淺談城市軌道交通建設項目水土保持防治措施

任 涓

（長江勘測規劃設計研究有限責任公司上海分公司，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[1]，其水土流失的主要區域包括區間線路、車站、車輛段、停車場和換乘停車場等。這類項目建設具有占地面積大、涉及的拆遷及安置量較大、動用土石方量巨大等特點。特別是在施工過程中，自然植被和土壤受到擾動和破壞、因施工灰塵飛揚造成空氣質量下降以及大量棄渣導致河道阻塞等問題，既加重了水土流失，又對城市生態環境帶來了惡劣的影響[2-3]。因此，城市軌道交通工程項目水土保持方案對于城市水土保持具有重要的作用。

1 項目概況

以某城市軌道交通工程為例，項目區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，項目總占地面積為1.431 hm2。其中，主體工程區占地面積為1.075 hm2，施工生活區占地面積為0.155 hm2，施工臨設區占地面積為0.201 hm2。建設過程中總挖方量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。工程主要建設內容包括公交首末站及建筑物、硬地廣場及配套設施和綠化工程等。本項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合建設，地上建筑為2 層裙房（結構高度約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穿過，將地下室分為南北兩塊。項目總投資32 310 萬元。

2 城市軌道交通建設項目水土流失特點

2.1 建設地點多位于城市中心區

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

2.2 地表擾動大，對周邊環境影響嚴重

項目區基坑開挖與首層頂板覆土過程中，會損壞原地表形態和土壤結構，增加裸露面積，使地表的抗蝕、抗沖能力減弱，并移動一定數量土方，產生一定數量的余方。如不采取相應的防治措施，遇暴雨會形成較嚴重的水土流失，加劇項目周邊區域水土流失的強度和程度。本項目擾動地表面積1.276 hm2。根據地勘報告、現場踏勘可知，本工程尚未開工時的項目建設區及臨時占地范圍場地就均已硬化。

2.3 建設工期相對較長

城市軌道交通工程建設項目的建設工期一般為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，建設工期均相對較長。該項目的建設工期為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

基礎開挖、圍護樁、工程樁、管線工程和綠化工程等是城市軌道交通工程建設項目土石方工程量的主要來源。本項目擬建場地大部分區域為臨時公共停車場，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。

各區擾動地表、損毀植被面積及棄土量情況表見表1。

表1 各區擾動地表、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項目動用土石方量大、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節。

2.6 車站與區間線路間施工降水量大

本工程中，紅線外基坑區的開挖主要為了與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過程中忽視不計。在周邊地形復雜、占地面積有限的情況下，蓄水池等儲水設施布設受到限制，大量的地下水抽出后會直接排入城市雨水管網，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

防治分區的目的是為了合理布設措施，進行水保措施典型設計，計算工程量。根據工程現場調查結果，在確定的水土流失防治責任范圍內，依據主體工程布局、施工擾動特點、建設時序、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。本工程將項目建設區的水土流失防治分區劃分為3 個防治分區，分別為主體工程防治區、施工生活防治區和施工臨設防治區。針對主體工程防治區又細分為4個二級防治分區，分別為建筑物防治區、硬地廣場防治區、綠化防治區和紅線外基坑防治區。

本工程水土流失防治分區一覽表見表2。

表2 本工程水土流失防治分區一覽表

3.2 措施總體布局

工程水土流失防治應注重攔護等措施，并采用以臨時措施與工程措施相結合的防治方法，根據各防治分區的水土流失特點進行措施布置。本工程各分區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。工程區內布設了完善的雨水排水系統，按市政5 a 重現期設計，基地建筑物及屋面雨水（除綠化外）經匯集ys1（1 號雨水管）后，與污水合并納入基地西側規劃四路上DN1000 mm 的市政合流管道（新建管道），建議出戶管管徑DN300 mm。基地內的園林排水經匯入ys2（2 號雨水管）后，納入基地東側恭城路上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。

