内罗毕至马拉巴铁路穿越内罗毕国家公园段环境保护措施分析

孙一辰

（中交铁道设计研究总院有限公司 机械动力与环境工程设计处，北京 100088）

1 概述

肯尼亚内罗毕至马拉巴新建标准轨距铁路(以下简称“内马铁路”) I 期项目为蒙内铁路(肯尼亚蒙巴萨至内罗毕)延伸线，选线时难以绕避内罗毕国家公园，在穿越公园路段按照要求采取了多种环保措施。通过对内马铁路穿越内罗毕国家公园环保措施的对比，分析采取环保措施后的效果，以期为以后东非地区铁路建设施工提供借鉴。

肯尼亚内罗毕国家公园海拔高度在1 533 ~ 1 760 m，是典型的Athi-Kapiti 生态系统保护区，总面积117.21 km2。公园内有丰富的动物物种，包括哺乳动物、爬行动物、鸟类、两栖动物和无脊椎动物，拥有除大象以外的大部分东非代表性动物[1]。综合考虑内马铁路I 期工程技术、经济、征地拆迁等因素进行多方案比选，仍难以绕避内罗毕国家公园，线路以全桥形式穿过公园(穿越公园范围5.86 km)，共设置桥墩179 个，施工便道5.86 km，未设置梁场、拌和站、施工营地等临时设施。铁路工程与公园位置关系如图1 所示。

图1 内马铁路与内罗毕国家公园位置关系

2 穿越公园方案设计及比选

2.1 工程方案设计

地表工程一般为路基或桥梁2 种形式，针对肯尼亚对铁路建设用地规定单侧最小购地宽度35 m 的要求，设计时对路基方案和桥梁方案进行了比较分析。

2.1.1 路基方案

考虑内罗毕国家公园内长颈鹿通行限高6.5 m 的特殊要求[2]，路基方案高度暂按7 m 填高考虑，以控制涵洞净空高度，结合单侧最小购地宽度35 m 的要求，路基断面简图如图2 所示。

路基设计坡度1 : 1.5、填高7 m 时，国内标准设计需要购地宽度约43 m，根据肯尼亚铁路单侧最小购地要求需购地70 m，并参照国内铁路线路防护栅栏通用参考图(通线(2012) 8001)的要求，时速200 km以下铁路一般地段采用1.8 m 高钢筋混凝土防护栅栏，防护栅栏设置在用地界以内0.5 m 处。因此，如果以路基形式通过公园，在工程竣工后因路基两侧防护栅栏的设置影响，实际路基占地防护宽度为69 m。

2.1.2 桥梁方案

为保证长颈鹿通过，桥梁高度按照6.5 m 净空设计，综合考虑工程设计占地(含与国内对比情况)及施工期临时占地、运营期实际占地影响，桥梁断面简图如图3 所示。

公园内野生动物活动及游客游览不影响铁路的行车安全，因此内罗毕公园特大桥穿越公园路段桥墩勿需采取防护栅栏。通车运营后，铁路工程在公园的实际土地占用仅为桥墩占地，即沿着线路方向在桥墩处呈点状形式占地分布。

2.1.3 路桥方案占地比较分析

（1）路基方案实际占地。结合线路纵断面图高程数据，穿越内罗毕国家公园段线路平均高出地面14 m，按照路基填高14 m 测算，国内标准设计购地宽度约为58 m，肯方要求单侧最小购地宽度为35 m，按照防护栅栏在购地界以内0.5 m 的设置要求，实际防护栅栏宽度为(35-0.5)×2 = 69 m。故路基方案实际占地为防护栅栏宽度×防护栅栏设置长度= 69×5 860 = 404 340 (m2)。

（2）桥墩实际占地。根据桥梁施工图纸，穿越公园范围桥梁净高平均约为14 m，参照国内单线园端形实体桥墩通用参考图(通桥(2012) 4103-Ⅱ)，按墩高14 m 计，纵向墩底尺寸(d)及横向墩底尺寸(d+B)分别为2.79 m 和4.29 m，按墩截面最大面积矩形考虑为12 m2，则内罗毕公园特大桥在公园范围内的桥墩占地面积约为2 148 m2(墩面积×墩数= 12×179 =2 148 (m2))。

