黑河水源地隧洞施工環境保護實踐

高曉雷

(中鐵十七局集團 第二工程有限公司, 西安 710043)

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黑河水源地隧洞施工環境保護實踐

高曉雷

(中鐵十七局集團 第二工程有限公司, 西安 710043)

摘要：結合引漢濟渭工程秦嶺輸水隧洞7號洞主洞位于水源地的特點，從涌水處理、污水處理、環境保護及監測等四個方面，闡述了在隧洞施工過程中，水源地環境保護的具體施工措施及需要達到的標準。通過這些措施的應用，在環境保護工作上取得了一定的成績，總結出了水源地隧洞施工中的一些環境保護經驗，取得了良好的效果。

關鍵詞：水庫區；水源地；施工；環境保護

1工程概況

黑河水庫位于陜西省西安市周至縣秦嶺山中，水庫面積4.55平方公里，總庫容2億立方米。水庫為西安市最主要的水源地，日供水能力110萬噸，占全市供水總量的80%。為了保護水源地安全，西安市在黑河水源地設立了黑河公安分局負責治安和防控有毒有害危險品，西安市環保局設立了環保總站對水源地水質進行監測，西安市水務局下設水源地管理辦公室，同時還頒布了《西安市黑河引水系統保護條例》、《西安市城市飲用水源污染防治管理條例》等地方法規。

引漢濟謂工程秦嶺輸水隧洞7號洞洞口位于黑河水庫上游6km處黑河右岸，斜井總長1877m，主洞全長8122m，其中向上游延伸3569m，下游延伸4553m。主洞段預測總正常涌水量6423m3/d，可能出現的總最大涌水量12846m3/d，安全生產及環境保護壓力巨大，需進行專項環保治理。

2隧洞涌水處理

洞口設置一處規模為8000m3/d的涌水及施工廢水處理站，出水水質達到《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中的Ⅱ類水標準[1]后，排入黑河。廢水處理采用“高效沉淀池+快濾池+活性炭濾池”工藝，所產生的污泥，經離心脫水機脫水后形成含水率小于70%的泥餅，外運至王家河棄渣場處置。

2.1綜合操作間

綜合操作間用于放置加藥設備、反洗風機、污泥脫水設備以及PLC控制設備等，主要包含污泥脫水間、加藥間、反洗風機房、配電間及控制室。控制室設置自控系統，主要完成各種畫面的瀏覽及編輯報警，各種趨勢圖顯示，設備的控制面板，用時間、事件或其它設備發出控制的基本單元機制，完成各種歷史數據分析，統計過程控制，綜合操作間及其設備布置如圖1所示。

圖1　綜合操作間設備布置示意圖

2.2高效沉淀池單元

混凝劑及絮凝劑與原水在高效沉淀池內完成混合、反應、絮凝過程，并在沉淀區完成泥水分離，用于去除原水中的懸浮物及大分子有機物。

圖2　高效沉淀池立面布置示意圖(①絮凝攪拌機、②刮泥機、③斜管)

高效沉淀池為鋼結構，并進行防腐處理，廢水處理規模為333m3/h。高效沉淀池包括絮凝池、推流區及沉淀池，出水自流進入快濾池，其結構如圖2所示。

高效沉淀池的進水由電動閥控制，閥門之后安裝電磁流量計，用以測量廢水的流量，并控制混凝藥劑的投加量，沉淀池的出水管路上設置濁度儀，檢測處理后的水質情況。絮凝池設置慢速提升推流式攪拌機，將形成的礬花推流至斜管沉淀池完成泥水分離。沉淀池底部設置污泥泵，用來完成污泥的回流和排放。回流污泥管線上安裝污泥濃度計和電磁流量計，用來控制污泥回流量和剩余污泥的排放，剩余污泥排至位于脫水機房內的污泥儲池中。

2.3快濾池單元

圖3　快濾池立面布置示意圖

快濾池用于截留、吸附水中殘余的細小懸浮顆粒和石油類物質，同時去除部分有機物，以保證出水達標。快濾池為鋼結構，并進行防腐處理，廢水處理規模為333m3/h。濾池內部分為獨立運行的3格，出水自流進入活性炭濾池。

每格濾池設置水頭損失儀一臺，當濾池阻力增加，水頭損失儀達到設置值時，向PLC發出反洗指令，進入反洗隊列。濾池反洗水取自排放水池，氣源來自綜合操作間里的鼓風機，反洗排水自流排至低位的廢水池，其結構如圖3所示。

2.4活性炭濾池單元

圖4　活性炭濾池立面布置示意圖

活性炭濾池主要用于吸附水中殘余的石油類物質和微量有害物質，以確保出水達標。活性炭濾池為鋼結構，并進行防腐處理，廢水處理規模為333m3/h。每座濾池內部分為獨立運行的3格，出水自流進入排放水池。

每格濾池設置水頭損失儀一臺。當濾池阻力增加，水頭損失儀達到設置值時，向PLC發出反洗指令，進入反洗隊列。濾池反洗水取自排放水池，排至廢水池，反洗鼓風機和反洗泵與快濾池共用。

2.5排放水池單元

排放水池用于收集、暫存濾池出水，兼做濾池反洗水池，多余出水溢流排出站外。排放水池為矩形全地下式池體，池容滿足一臺水泵15min流量要求即可。池體上部是綜合操作間，便于反洗水泵的提升。

