陈泽南

（美国东北大学,马萨诸塞州 波士顿 02115）

港珠澳大桥工程环境保护措施及效果分析

陈泽南

（美国东北大学,马萨诸塞州 波士顿 02115）

分析了港珠澳大桥施工期主要污染因素，阐述了中国交建在施工过程中采取的有针对性的控制措施，通过对比历年海洋环境监测与评价报告中对于海水水质检验的数据，表明采取这些措施所产生的良好效果。研究表明，跨海大桥施工必然会对环境造成一定影响，但只要提高环保意识，采取有效措施，就能够把影响控制在可接受范围，运营期间也是如此。

港珠澳大桥；环境保护；水质

0 引言

早在 2003 年，香港特区政府提出了建设港珠澳大桥的设想，得到中央政府与香港、澳门特区政府及有关部门的高度重视和认可。经过超过6 a的准备，终于 2009 年年底开工。港珠澳大桥位于珠江三角口的伶仃洋南部海域，连接香港特别行政区、广东省珠海市和澳门特别行政区，是集桥、岛、隧为一体的超级交通集群工程，计划 2016 年底建成通车，总平面图见图1。

港珠澳大桥工程是我国继三峡工程、青藏铁路、南水北调、西气东输、京沪高铁之后又一重大基础设施项目。主体工程总长 29.6 km，其中桥梁长约 22.9 km，总工期为 72 个月。

伶仃洋是一个喇叭形河口湾，是珠江主要出海口和最大的河口湾，位于 22°12′N—22°45′N、113°33′E—114°09′E 之间。湾顶虎门口附近宽约4 km，澳门至香港大濠岛之间的湾口宽约 30 km，纵向至湾口的桂山岛长达 72 km，水域面积 2 110 km2。伶仃洋湾顶由沙角和大角山对峙形成峡口，湾口面对万山群岛天然屏障。由于港珠澳大桥地处外海，气象水文条件非常复杂，并且穿越中华白海豚核心保护区（见图 1），因此对于环境保护的要求非常高。

1 涉海工程及主要污染

港珠澳大桥的涉海工程包括桥梁施工、海底沉管隧道、人工岛填筑、钻孔桩施工等。其中2011 年主要涉海工程有西人工岛围填海、东人工岛围填海、海底沉管隧道基槽开挖、沉管预制厂建设、航道疏浚等。

图1 港珠澳大桥总平面图Fig.1 General layout of the Hongkong-Zhuhai-M acao Bridge

2012 年主要涉海工程有东、西人工岛岛体结构、西岛隧道暗埋段、桂山岛上干坞工程施工、桥梁施工、钢管桩打设、疏浚工程等。

2013 年主要涉海工程有东人工岛岛壁结构施工、扭工字块预制与安装、暗埋段PHC 桩打设和结合部非通航孔桥施工；西人工岛岛壁结构施工、西大岛暗埋段施工、综合救援码头施工、沉管隧道基础施工；管节预制安装施工，桥梁工程钢管桩打设、钻孔灌注桩施工、墩台安装、防撞钢套箱安装、组合梁吊装施工、疏浚工程等。

涉海工程所用船只及大型装备包括耙吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、打桩船、挤密砂桩船、起重船、沙石运输船、混凝土搅拌船、平台式整平船等。保守估计施工期间大约有 300 艘船舶进行作业。

港珠澳大桥建设过程将对海底沉积环境产生扰动，期间产生的悬浮物以及污染物会对海洋环境造成影响，施工过程中产生的废水和生活垃圾如不很好处理都会对海洋环境及海水造成不同程度的污染。工程对环境的主要污染包括悬浮物、施工噪声、建筑和生活垃圾、废水、废气以及向水体中释放的污染物质等。

2 采取的环境保护措施及效果

中国交建高度重视港珠澳大桥项目的环保工作，采取了一系列科学有效的措施，全方位控制污染，并取得了显著的效果。

2.1 采取的措施

1）尽可能减少水上施工，把桥梁承台、墩柱转移到陆地进行预制，并尽量减少陆上施工作业面，减少单位面积内的施工扬尘。

2）科学规划工期，编制合理的施工方案，选用大型、高效设备，减少同时施工的船舶、设备数量。

采用产生悬浮物较少的挖泥船作业，减少开挖作业对底质的搅动强度和范围，所有施工船舶都必须符合环保要求。

对所有进场施工设备进行严格检查，禁止尾气排放、噪声监测不合格或漏油、漏泥设备进入施工现场。

3）研发采用新工艺、新技术，充分利用当地自然条件，降低污染。

采用快速成岛技术大幅度减少了开挖和抛填量，将对海洋的污染降到最低；施工速度快，有效减少了外海作业时间和对航道的干扰，避免了大量船机设备、人员长期海上作业对环境的污染。