图2 路基断面简图（单位：m）

图3 桥梁断面简图（单位：m）

（3）路桥方案占地比较分析。根据前述占地数据分析，虽然2 个方案设计占地相同，但实际占地感官差异明显，桥梁方案与路基方案穿越公园范围的实际占地面积比约为1 : 188 (2 148 : 404 340)；同时，从阻隔动物通行角度分析，参考国内青藏铁路动物通道使用情况(藏羚羊2007 年回迁从桥梁动物通道通过率已达100%[3])，路基阻隔影响大。

2.2 动物通道设计

2.2.1 动物通道限高分析

按照长颈鹿通行最小净空＞6.5 m 进行设计。除线路起点受蒙内铁路预留内马铁路桥台高度6 m 限制外，内罗毕公园特大桥已按设计最大坡度12‰起桥，在进入公园后仅前9 m 范围不满足最小净空6.5 m 要求，其余路段均满足。

2.2.2 动物通道宽度分析

由于全桥穿越公园，动物通道宽度方面仅受限于桥梁跨度影响，目前国内简支T 梁跨度一般有24 m和32 m。内罗毕国家公园范围仅有动物穿行及游人游览需求，综合考虑多方因素采用了目前国内标准跨度为32 m 的简支T 梁。

2.2.3 动物通道有效长度分析

结合桥墩及净空高度综合分析桥下空间动物有效穿行范围。根据数据计算，在不考虑长颈鹿的情况下，内罗毕公园特大桥动物通道长度占穿越长度的比例为91.5%，考虑长颈鹿通行要求时动物通道长度占穿越长度比例为91.3%。综合考虑动物通道有效长度(即考虑长颈鹿通行要求有效里程范围)与动物通道总长度占比为99.83%。因此，结合桥梁设计净空高度分析，桥下空间范围除了桥墩本体外，桥下空间约99%可满足各种动物穿行需要。结合蒙内铁路穿越察沃国家公园桥梁动物通道设计、运营经验，内罗毕公园特大桥桥孔尺寸可以满足公园内野生动物穿行需要。

3 环境影响分析及环保措施

3.1 大气环境保护措施分析

3.1.1 施工期措施分析

穿越内罗毕国家公园范围未设置各种临时设施，桥梁施工大气污染主要来自各种物料运输过程产生的扬尘及运输车辆、施工机械的内燃机废气排放。一是针对施工扬尘，施工便道采取了压实路面、杜绝车辆超载行驶，并结合天气情况制定了合理的洒水降尘措施；对易产生扬尘的物料在临时堆放、运输时采取苫盖措施，对裸露场地定期洒水保持场地潮湿，最大限度降低扬尘。二是针对施工机械、车辆废气排放管控，各种施工机械、车辆基本以压燃式内燃机为动力，使用中排放大气污染物以碳烟颗粒、NOX、CO为主；施工中对各种机械车辆定点定期保养、采用低硫柴油等措施，保证各种机械及车辆内燃机处在最佳工况，有效降低了废气排放。

3.1.2 运营期措施分析

铁路运输严格执行技术规程要求，不存在超载超速情况，因而铁路机车内燃机运行过程不会出现非正常工况废气排放。对于易产生扬尘的煤炭、矿石等货物运输采取装车站喷洒抑尘剂、苫盖等措施降低列车运行产生的扬尘影响。

3.2 水环境保护措施分析

3.2.1 施工期水环境保护措施

穿越公园范围未设置各种临时设施，仅有桥墩施工时产生水环境影响，即水中墩施工和桥墩施工时产生的泥浆废水。

（1）桥墩施工河流保护措施。结合施工图及卫星影像分析内马铁路穿越公园范围共有4 条河流，其中最南端的Mbagathi 河为公园南边界，其余3 条河流为其支流，河流最大宽度为15 m。施工图设计时为了减少在公园范围内的施工时间、加快完成桥梁施工后的恢复工作，采用了国内目前技术最成熟、跨度为32 m 的标准梁，如跨越Ormanye River 时河流两侧桥墩布孔远离岸边并可一跨过河、无水中墩(见图4)。

