跨庫(kù)區(qū)特大橋深水樁基施工水污染防治

袁飛云， 閆紅光， 汪興源, 劉柳先, 于建華

(1.四川藏區(qū)高速公路有限責(zé)任公司，四川成都 610041；2.四川瀘石高速公路有限責(zé)任公司，四川成都 610041； 3.四川交通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，四川成都 610041)

[通信作者]汪興源(1994—)，男，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)楦咚俟方ㄔO(shè)管理。

1 工程概況

四川省瀘定至石棉高速公路(以下簡(jiǎn)稱“瀘石高速”)是《四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(2019—2035年)》規(guī)劃的重要組成部分，雅康、雅西兩條高速公路之間的連接線，路線走向沿大渡河兩岸布設(shè)，四跨大渡河。項(xiàng)目北起甘孜州瀘定縣，往南經(jīng)冷磧、海螺溝景區(qū)、得妥、王崗坪、安順到達(dá)雅安市石棉縣，接雅西高速，全長(zhǎng)96.5 km，雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，橋隧比86.5%，設(shè)互通立交7處、服務(wù)區(qū)3處，概算總投資約174億元。得妥特大橋位于四川省甘孜藏族自治州瀘定縣得妥鄉(xiāng)境內(nèi)，其中瀘定岸位于得妥鄉(xiāng)繁榮村境內(nèi)，石綿岸位于得妥鄉(xiāng)。橋梁左幅起點(diǎn)樁號(hào)K45+610.00，止點(diǎn)樁號(hào) k47+068.48，左幅橋梁全長(zhǎng)1 458.48 m。橋梁右幅起點(diǎn)樁號(hào)K45+610.00，止點(diǎn)樁號(hào) K47+128.48，右幅橋梁全長(zhǎng)1518.48 m。左幅跨徑布置為(7×40 m)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁+(4×72 m+5×70 m)鋼箱+(18×30 m)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 梁。右幅跨徑布置為(7×40 m)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁+(4×72 m+5×70 m)鋼箱梁+(20×40 m)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。其主墩采用桁式墩(9#、10#、11#墩處于河道內(nèi))，為鋼管混凝土墩，墩臺(tái)采用無(wú)承臺(tái)樁基礎(chǔ)(圖1)。

圖1 得妥特大橋跨河段立面布置

2 環(huán)水保工作重點(diǎn)難點(diǎn)

瀘石高速得妥特大橋位于大渡河大崗山水電站庫(kù)區(qū)上游，近鄰貢嘎山風(fēng)景名勝區(qū)，屬長(zhǎng)江上游水源保護(hù)地，區(qū)域生態(tài)環(huán)境極其脆弱，易造成不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)危害[1-4]。

四川甘孜藏族自治州瀘定縣位于四川省西部，青藏高原東南緣，屬于高原山地氣候，其特點(diǎn)是氣溫低、冬季長(zhǎng)、降水少、日照足。大渡河水系水源為高山融雪水，每年7～8月份為汛期，水流極其湍急，極易造成水土流失，給環(huán)水保工作帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)[5-8]。

大橋有三排主墩涉水施工，施工工藝采用沖擊鉆沖孔，若施工操作不當(dāng)，極易造成大渡河局部水域污染，影響水域生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致不良影響[10]。

得妥特大橋兩岸均臨近國(guó)道，廠區(qū)施工場(chǎng)地狹窄，同時(shí)還需在兩岸廠區(qū)內(nèi)施工引橋橋墩，場(chǎng)地布設(shè)條件受限對(duì)廠區(qū)整體規(guī)劃提出了極高的要求。

3 項(xiàng)目建設(shè)環(huán)境保護(hù)管理

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

得妥特大橋總長(zhǎng)度1 518.48 m，最大跨徑72 m，工程規(guī)模屬特大橋，防洪標(biāo)準(zhǔn)300年一遇。為保證行洪需求，結(jié)合橋梁抗震設(shè)計(jì)，得妥特大橋主橋橋墩在結(jié)構(gòu)形式上，取消了橋梁承臺(tái)，選用樁基礎(chǔ)直接連接桁式墩，在結(jié)構(gòu)上最大程度地減小對(duì)大渡河行洪的影響[10]。