大量采用新型节能环保地基加固新技术——挤密砂桩（SCP）技术，与传统置换方法相比，大幅度减少了海底软土的开挖量，具有明显的环保优势。

采用溜管抛石方式，溜管接近海底面提高了抛石精度，减少了对海水的污染。

掌握潮水变化规律，调节施工时间，海水流速加快时抓紧施工，利用潮流作用尽量减少水质污染浓度。

4） 对施工现场道路、砂石料堆场统一管理，防止扬尘污染空气。统一安排船舶收集岛隧施工海区船舶垃圾、工程废料及其它废弃物。在桂山岛设置污水、垃圾处理装置，严禁向大海排放污水和垃圾。

5）选用低噪声的工艺、设备等相应措施，降低噪声污染。

工程建设总体布置综合考虑声学因素，合理规划，利用地形、建筑物等阻挡噪声传播，并合理分隔吵闹区和安静区，避免或减少高噪声设备对安静区的影响。

施工作业前，对施工机械、船舶产生的噪声进行测定，针对可能对中华白海豚的回声定位系统、生理和器官、觅食和活动等产生影响的声值和频率进行治理。

6） 高度重视中华白海豚保护工作，密切监视白海豚活动情况及死亡、搁浅数量的变化趋势。白海豚保护区过往船舶减速慢行，并严禁鸣笛。

7） 制定环境保护应急预案，一旦发生环境污染事故，立即启动应急预案。

8） 委托有资质的单位进行环境监测，并根据监测结果，及时调整施工周期、方案、工艺方法，确保环保措施持续有效改进。

2.2 产生的效果

中国交建采取的降低污染措施产生了十分积极的效果，从下文的水质监测及结果分析即可得到证实。从现场观察看，工程海域仍然经常可以看到中华白海豚，说明施工现场环境良好，几乎没有对白海豚的生存环境造成大的影响。

3 水质监测结果及分析

根据 2010—2013 年历年海洋环境监测与评价报 告[1-3]， 得 到 了 港 珠 澳 大 桥 岛 隧 区 开 工 前 即2010 年和开工后 2011—2013 年大潮期表层、大潮期底层、小潮期表层、小潮期底层的水质要素逐月统计结果，有水温、盐度、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD5）、浊度、悬浮物、pH 值、无机氮、活性磷酸盐 （PO4-P）、石油类、汞、砷、铜、铅、锌、镉、铬等18项，其中 2013 年溶解氧（DO）统计结果示于表 1[3]。

表1 2013 年溶解氧（DO）统计结果Tab le 1 Statistical resultsof dissolved oxygen(DO)in 2013 mg·L-1

对4 a的水质要素进行统计分析，可以给出2010—2013 年岛隧区大潮期表层、大潮期底层、小潮期表层、小潮期底层各水质要素的分布曲线，也可将各水质要素的大潮期表层、大潮期底层、小潮期表层、小潮期底层4个数据平均作为当月数据进行分析，并结合当月的施工情况，可以得到施工活动对水质的影响。

对变化较大和比较重要的水质数据，按年进行统计分析，即结合 GB 3097—1997《海水水质标准》中第一类海水水质标准，将各年的水质要素大潮期表层、大潮期底层、小潮期表层、小潮期底层数据总平均作为当年数据进行统计分析，结果如表2所示。

从统计分析结果可以看到：

1） 浊度

从 2010 年和 2011 年监测数据对比看，浊度总体变化呈上升趋势。2011 年 12 月份浊度明显增高，这与当月挤密砂桩施工强度加大有关，说明施工强度对海水浊度有影响。2012 年、2013年岛隧区浊度总体保持稳定且有下降趋势，这和东西人工岛建岛工程的完工，大部分工程转移到岛上，海上工程量减少有关。

表2 主要水质数据年度统计结果Table2 Main water quality data in theannualstatistical results

2）溶解氧

岛隧区溶解氧在 2010—2013 年期间有下降趋势，说明工程对水质的影响不大。尽管从数据看总体呈小幅下降趋势，但 2013 年平均值仍符合国家第一类水质标准。

3）无机氮

岛隧区无机氮含量总体呈稳定状态，但从工程开工前后看已超标。

4） 活性磷酸盐

岛隧区活性磷酸盐含量总体变化不大，2013年有改善的迹象。

5）化学需氧量

岛隧区化学需氧量总体呈下降趋势， 2011 年的数据比其它年份高出不少，2012 年、2013 年下降幅度明显，总体数据达到国家第一类水质标准。

6）生物需氧量

生化需氧量总体呈下降状态，2011—2012 年初超标严重，部分月份达到第四类标准，但从2012 年起有所改善，2012 年、2013 年总体平均达到国家第一类水质标准。

