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(guò)泥漿溝槽流入相鄰未開(kāi)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(kāi)始澆筑之前提前通過(guò)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(guò)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(guò)泥漿泵將一級(jí)沉淀池內(nèi)泥漿通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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(huà)面，記錄生產(chǎn)廢水排放或地表水體影響，通過(guò)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(kāi)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(kāi)工之前，建設(shè)單位、監(jiān)理單位及施工單位針對(duì)環(huán)水保可能發(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(wèn)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(wèn)題處理、問(wèn)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。