保護泉域環境。營運期應加強危險化學品運輸車輛管理，采取設置警示牌等措施，橋梁設置橋面徑流水收集系統，橋頭設置隔油沉淀池。橋面徑流水收集系統包括收集管線和橋頭隔油沉淀池，確保橋面徑流不直接進入溫河和桃河水體，避免橋面徑流中污染物通過河流水體入滲污染地下水，降低危險化學品運輸事故對泉域水環境污染的環境風險。

2.4 對泉域一般保護區的影響分析

擬建公路穿越的泉域一般保護區路段，由于巖溶水埋藏較重點保護區更深，公路建設擾動地層均高于當地巖溶水水位以上，即擬建公路隧道等所有工程均在當地巖溶地下水水位以上，公路施工和營運不會對巖溶地下水環境產生明顯的影響。同時，公路沿線場站均設污水處理裝置收集處理生活污水，處理達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質》（GB 18920—2002）后用于站區綠化、道路掃灑、沖廁等，不外排，對沿線泉域水環境影響小。

3 減緩的環保措施和對策

3.1 設計階段

a）優化工程施工方案，合理布設橋涵構造物，包括結構設計、橋墩選型等，選擇對泉域地下水環境影響小的方案進行建設。

b）設計中加強長隧道的水文地質勘察設計和環境保護設計工作，做好施工方案，選擇有豐富經驗的施工單位；做好長隧道施工的地下水防、導工作，采取必要的工程措施，防止地下水的流失和污染[1]。

c）優化公路站區設計方案。按照交通運輸部實施綠色公路建設的指導意見（交辦公路〔2016〕93號），要求公路收費站、養護工區采用一體化生物轉盤（RBC）等二級生化處理與三級物化處理相結合的處理工藝，將北茹隧道管理站等場站生活污水經污水處理站處理后，回收循環利用，不外排。

3.2 施工階段

a）加強泉域地下水環境保護的宣傳教育，要求施工行為符合《山西省泉域水資源保護條例》的規定，嚴禁施工人員進行破壞泉域水資源的各類行為[2]。

b）加強施工期泉域地下水環境的保護管理，用小紅旗標出重點保護區路段占地界限，并派專人進行管理監督，嚴格控制施工范圍，嚴禁跨界施工，減少對泉域重點保護區地表的擾動范圍[3]。

c）橋梁基礎施工時加強管理。基礎施工盡量選在枯水期，避免在汛期施工，采用鋼板樁圍堰施工工藝。施工過程中產生的鉆渣泥漿，不準直接排入水體和附近農田，要求設置沉淀池，泥漿循環使用，嚴禁將廢泥漿直接在水體中排放。鉆渣應晾曬后用于填筑路基，不能利用的運至附近棄渣場填埋，禁止隨意棄于河道及河灘地。基礎施工盡量選用先進的設備、機械，并禁止油污染物和生活垃圾進入水體或灑落入河床。

d）隧道施工過程中，應對洞內集中涌水采取截水管，直接排出洞外并加以利用，避免沿洞內水溝與污水混合后形成較多的污水；利用洞外地形條件，在洞外設置專門的污水池和處理措施，所有的污水必須經沉淀、隔油處理后，予以回用，不直接外排。

e）施工生活區盡量租用沿線村莊居民閑置房屋，禁止在重點保護區范圍內新建施工生活區或設置施工生產區。施工生產生活區要求設置集中廁所，并設置化糞池收集生活污水并進行初步處理，處理后用于肥田，確保施工期間生活污水不污染水環境。此外，生活垃圾設置垃圾箱全部收集，定期清運。

3.3 運營階段

a）加強擬建公路的交通運輸管理，設置完善的交通指示、限速、隔離等設施，減少交通事故發生概率。尤其是危險化學品運輸車輛，要求采取押運、限時通行等措施[4]。

b）泉域重點保護區路段需設標志牌和警示牌，禁止停靠；必要時設固定測速裝置，加強通行車輛的監控管理，橋面徑流水收集系統，橋頭設沉淀池。同時提高護欄防撞等級。

c）制定危險化學品運輸環境風險事故應急救援預案，泉域重點保護區路段附近設施儲備一定的危險化學品事故應急物資，一旦發生危險品運輸事故可以在最短的時間內進行處理。

d）加強道路養護，保證路面清潔，減少路（橋）面污染物含量，要求運營管理單位定期清理排水系統，從而保證路面、邊坡排水疏通。

4 建議

本文建議建設單位在泉域重點保護區路段施工和運營期間，應定期地對道路沿線泉域地下水環境進行動態監測，以便掌握公路建設對泉域水環境影響的具體數據，同時委托當地環境保護監測部門開展施工期和運營期間泉域地下水環境監測工作，掌握保護區路段地下水質量在施工和運營期間的變化規律，以便提出更加有針對性的保護措施。