7）石油类

小潮期、大潮期表层数据呈上升趋势，但上升幅度不大，数据变化较为稳定；岛隧区小潮期底层数据有轻微下降趋势。虽然大体上呈上升趋势，但总体数据达到国家第一类水质标准。

8）悬浮物

数据相对稳定，没有明显持续上升趋势，但工程开工前后总体悬浮物平均值超标。

从 2010—2013 年数据对比中可以看到，随着海上工程的展开，历年的海水水质呈下降趋势，其中浊度、无机氮和悬浮物含量的增长最为明显。石油类污染物虽达到一类标准，但是总体含量呈上升趋势，如果不加以严控将可能进入二类标准。

4 营运期对水质的影响

在港珠澳大桥营运期，水质也有可能出现变化。大桥本身不会产生污染物，水污染源包括桥面雨水、人工岛的生活污水和桥墩防腐材料。首先，桥面雨水是污染的主要来源，其污染物浓度随着降雨时间增加而减小。大桥主体工程将采用两侧泄雨水孔布置，雨水直接沿排水管排到伶仃洋海域，在采用沿途桥墩多点排放的情况下，呈线源排放，对海洋环境影响较小。第二，按照规定，人工岛的生活污水必须得到有效处置后才能排放，浓度必须满足 DB 44/26—2001《水污染物排放限值》中的第二时段的第二级标准。第三，为了使混凝土密实和防止海水侵蚀，混凝土材料中使用了粉煤灰、外加剂，混凝土墩身采用了硅烷浸渍，预制墩台采用牺牲阳极的阴极保护法，阳极材料为锌块，安全性能较高，总体对水质造成影响较小。综上所述，大桥营运期间对水域的水质影响较小，比较容易控制。

5 结语

港珠澳大桥的建设对于整个珠江三角洲乃至整个华南地区的经济发展和社会发展都具有深远的、重大的战略意义。港珠澳大桥能大大减少运输时间，提高经济效益，为经济、社会的进一步腾飞注入新的活力。港珠澳大桥连接三地且横跨白海豚保护区，在海洋环境保护方面面临着沉重的压力。

人类改造自然、利用自然的实践活动都会对自然环境产生一定的负面影响，如果不控制这些负面影响，必然会对人类自身造成伤害。任何跨海大桥的施工对环境产生负面影响都是不可避免的，因此，采取有效措施防控污染显得十分必要。这种防控必须是积极的、长期的，涵盖整个工程建设和运营期间。

提高环保意识，采取有效措施，制定科学的施工方案，采用先进的工艺、技术等，可以有效地对施工期间产生的污染进行防控，中国交建在港珠澳大桥的设计施工中充分证明了这一点。

[1] 港珠澳大桥主体工程建设期海洋环境监测与评价报告(2011年度)[R].广州：国家海洋局南海环境监测中心，2012. Marine environmentmonitoring and evaluation report in the main construction of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge(in 2011)[R]. Guangzhou:South China Sea Environment Monitoring Center of State Oceanic Administration,2012.

[2] 港珠澳大桥主体工程建设期海洋环境监测与评价报告(2012年度)[R].广州：国家海洋局南海环境监测中心，2013. Marine environmentmonitoring and evaluation report in themain construction of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge(in 2012)[R]. Guangzhou:South China Sea Environment Monitoring Center of State Oceanic Administration,2013.

[3] 港珠澳大桥主体工程建设期海洋环境监测与评价报告(2013年度)[R].广州：国家海洋局南海环境监测中心，2014. Marine environmentmonitoring and evaluation report in the main construction of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge(in 2013)[R]. Guangzhou:South China Sea Environment Monitoring Center of State Oceanic Administration,2014.

Environment protection measures and effects in the project of Hongkong-Zhuhai-M acao Bridge

CHEN Ze-nan
（Northeastern University,Boston,Massachusetts02115,America）

This paper analyzes themain pollution factors during the construction period of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge(HZMB),expounds the targeted controlmeasures thatCCCC has taken during the construction period.By comparing the monitoring resultsofmarineenvironmentover the yearsand theevaluation reportofseawater quality inspection data,thesemeasures have received good effect.The results show that the cross-sea bridge constructions cause certain impacts on environment inevitably.However,these impacts can beminimized as long aswe heighten the environmental awareness and take effective measures.Italso applies during the operation period.

The Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge;environment protection;water quality

U652.3

B

2095-7874（2014）10-0005-04

10.7640/zggw js201410002

2014-09-22

陈泽南 （1992 — ），男，广东广州市人，环境工程专业。E-mail：zenanchen@aliyun.com