跨座式單軌交通項目水土流失防治措施體系研究——以蕪湖市城市軌道交通1號線為例

高二鵬，孫 濤，劉登峰，楊 健

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100055)

單軌交通是一種讓列車在高架的專用軌道上行駛的交通系統，不受地面交通堵塞的影響，可以安全正點地運行，既有效利用了城市的空間，又不影響地面的綠化[1]。跨座式單軌交通為單軌交通的一種形式，車輛采用橡膠車輪跨行于梁軌合一的軌道梁上，車輛除走行輪外，在轉向架的兩側尚有導向輪和穩定輪，夾行于軌道梁的兩側，保證車輛沿軌道安全平穩行駛。1952年，瑞典工業家在德國科隆進行了首次現代單軌交通試驗，幾年后試驗取得成果，為現代單軌交通的發展奠定了基礎[2]。1957年12月，日本首條單軌交通在東京上野動物園誕生；其后，通過開發研制，城市單軌交通在日本其他城市得到大力推廣和建設。2004年6月，重慶軌道交通二號線成為中國第一條引進世界先進技術的單軌交通線；2007年4月，重慶市交通3號線的建設首次實現了跨座式單軌車輛的國產化。

跨座式單軌交通系統具有環保性能優異、景觀效果良好、地形地貌適應能力強、建設周期短、投資低等優點[3]。隨著我國“十三五”城市軌道交通建設的穩步推進，未來越來越多的城市在軌道交通規劃階段將有意引入跨座式單軌交通作為緩解城市道路擁堵、發展綠色交通的首選出行方式，跨座式單軌交通將迎來發展的黃金期。

目前，我國對生態環境的重視程度前所未有，城市水土保持問題也得到全社會廣泛關注。城市軌道交通作為大中型線性生產建設項目，主要沿城市建成區交通干道建設，在其建設過程中將產生大量取土和棄土，加之大規模擾動地表，破壞道路綠化帶，切割城市景觀，對生態環境的影響和破壞不容忽視。在最大限度地降低水土流失危害的前提下，如何提出一種生態友好型軌道交通解決方案是未來軌道交通建設者應思考的問題。本研究以跨座式單軌交通制式為對象，按照國家水土保持法律法規及行業規范，借鑒重慶跨座式單軌的成功經驗，以蕪湖市城市軌道交通1號線為例，提出跨座式單軌交通水土流失防治措施體系。

項目區主要地貌類型為長江中下游沖積平原，屬北亞熱帶濕潤季風氣候區，年均氣溫16.4℃，年均降水量1 184.8 mm，降水年內分布不均，汛期5—9月的降水量占全年降水量的60%，年均蒸發量1 247.1 mm，年均風速2.9 m/s，最大凍土深9 cm。項目區土壤類型主要為棕壤土，表土厚20～30 cm，植被區劃屬亞熱帶常綠闊葉林區，林草植被覆蓋率30.38%。侵蝕類型以水力侵蝕為主，侵蝕強度為微度，水土流失背景值為260 t/(km2·a)。

1 工程概況

1.1 跨座式單軌交通項目組成

蕪湖跨座式單軌交通主要項目分區包括車站區、區間線路區、車輛綜合基地區、主變電所區、取土場區、棄土(渣)場區和施工生產生活區。

(1)車站區設25座高架站，由站廳、站臺、設備用房、管理用房、人行通道(天橋)、電梯、地面出入口等部分組成。采用鋼混結構體系、框架結構形式，墩柱采用鋼混組合獨柱結構，矩形斷面，基礎采用鉆孔灌注樁，樁基斷面為矩形，柱腳采用埋入式。

(2)區間線路區分高架段和地下段，下穿商合杭客專為地下線，其中過渡段為U形槽形式，長0.32 km，地下段0.09 km；其余地段均為高架線，長30.11 km，主要沿既有市政道路建設。