2.6廢水池單元

廢水池用于收集、暫存濾池反沖洗水、脫水機濾液，然后通過泵提返回高效沉淀池進水端。廢水池有效池容滿足收集一組濾池的反洗排水的需要即可，為60m3矩形全地下式池體，與排放水池聯建，設置污水提升泵2臺，由池內液位開關控制反洗水泵工作。

圖5　排放水池及廢水池平面布置示意圖

3營區生活污水處理

依據環評報告的要求，營區生活污水處理后要回用于道路抑塵灑水和綠化，不能外排。因此營區生活污水處理執行《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920-2002)的相關要求[2]，主要控制指標如表1所示。

表1　營區生活污水處理排放控制指標表

營區衛生間的尺寸根據服務人數確定，男廁按照每10人設一個蹲位，小便器與蹲位數量相同；女廁按照每5人設一個蹲位設計，衛生器具均采用節水型水沖廁所。依據各區域衛生間的服務人數和排水定額確定化糞池容積，化糞池水力停留時間24h，清掏周期180天。為防止一體化污水處理設備污堵，在化糞池出水區設置提籃格柵。

營區生活用水、衛生廢水及收集的雨水全部通過管道和地埋溝渠匯入污水處理站，營區生活污水處理站設置一體化污水處理裝置和調節池各一個，調節池用于暫存污水，水力停留時間為8h，出水經泵提進入一體化污水處理裝置。營區生活污水處理的工藝流程(見圖6)為：

(1)生活污水經化糞池處理后自流進入調節池，再經均質、均量后，污水經泵提升進入地埋式一體化污水處理設備。

(2)在一體化污水處理設備中，污水在微生物的同化與異化作用，污染物被降解轉化為二氧化碳、氮氣、細菌本體，污水被凈化。

圖6　營區生活污水處理工藝流程圖

(3)二沉池出水再經泵提升進入石英砂過濾器，進一步去除SS、COD等污染物質，濾后水自流進入中水池暫存；

(4)在中水池進水端投加消毒藥劑，保證回用水細菌指標達標，檢測合格后向各用水點供水。

(5)沉淀池的剩余污泥提升排入化糞池再行消解，殘余污泥利用化糞池定期清掏外運處置。

4施工區環境保護措施

施工區環境保護主要涉及噪聲污染、建筑垃圾、便道揚塵及渣場防護，根據不同類型采用不同的環保措施。

對于主要聲源為施工通風機和拌合站，施工通風機在尾部設置整音罩，以降低噪音分貝；對拌合樓進行封閉，既降低了噪音污染，又防止了揚塵污染。

建筑垃圾集中收集，定期外運至棄渣場。7號洞設計的王家河棄渣場至洞口距離為15.8km，為增強工效，在進場便道外側設置臨時轉渣場一處，洞內開挖石方先臨時棄于轉渣場，再外運至棄渣場。轉渣場坡腳設置重力式擋墻，坡面整體采用干碼片石防護，以防止渣料流失；轉渣場坡腳種植爬山虎予以綠化整個坡面，爬山虎采用植生袋扦插方式種植[3]。

施工便道采用人工清掃，并沿線設置噴灑管道，每6m設置一處360°旋轉噴頭，定期自動噴灑，噴灑水流來自一體化污水處理設備的中水池。

5環境監測及監督

為確保環境保護措施得力，項目部設置了獨立的環保部，由環保部負責各項規章制度的制定及主抓環保措施的具體落實。為實時監督污水處理效果，在出水口設置了太陽能監測儀，全天候對排入黑河的水流進行監控，防止環保事故的發生。

6結語

通過以上措施，引漢濟渭工程秦嶺7號洞主洞施工過程中，在環境保護工作上取得了一定的成績，達到了較好的效果，項目部被評為水利部“文明工地”稱號。經過現場實踐應用，并不斷總結分析，總結出了水源地隧洞施工中的一些環境保護經驗，為類似工程的施工提供了參考和借鑒，值得推廣應用。

參考文獻：

[1]國家環境保護總局.國家質量監督檢驗檢疫總局.GB3838-2002 地表水環境質量標準[S].北京:中國環境科學出版社,2002.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局. GB/T18920-2002 城市污水再生利用城市雜用水水質[S]. 北京:中國環境科學出版社,2002.

[3]李政辛，孫海燕.隧道工程測量的精度分析與測量方案設計[J].湖北民族學院學報(自然科學版)，2010，28(1)：93-97.

責任編輯：程艷艷

Practice of Tunnel Construction Environment Prevention in Heihe Water Source Areas

GAO Xiaolei

(No.2 Engineering Co.,Ltd., China Railway 17 Bureau Group， Xi′an 710043, China)

Abstract：Combining with the characteristics that the main tunnel of Qinling water delivery tunnels No.7 in the project of leading Han to Wei River is located in water source areas, this paper discusses the concrete construction measures and standards needed to be achieved in the process of construction from treatments of gushing water and sewage as well as environmental protection. By applying these measures, some achievements have been made in environmental protection work, experiences of tunnel construction in water source areas have been summed up, having good results.

Keywords：reservoir area; water source area; construction; environmental protection

中圖分類號：X3

文獻標志碼：A

文章編號：1009-3907(2016)02-0028-04

作者簡介：高曉雷(1983-)，男，遼寧朝陽人，工程師，主要從事隧道施工方面研究。

收稿日期：2015-10-18