跨座式单轨交通项目水土流失防治措施体系研究——以芜湖市城市轨道交通1号线为例

高二鹏，孙 涛，刘登峰，杨 健

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

单轨交通是一种让列车在高架的专用轨道上行驶的交通系统，不受地面交通堵塞的影响，可以安全正点地运行，既有效利用了城市的空间，又不影响地面的绿化[1]。跨座式单轨交通为单轨交通的一种形式，车辆采用橡胶车轮跨行于梁轨合一的轨道梁上，车辆除走行轮外，在转向架的两侧尚有导向轮和稳定轮，夹行于轨道梁的两侧，保证车辆沿轨道安全平稳行驶。1952年，瑞典工业家在德国科隆进行了首次现代单轨交通试验，几年后试验取得成果，为现代单轨交通的发展奠定了基础[2]。1957年12月，日本首条单轨交通在东京上野动物园诞生；其后，通过开发研制，城市单轨交通在日本其他城市得到大力推广和建设。2004年6月，重庆轨道交通二号线成为中国第一条引进世界先进技术的单轨交通线；2007年4月，重庆市交通3号线的建设首次实现了跨座式单轨车辆的国产化。

跨座式单轨交通系统具有环保性能优异、景观效果良好、地形地貌适应能力强、建设周期短、投资低等优点[3]。随着我国“十三五”城市轨道交通建设的稳步推进，未来越来越多的城市在轨道交通规划阶段将有意引入跨座式单轨交通作为缓解城市道路拥堵、发展绿色交通的首选出行方式，跨座式单轨交通将迎来发展的黄金期。

目前，我国对生态环境的重视程度前所未有，城市水土保持问题也得到全社会广泛关注。城市轨道交通作为大中型线性生产建设项目，主要沿城市建成区交通干道建设，在其建设过程中将产生大量取土和弃土，加之大规模扰动地表，破坏道路绿化带，切割城市景观，对生态环境的影响和破坏不容忽视。在最大限度地降低水土流失危害的前提下，如何提出一种生态友好型轨道交通解决方案是未来轨道交通建设者应思考的问题。本研究以跨座式单轨交通制式为对象，按照国家水土保持法律法规及行业规范，借鉴重庆跨座式单轨的成功经验，以芜湖市城市轨道交通1号线为例，提出跨座式单轨交通水土流失防治措施体系。

项目区主要地貌类型为长江中下游冲积平原，属北亚热带湿润季风气候区，年均气温16.4℃，年均降水量1 184.8 mm，降水年内分布不均，汛期5—9月的降水量占全年降水量的60%，年均蒸发量1 247.1 mm，年均风速2.9 m/s，最大冻土深9 cm。项目区土壤类型主要为棕壤土，表土厚20～30 cm，植被区划属亚热带常绿阔叶林区，林草植被覆盖率30.38%。侵蚀类型以水力侵蚀为主，侵蚀强度为微度，水土流失背景值为260 t/(km2·a)。

1 工程概况

1.1 跨座式单轨交通项目组成

芜湖跨座式单轨交通主要项目分区包括车站区、区间线路区、车辆综合基地区、主变电所区、取土场区、弃土(渣)场区和施工生产生活区。

(1)车站区设25座高架站，由站厅、站台、设备用房、管理用房、人行通道(天桥)、电梯、地面出入口等部分组成。采用钢混结构体系、框架结构形式，墩柱采用钢混组合独柱结构，矩形断面，基础采用钻孔灌注桩，桩基断面为矩形，柱脚采用埋入式。

(2)区间线路区分高架段和地下段，下穿商合杭客专为地下线，其中过渡段为U形槽形式，长0.32 km，地下段0.09 km；其余地段均为高架线，长30.11 km，主要沿既有市政道路建设。

(3)车辆综合基地区分车辆段和停车场，车辆段设有检修库、工程车库等生产用房，以及综合维修中心、物资库等辅助生产用房，食堂、办公楼等生活办公用房；停车场负责配属车辆的停放、列检等日常维护运用作业，以及配属列车的乘务运转与停车场的行政和技术管理工作。

(4)主变电所区为永久占地区，主要为支撑跨座式交通电力供给和接引入网而修建。

(5)取土场区为临时用地区。

(6)弃土(渣)场区亦为临时用地区，主要为桥梁桩基础、车辆基地地基换填及地下段弃土提供去处。因城市轨道交通多分布在城市建成区内，弃渣也可以考虑清运至城市建筑垃圾消纳场统一处理。

(7)施工生产生活区主要包括高架站、区间线路施工生产生活区，轨道梁生产基地和设备存放基地，施工场地主要布设在车站下方及周边；车站周围的拆迁空地和公共设施用地，桥下、桥头、桥尾等区域，用于存放材料和施工开挖土方，部分利用为施工营地。

1.2 工程占地及动用土石方量

芜湖市城市轨道交通1号线总占地131.81 hm2，其中永久占地50.93 hm2、临时占地80.88 hm2，从占地类型分析，旱地35.47 hm2、林地5.85 hm2、草地10.74 hm2、商服用地2.42 hm2、工矿仓储用地21.85 hm2、住宅用地8.41 hm2、交通运输用地43.82 hm2、水域及水利设施用地1.33 hm2、其他土地1.92 hm2，主要占地类型为交通运输用地、旱地，分别占总面积的33.25%、26.91%。

根据主体工程设计资料并经方案优化设计，工程土石方挖填总量242.70万m3，弃方13.55万m3(其中12.75万m3堆放于芜湖市经济技术开发区建筑垃圾消纳场，0.80万m3就地平整)。