(3)車輛綜合基地區分車輛段和停車場，車輛段設有檢修庫、工程車庫等生產用房，以及綜合維修中心、物資庫等輔助生產用房，食堂、辦公樓等生活辦公用房；停車場負責配屬車輛的停放、列檢等日常維護運用作業，以及配屬列車的乘務運轉與停車場的行政和技術管理工作。

(4)主變電所區為永久占地區，主要為支撐跨座式交通電力供給和接引入網而修建。

(5)取土場區為臨時用地區。

(6)棄土(渣)場區亦為臨時用地區，主要為橋梁樁基礎、車輛基地地基換填及地下段棄土提供去處。因城市軌道交通多分布在城市建成區內，棄渣也可以考慮清運至城市建筑垃圾消納場統一處理。

(7)施工生產生活區主要包括高架站、區間線路施工生產生活區，軌道梁生產基地和設備存放基地，施工場地主要布設在車站下方及周邊；車站周圍的拆遷空地和公共設施用地，橋下、橋頭、橋尾等區域，用于存放材料和施工開挖土方，部分利用為施工營地。

1.2 工程占地及動用土石方量

蕪湖市城市軌道交通1號線總占地131.81 hm2，其中永久占地50.93 hm2、臨時占地80.88 hm2，從占地類型分析，旱地35.47 hm2、林地5.85 hm2、草地10.74 hm2、商服用地2.42 hm2、工礦倉儲用地21.85 hm2、住宅用地8.41 hm2、交通運輸用地43.82 hm2、水域及水利設施用地1.33 hm2、其他土地1.92 hm2，主要占地類型為交通運輸用地、旱地，分別占總面積的33.25%、26.91%。

根據主體工程設計資料并經方案優化設計，工程土石方挖填總量242.70萬m3，棄方13.55萬m3(其中12.75萬m3堆放于蕪湖市經濟技術開發區建筑垃圾消納場，0.80萬m3就地平整)。

2 水土流失防治措施體系

為有效防治本工程建設新增水土流失，針對工程布局、水土流失分布，對工程水土流失防治措施進行統籌安排，通過分析工程建設過程中水土流失特點和危害程度，采取治理與防護相結合、永久與臨時措施相結合，因地制宜布設各類水土保持措施，形成完整的水土流失綜合防治體系，進行全過程、全時段、有針對性的防護。水土流失防治措施體系見表1。

表1 蕪湖市城市軌道交通1號線水土流失防治措施體系

2.1 工程措施

(1)場地截排水及雨水口。車輛場內采用排水管、溝和縱、橫向排水槽相結合的排水系統。縱、橫向排水設施相互結合，合理布置，使排水路徑短而順直，通過重力自流方式排泄。咽喉區股道間及兩側采用縱、橫向蓋板排水槽，庫區及道路采用混凝土排水管，其余周邊地段采用排水溝，末端順接雨水口。咽喉區利用路基面橫坡匯集地表水引入縱橫向排水槽，而后通過排水溝、排水管、雨水口排出路基外。

(2)進出線拱形骨架護坡。車輛段場坪標高參考周邊既有公路、鐵路高程，并綜合考慮場區排水、土石方工程等因素來確定。根據已有資料推算，段址范圍內100年一遇洪水位按8.0 m設計，安全超高0.5 m，車輛段場坪標高定為8.5 m。填方土質邊坡設0.3 m厚M7.5漿砌片石拱形骨架護坡，下設0.15 m厚的砂卵礫石反濾層，坡腳設置墁石基礎，采用漿砌片石砌筑，骨架內栽植紫穗槐并撒播草籽。

(3)表土剝離及回填、場地平整。綠化苗木多采取喬灌草結合搭配方式，苗木移栽需土量較大，故施工前先進行表土剝離并將其集中堆放，施工后期進行場地平整，場地平整后進行表土回填，以備后期植被綠化使用。