3.2 優(yōu)化廠區(qū)規(guī)劃

得妥特大橋?yàn)o定岸設(shè)一個(gè)面積約7 550 m2臨時(shí)施工場(chǎng)地，廠區(qū)內(nèi)除引橋樁基沖孔位置外全部硬化，場(chǎng)地硬化澆筑混凝土厚度20 cm。設(shè)置五級(jí)沉淀池(一級(jí)沉淀池容量150 m3，其余50 m3)、DWYZ200 壓濾機(jī)及 DWYZ200 振動(dòng)篩泥漿罐，主要用于得妥特大橋樁基泥漿循環(huán)及水處理。廠區(qū)內(nèi)規(guī)劃了班組班前宣講臺(tái)、工藝展示區(qū)、全自動(dòng)洗車設(shè)備、圍欄噴淋系統(tǒng)(圖2)。

圖2 瀘定岸臨時(shí)施工區(qū)平面布置

3.3 優(yōu)化工藝流程

3.3.1 水下鉆孔灌注樁沖孔階段泥漿分離工藝

得妥特大橋水下鉆孔灌注樁沖孔施工階段，采用一臺(tái)泥漿泵抽取孔內(nèi)泥漿至振動(dòng)篩，實(shí)現(xiàn)渣料和泥漿分離，泥漿通過泥漿溝槽流入相鄰未開孔鋼護(hù)筒內(nèi)，施工至最后一根樁基階段時(shí)，額外配置鋼箱作為循漿池使用，確保沖孔階段泥漿“零排放”。水中樁基沖孔階段的泥漿分離示意如圖3所示。

3.3.2 水下鉆孔灌注樁澆筑階段泥漿分離工藝

得妥特大橋水中樁基澆筑階段，在樁基開始澆筑之前提前通過DWYZ200 壓濾機(jī)處理完一級(jí)二級(jí)沉淀池內(nèi)全部泥漿；針對(duì)澆筑中溢出泥漿，通過泵送系統(tǒng)將泥漿轉(zhuǎn)運(yùn)至一級(jí)沉淀池，二級(jí)沉淀池空置備用以免壓濾效率不足導(dǎo)致泥漿外溢，通過泥漿泵將一級(jí)沉淀池內(nèi)泥漿通過管道抽到 DWYZ200 壓濾機(jī)及DWYZ200 振動(dòng)篩泥漿罐，實(shí)現(xiàn)泥漿和水的分離，壓縮出的泥餅可回收利用或者統(tǒng)一運(yùn)輸至棄土場(chǎng)填埋，分離出的清水排放至五級(jí)沉淀池，經(jīng)過處理后可循環(huán)利用于全自動(dòng)洗輪機(jī)、噴淋系統(tǒng)、霧炮機(jī)及灑水車(圖4～圖6)。

圖3 水下鉆孔灌注樁沖孔階段泥漿分離

圖4 壓濾機(jī)(間歇式過濾設(shè)備)

1.固廢收集罐 2.脫水篩 3.調(diào)漿罐 4.固液分離撬裝裝置 5.清水收集罐 6.皮帶輸送機(jī) 7. 泥餅收集罐圖5 壓濾機(jī)(間歇式過濾設(shè)備)平面

圖6 澆筑階段泥漿處理施工工藝流程

其工藝流程：水中鉆孔灌注樁廢棄泥漿通過潛污泵輸送到車載式灌注樁廢棄泥漿處理設(shè)備振動(dòng)篩，先將廢棄泥漿匯總泥砂等粗大顆粒物篩選出來(lái)，并輸送到泥砂儲(chǔ)存罐中，廢棄泥漿的漿水由振動(dòng)篩下部流入到廢棄泥漿調(diào)漿罐中。廢棄泥漿在調(diào)漿罐中經(jīng)過加藥調(diào)后，由脫水裝置進(jìn)料泵將泥漿輸送到壓濾機(jī)脫水撬裝設(shè)備中進(jìn)行固液分離。固液分離后的澄清濾液可外排或輸送到濾液儲(chǔ)存罐中。固液分離后產(chǎn)生的泥餅落入到壓濾機(jī)下部皮帶輸送機(jī)上，再由皮帶輸送機(jī)將泥餅輸送到泥餅儲(chǔ)存罐中。該泥餅可用于施工現(xiàn)場(chǎng)做回填土或綠化用土使用，實(shí)現(xiàn)了泥漿“變廢為寶”(圖7)。