2 水土流失防治措施体系

为有效防治本工程建设新增水土流失，针对工程布局、水土流失分布，对工程水土流失防治措施进行统筹安排，通过分析工程建设过程中水土流失特点和危害程度，采取治理与防护相结合、永久与临时措施相结合，因地制宜布设各类水土保持措施，形成完整的水土流失综合防治体系，进行全过程、全时段、有针对性的防护。水土流失防治措施体系见表1。

表1 芜湖市城市轨道交通1号线水土流失防治措施体系

2.1 工程措施

(1)场地截排水及雨水口。车辆场内采用排水管、沟和纵、横向排水槽相结合的排水系统。纵、横向排水设施相互结合，合理布置，使排水路径短而顺直，通过重力自流方式排泄。咽喉区股道间及两侧采用纵、横向盖板排水槽，库区及道路采用混凝土排水管，其余周边地段采用排水沟，末端顺接雨水口。咽喉区利用路基面横坡汇集地表水引入纵横向排水槽，而后通过排水沟、排水管、雨水口排出路基外。

(2)进出线拱形骨架护坡。车辆段场坪标高参考周边既有公路、铁路高程，并综合考虑场区排水、土石方工程等因素来确定。根据已有资料推算，段址范围内100年一遇洪水位按8.0 m设计，安全超高0.5 m，车辆段场坪标高定为8.5 m。填方土质边坡设0.3 m厚M7.5浆砌片石拱形骨架护坡，下设0.15 m厚的砂卵砾石反滤层，坡脚设置墁石基础，采用浆砌片石砌筑，骨架内栽植紫穗槐并撒播草籽。

(3)表土剥离及回填、场地平整。绿化苗木多采取乔灌草结合搭配方式，苗木移栽需土量较大，故施工前先进行表土剥离并将其集中堆放，施工后期进行场地平整，场地平整后进行表土回填，以备后期植被绿化使用。

2.2 植物措施

轨道交通穿越芜湖市中心建成区，园林绿化标准极高。苗木搭配应体现芜湖市城市整体风貌，并与周边景观相协调。植物措施布设原则以景观绿化为主，防治水土流失为辅，以城市本土树种为依托，烘托城市文化主题及对外形象，体现“绿色交通、低碳出行”的理念。芜湖市属亚热带湿润季风气候区，年均降水量丰富，适合常绿乔木及观赏植物生长，成活率高，后期抚育成本低。

(1)园林绿化。本工程高架车站扶梯及进站口、区间轨道梁多穿越居住区及商业服务区，园林绿化应以色彩搭配，放松身心，增加视觉美感，减少视觉疲劳的原则考虑。经项目组实地踏勘及查询芜湖园林志，乔木选择常绿行道树，备选植物有广玉兰、水杉、香樟、马尾松、臭椿、栾树、大叶女贞、鹅掌楸、圆柏等，以上树种不仅造型美观，同时还具备抗烟尘、抗二氧化硫、涵养水源、固土防沙等特性；灌木选择具有色彩鲜艳、点缀绿化效果佳且抗异性强等特点的种类，备选植物种有南天竹、桂花、爬山虎、金边黄杨、月季、金叶女贞、紫穗槐、紫叶小檗；草种选择耐旱、耐践踏、能改良土壤且对土壤要求不高的种类，备选植物种有紫花苜蓿、百喜草、狗牙根、香根草、结缕草等。

(2)桥梁墩柱立体绿化。借鉴重庆轨道交通的成功经验，本工程拟在轨道桥梁墩柱基底部栽植五叶地锦，并引入轨道梁节水灌溉措施，充分收集梁下雨水，保证苗木成活率，增加植被覆盖面积。

(3)边坡绿化。车辆段及停车场高填方边坡采取拱形骨架防护，骨架内撒播狗牙根并栽植紫穗槐。

2.3 临时措施

(1)临时排水沟。为减小施工作业区周边汇水对场地的影响，同时为避免场地内汇水影响车站基坑基础施工，在施工作业区内设置临时排水沟排导钻孔桩泥浆。临时排水沟采用矩形砖砌，沟壁进行砂浆抹面，抹面厚度2 cm，排水沟净宽30～50 cm、净深30～50 cm，砖砌厚12 cm。

(2)泥浆沉淀池。结合同类工程经验，沉沙池主要布设于场地进出口处，由于场地可用地范围较小，不宜布设较大沉沙池，因此选用0.25 m3砖砌矩形沉沙池，尺寸为1 m×0.5 m×0.5 m，砖砌厚12 cm。施工过程中，定期清除排水沟和沉沙池内淤积物，保证水流通畅。

(3)洗车槽。为避免施工车辆运土时污染周边道路，在场地进出口围挡内设置临时洗车槽。洗车槽设计为4 m×2 m矩形，深50 cm，顶面距原地面15 cm，在基础下方浇筑20 cm厚的C20混凝土垫层。

(4)临时堆土场防护。在堆土坡脚四周采用砖砌围护，梯形断面，顶宽0.5 m，高1.0 m，边坡1∶0.5。因芜湖雨水丰沛，且施工周期较长，故临时堆土堆放时间超过1年或处在郊区的，采取撒播香根草进行防护，撒播规格为30 kg/hm2，雨季前为撒播的最佳时节。

3 结 语

目前，城市轨道交通建设正在我国诸多城市开展。考虑到城市轨道交通多分布在大中型城市建成区内的特殊性，其建设期间的水土流失危害更加不容忽视。根据国家水土保持法律法规及行业规范，水土保持已成为工程建设过程中的重要环节，因此在城市轨道交通建设过程中，应注重园林绿化、施工期内的临时防护及运输过程中车辆的清洁等，同时大力发展轨道梁立体绿化，增加城市绿化面积，选择抗逆性强、色彩搭配合理的植物种，不仅可以起到景观绿化、除尘抗霾、吸附有害气体的功效，同时对城市水土流失也能起到有效的抑制作用。