2.2 植物措施

軌道交通穿越蕪湖市中心建成區，園林綠化標準極高。苗木搭配應體現蕪湖市城市整體風貌，并與周邊景觀相協調。植物措施布設原則以景觀綠化為主，防治水土流失為輔，以城市本土樹種為依托，烘托城市文化主題及對外形象，體現“綠色交通、低碳出行”的理念。蕪湖市屬亞熱帶濕潤季風氣候區，年均降水量豐富，適合常綠喬木及觀賞植物生長，成活率高，后期撫育成本低。

(1)園林綠化。本工程高架車站扶梯及進站口、區間軌道梁多穿越居住區及商業服務區，園林綠化應以色彩搭配，放松身心，增加視覺美感，減少視覺疲勞的原則考慮。經項目組實地踏勘及查詢蕪湖園林志，喬木選擇常綠行道樹，備選植物有廣玉蘭、水杉、香樟、馬尾松、臭椿、欒樹、大葉女貞、鵝掌楸、圓柏等，以上樹種不僅造型美觀，同時還具備抗煙塵、抗二氧化硫、涵養水源、固土防沙等特性；灌木選擇具有色彩鮮艷、點綴綠化效果佳且抗異性強等特點的種類，備選植物種有南天竹、桂花、爬山虎、金邊黃楊、月季、金葉女貞、紫穗槐、紫葉小檗；草種選擇耐旱、耐踐踏、能改良土壤且對土壤要求不高的種類，備選植物種有紫花苜蓿、百喜草、狗牙根、香根草、結縷草等。

(2)橋梁墩柱立體綠化。借鑒重慶軌道交通的成功經驗，本工程擬在軌道橋梁墩柱基底部栽植五葉地錦，并引入軌道梁節水灌溉措施，充分收集梁下雨水，保證苗木成活率，增加植被覆蓋面積。

(3)邊坡綠化。車輛段及停車場高填方邊坡采取拱形骨架防護，骨架內撒播狗牙根并栽植紫穗槐。

2.3 臨時措施

(1)臨時排水溝。為減小施工作業區周邊匯水對場地的影響，同時為避免場地內匯水影響車站基坑基礎施工，在施工作業區內設置臨時排水溝排導鉆孔樁泥漿。臨時排水溝采用矩形磚砌，溝壁進行砂漿抹面，抹面厚度2 cm，排水溝凈寬30～50 cm、凈深30～50 cm，磚砌厚12 cm。

(2)泥漿沉淀池。結合同類工程經驗，沉沙池主要布設于場地進出口處，由于場地可用地范圍較小，不宜布設較大沉沙池，因此選用0.25 m3磚砌矩形沉沙池，尺寸為1 m×0.5 m×0.5 m，磚砌厚12 cm。施工過程中，定期清除排水溝和沉沙池內淤積物，保證水流通暢。

(3)洗車槽。為避免施工車輛運土時污染周邊道路，在場地進出口圍擋內設置臨時洗車槽。洗車槽設計為4 m×2 m矩形，深50 cm，頂面距原地面15 cm，在基礎下方澆筑20 cm厚的C20混凝土墊層。

(4)臨時堆土場防護。在堆土坡腳四周采用磚砌圍護，梯形斷面，頂寬0.5 m，高1.0 m，邊坡1∶0.5。因蕪湖雨水豐沛，且施工周期較長，故臨時堆土堆放時間超過1年或處在郊區的，采取撒播香根草進行防護，撒播規格為30 kg/hm2，雨季前為撒播的最佳時節。

3 結 語

目前，城市軌道交通建設正在我國諸多城市開展。考慮到城市軌道交通多分布在大中型城市建成區內的特殊性，其建設期間的水土流失危害更加不容忽視。根據國家水土保持法律法規及行業規范，水土保持已成為工程建設過程中的重要環節，因此在城市軌道交通建設過程中，應注重園林綠化、施工期內的臨時防護及運輸過程中車輛的清潔等，同時大力發展軌道梁立體綠化，增加城市綠化面積，選擇抗逆性強、色彩搭配合理的植物種，不僅可以起到景觀綠化、除塵抗霾、吸附有害氣體的功效，同時對城市水土流失也能起到有效的抑制作用。