圖7 泥漿及污水處理流程示意

水中的鉆孔灌注樁澆筑階段，利用泥漿泵將護(hù)筒內(nèi)的多余泥漿抽回至岸邊的第一級(jí)沉淀池，而后通過泥漿分離器進(jìn)行分離，將分離后的水放入第二級(jí)沉淀池，經(jīng)過五級(jí)沉淀后可以進(jìn)行場(chǎng)區(qū)內(nèi)的循環(huán)利用水。同時(shí)場(chǎng)區(qū)內(nèi)的污水及雨水通過排水溝和排水管進(jìn)入第一級(jí)沉淀池再進(jìn)行處理，達(dá)到污水“零排放”的要求。

3.3.3 旱樁沖孔及澆筑階段泥漿分離工藝

得妥特大橋引橋樁基沖孔施工階段，為防止循漿階段泥漿滲漏，設(shè)置鋼箱循漿泥漿池不小于25 m3，樁基流入鋼箱泥漿池區(qū)域采用水泥砂漿抹底防滲漏。澆筑階段采用水中澆筑階段泥漿分離工藝(圖8)。

圖8 引橋樁基沖孔循漿系統(tǒng)實(shí)景

3.4 環(huán)水保監(jiān)控系統(tǒng)

得妥特大橋引入招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司開發(fā)的招商環(huán)保云管家數(shù)字化信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括首頁(yè)、系統(tǒng)管理、消息提醒、信息管理、環(huán)保政策、項(xiàng)目管理、過程控制、竣工驗(yàn)收8個(gè)部分內(nèi)容，可以讓建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位隨時(shí)掌握施工現(xiàn)場(chǎng)施工現(xiàn)狀。針對(duì)環(huán)水保施工敏感環(huán)節(jié)，可以設(shè)置重點(diǎn)監(jiān)控畫面，記錄生產(chǎn)廢水排放或地表水體影響，通過安裝GPS定位儀，樁基位置如突發(fā)泥漿泄露，該系統(tǒng)可以第一時(shí)間通知各方參建單位責(zé)任人，第一時(shí)間開展相關(guān)搶救措施(圖9)。

圖9 環(huán)水保監(jiān)控系統(tǒng)界面

4 環(huán)水保突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案

環(huán)水保工作預(yù)防大于整改，因此在得妥特大橋開工之前，建設(shè)單位、監(jiān)理單位及施工單位針對(duì)環(huán)水?？赡馨l(fā)生的突發(fā)事件制訂了相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。

得妥特大橋環(huán)水保應(yīng)急預(yù)案針對(duì)主墩涉水樁基沖孔階段，沖孔樁位旁常備抽水泵2臺(tái)，管道直接一級(jí)沉淀池，如若發(fā)生鋼護(hù)筒內(nèi)泥漿外泄，第一時(shí)間抽取鋼護(hù)筒內(nèi)泥漿，用清水回填鋼護(hù)筒，保持鋼護(hù)筒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并立即更換鋼護(hù)筒。

針對(duì)主墩涉水樁基澆筑階段，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置2臺(tái)抽水泵及管道系統(tǒng)，泵送泥漿至一級(jí)沉淀池，如若一臺(tái)抽水泵或管道系統(tǒng)故障，另一臺(tái)抽水泵及管道系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足不小于30 m3/h泵送量。

5 結(jié)束語(yǔ)

為降低高速公路橋梁建設(shè)中對(duì)環(huán)境的破壞，瀘石高速建設(shè)之初，建設(shè)單位對(duì)參建單位提出了高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)水保要求，并加強(qiáng)對(duì)施工單位人員的宣貫，要求施工單位能夠從根本上認(rèn)識(shí)到環(huán)水保的重要性，提高全員的環(huán)水保意識(shí)；其次確保環(huán)水保資金投入到位，積極了解并引進(jìn)環(huán)水保相關(guān)先進(jìn)設(shè)備或工法，靈活組合使用各類設(shè)備達(dá)到因地制宜的解決環(huán)水保難題；最后要做到預(yù)防在前，環(huán)水保問題預(yù)防大于事后整改，各參建單位應(yīng)當(dāng)建立起完善的自檢流程，小事當(dāng)問題處理、問題當(dāng)事故處理。總而言之，環(huán)水保工作與工程安全、質(zhì)量及進(jìn)度同樣重要，并且緊密相連，修路架橋可造福社會(huì)，環(huán)境保護(hù)更是功在當(dāng)代、利在千秋，高速公路各方參建者應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到環(huán)水保工作的重要性，真正地將“綠水青山就是金山銀山”的理念落實(shí)到實(shí)處。