图4 桥梁跨越Ormanye River

（2）桥墩施工泥浆处理措施。针对桥墩施工泥浆，将国内成熟桥墩施工泥浆废水处理经验运用到该铁路建设中，工艺如图5 所示[4]。桥墩基础施工出渣避免了渣体入河，并清运至公园范围以外妥善处置，在施工结束后及时平整恢复场地。同时，对施工过程车辆、机械都安装漏油信号传感器，将漏油可能产生的水环境影响程度降至最低[5-8]。

图5 施工泥浆废水处理工艺图

3.2.2 运营期水环境保护措施

（1）桥面雨水影响。桥梁采用通用图，全桥为有砟轨道，梁体构筑物主要成分为水泥，即道砟及梁体构筑物主要物质构成均为天然无机盐成分，雨季时基本不含水中溶解性污染物。

（2）客车排水保护措施。内马铁路客车采用国内新型密闭式车体，车内厕所配有真空集便系统，运营中厕所污水和洗漱废水统一汇入车内自带的污物箱(通常单箱容量400 L)并统一在内罗毕终点站进行卸污，将污物按照肯尼亚环保要求进行后续处理，旅客列车运营中不存在沿途排放污水现象。

（3）危险品货物运输防护措施。内罗毕公园特大桥全桥采取了护轮轨措施，极大降低了列车出轨几率，同时穿越公园范围线路为直线，也进一步降低了出轨几率。在运营管理上，结合蒙内铁路由中国人管理并逐步移交肯尼亚的方式，将可以延续中国铁路运营管理模式以保证运营安全。因此，内马铁路运营期，成品油运输列车通过公园范围出现列车倾覆导致污染公园水环境的概率低。

3.3 噪声振动保护措施分析

噪声、振动影响往往同时产生，对公园内野生动物来说，施工期影响大于运营期。

3.3.1 施工期噪声振动保护措施

施工期噪声影响最大的环节为桥墩打桩施工，其次为运输车辆行驶。与公园管理部门充分沟通协商高强度高噪声振动设备的使用时间，选择动物活动少的时段进行作业并避开动物迁徙期；同时，考虑夜间噪 声传播影响范围广、照明对鸟类等动物活动影响大等因素，工程安排上减少了夜间施工。对运输车辆、施工机械确保正常工况运转以减轻噪声、振动影响。

3.3.2 运营期噪声振动保护措施

按照要求对内罗毕公园特大桥穿越内罗毕公园桥梁范围双侧设置声屏障措施，原位于桥梁附近栖息的野生动物因施工已远离铁路沿线重新筑巢，列车运行振动远小于施工机械振动强度。

3.4 固体废物处理措施分析

施工期未设置各种梁场、拌和站、施工营地等临时设施，施工过程的弃土等固体废物均运至公园以外指定地点妥善处置；施工结束后，拆除回收施工围挡并恢复原地貌。运营期，内马铁路采用的客车车体为密闭结构，旅客不能随意向窗外抛扔杂物。

4 结束语

通过对内马铁路穿越内罗毕国家公园方案的设计比选及采取各项环保措施的分析，环保措施在土地节约与保护、动物通道设置、大气环境影响、水环境影响、噪声振动影响、固体废弃物等方面都起到了一定的作用。设计、施工过程中充分与肯尼亚环保部门、公园管理部门等沟通协商，工程建设全过程贯彻执行环评及当地环保要求，并不断优化设计、完善施工组织计划，以实现对公园环境的最大保护。这是在蒙内铁路穿越察沃国家公园桥梁满足长颈鹿等各类动物通行需要，对动物迁徙基本没有影响[9]经验上的进一步优化，由此形成的经过实践检验、行之有效的环保措施，对于我国继续开展东非地区铁路建设具有一定的借鉴意义。