項目區域最大降雨量采用上海暴雨強度公式：

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

計算得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，0.50。

經計算，設計雨水流量Q雨為202 L/s。

排水管渠的流量計算為：

式中：Q水為排水管渠的設計流量，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，取0.016。

本項目雨水擬通過DN400 雨水管排至周邊市政管道，排水管坡降為0.003，總排放能力達到92.7 L/s。

（2）表土回覆。本工程主體設計中綠化區覆土厚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，結合出入口，沿道路、建筑物四周設置線狀、帶狀、面狀綠化，地面綠化面積1 526 m2。采用喬、灌、草相結合的方式進行綠化，不僅能起到景觀效果，同時能起到保持水土、改善項目區氣候的效果。

項目區設置主要植物有銀杏、欒樹、桂花、紅葉李、粉色繡線菊和馬尼拉草皮等。區內道路兩側單排種植喬木，株距間配置灌木球，空地內鋪植馬尼拉草皮，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。下一階段可根據主體工程優化設計與苗木草種的市場情況作出調整。

3.2.3 臨時措施

（1）基坑截水溝。根據項目區現狀及南北基坑區位置，沿基坑外邊及圍墻側布設長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。項目區內1# 大門處設置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的沉淀池，經沉淀達標后排入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。項目區內1# 大門處設置1 座沉淀池，項目區內臨時排水溝及洗車槽的雨污水匯集于沉淀池后，經沉淀達標后排入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，裸露地表區域水土流失風險較大，地表裸露面積較大，需增加密目網苫蓋面積約2 000 m2。

（5）臨時排水溝。本工程施工組織中布設了基坑截水溝，但部分基坑外圍缺少排水溝，基坑內部也未布設臨時排水溝，且項目區中部洗車槽、沉淀池也未布設排水設施。因此，本方案綜合主體設計及項目區現狀，完善了施工期排水系統。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。項目區基坑內新增排水溝需在各轉角設置集水井，4 個基坑區共設置10 座集水井（長×寬×深為80 cm×80 cm×80 cm），配備潛水泵抽水，及時將集水井內積水抽至坑外，經沉淀后有組織排至市政窨井。開挖土方為17.69 m3。

4 水土保持監測

4.1 監測范圍和時段

本項目水土流失監測范圍為主體工程防治區，施工生活防治區和施工臨設放置區占地為混凝土硬地面，無水土流失風險，可不納為水土流失監測范圍。

本工程屬建設類項目，其水土保持監測時段原則上應從施工準備期開始，至設計水平年結束。本項目已經開工，在現場調查、資料查閱等基礎上，開展水土保持回顧性調查，本工程現場監測時段從2020年8 月開始，止于2024 年4 月。

4.2 監測內容及方法

根據《生產建設項目水土保持監測與評價標準》（GB/T 51240—2018）的要求，結合本工程施工特點，確定水土保持監測的主要內容為：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。

水土保持監測方法包括：資料分析法、實地量測監測、定點地面監測、遙感監測、三維激光掃描測量、攝影測量和遠程實時監控技術等。

4.3 監測點位布設

本工程為點型工程，為了方便、準確、及時地掌握項目區水土流失變化動態，預防水土流失的發生，減輕突發性水土流失危害程度，根據主體工程建設過程中可能會造成嚴重水土流失的部位，發生水土流失對工程建設本身以及周邊道路、重要設施、居民點等構成嚴重威脅的地段，初步擬定在表4 所示區域布置1#～5#共5 個監測點。

表4 主體工程區水土保持監測情況一覽表

4.4 監測工作實施

水土保持監測工作應與主體工程建設同步開展。根據《水利部關于進一步深化“放管服”改革全面加強水土保持監管的意見》（水保［2019］160 號）的要求，建設單位開工前應委托具有水土保持監測能力的監測單位承擔本工程的水土保持監測工作，監測單位應編制監測實施方案。

水土保持監測單位的主要任務為：（1）及時、準確掌握生產建設項目水土流失狀況和防治效果，落實水土保持方案；（2） 加強水土保持設計和施工管理，不斷優化水土流失防治措施，協調水土保持工程與主體工程建設進度，及時發現重大水土流失危害隱患；（3）提出防治對策建議，提供水土保持監督管理技術依據和公眾監督基礎信息。

5 結 語

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