黑河水源地隧洞施工环境保护实践

高晓雷

(中铁十七局集团 第二工程有限公司, 西安 710043)



黑河水源地隧洞施工环境保护实践

高晓雷

(中铁十七局集团 第二工程有限公司, 西安 710043)

摘要：结合引汉济渭工程秦岭输水隧洞7号洞主洞位于水源地的特点，从涌水处理、污水处理、环境保护及监测等四个方面，阐述了在隧洞施工过程中，水源地环境保护的具体施工措施及需要达到的标准。通过这些措施的应用，在环境保护工作上取得了一定的成绩，总结出了水源地隧洞施工中的一些环境保护经验，取得了良好的效果。

关键词：水库区；水源地；施工；环境保护

1工程概况

黑河水库位于陕西省西安市周至县秦岭山中，水库面积4.55平方公里，总库容2亿立方米。水库为西安市最主要的水源地，日供水能力110万吨，占全市供水总量的80%。为了保护水源地安全，西安市在黑河水源地设立了黑河公安分局负责治安和防控有毒有害危险品，西安市环保局设立了环保总站对水源地水质进行监测，西安市水务局下设水源地管理办公室，同时还颁布了《西安市黑河引水系统保护条例》、《西安市城市饮用水源污染防治管理条例》等地方法规。

引汉济谓工程秦岭输水隧洞7号洞洞口位于黑河水库上游6km处黑河右岸，斜井总长1877m，主洞全长8122m，其中向上游延伸3569m，下游延伸4553m。主洞段预测总正常涌水量6423m3/d，可能出现的总最大涌水量12846m3/d，安全生产及环境保护压力巨大，需进行专项环保治理。

2隧洞涌水处理

洞口设置一处规模为8000m3/d的涌水及施工废水处理站，出水水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅱ类水标准[1]后，排入黑河。废水处理采用“高效沉淀池+快滤池+活性炭滤池”工艺，所产生的污泥，经离心脱水机脱水后形成含水率小于70%的泥饼，外运至王家河弃渣场处置。

2.1综合操作间

综合操作间用于放置加药设备、反洗风机、污泥脱水设备以及PLC控制设备等，主要包含污泥脱水间、加药间、反洗风机房、配电间及控制室。控制室设置自控系统，主要完成各种画面的浏览及编辑报警，各种趋势图显示，设备的控制面板，用时间、事件或其它设备发出控制的基本单元机制，完成各种历史数据分析，统计过程控制，综合操作间及其设备布置如图1所示。

图1　综合操作间设备布置示意图

2.2高效沉淀池单元

混凝剂及絮凝剂与原水在高效沉淀池内完成混合、反应、絮凝过程，并在沉淀区完成泥水分离，用于去除原水中的悬浮物及大分子有机物。

图2　高效沉淀池立面布置示意图(①絮凝搅拌机、②刮泥机、③斜管)

高效沉淀池为钢结构，并进行防腐处理，废水处理规模为333m3/h。高效沉淀池包括絮凝池、推流区及沉淀池，出水自流进入快滤池，其结构如图2所示。

高效沉淀池的进水由电动阀控制，阀门之后安装电磁流量计，用以测量废水的流量，并控制混凝药剂的投加量，沉淀池的出水管路上设置浊度仪，检测处理后的水质情况。絮凝池设置慢速提升推流式搅拌机，将形成的矾花推流至斜管沉淀池完成泥水分离。沉淀池底部设置污泥泵，用来完成污泥的回流和排放。回流污泥管线上安装污泥浓度计和电磁流量计，用来控制污泥回流量和剩余污泥的排放，剩余污泥排至位于脱水机房内的污泥储池中。

2.3快滤池单元

图3　快滤池立面布置示意图

快滤池用于截留、吸附水中残余的细小悬浮颗粒和石油类物质，同时去除部分有机物，以保证出水达标。快滤池为钢结构，并进行防腐处理，废水处理规模为333m3/h。滤池内部分为独立运行的3格，出水自流进入活性炭滤池。

每格滤池设置水头损失仪一台，当滤池阻力增加，水头损失仪达到设置值时，向PLC发出反洗指令，进入反洗队列。滤池反洗水取自排放水池，气源来自综合操作间里的鼓风机，反洗排水自流排至低位的废水池，其结构如图3所示。

2.4活性炭滤池单元

图4　活性炭滤池立面布置示意图

活性炭滤池主要用于吸附水中残余的石油类物质和微量有害物质，以确保出水达标。活性炭滤池为钢结构，并进行防腐处理，废水处理规模为333m3/h。每座滤池内部分为独立运行的3格，出水自流进入排放水池。

每格滤池设置水头损失仪一台。当滤池阻力增加，水头损失仪达到设置值时，向PLC发出反洗指令，进入反洗队列。滤池反洗水取自排放水池，排至废水池，反洗鼓风机和反洗泵与快滤池共用。

2.5排放水池单元

排放水池用于收集、暂存滤池出水，兼做滤池反洗水池，多余出水溢流排出站外。排放水池为矩形全地下式池体，池容满足一台水泵15min流量要求即可。池体上部是综合操作间，便于反洗水泵的提升。

2.6废水池单元

废水池用于收集、暂存滤池反冲洗水、脱水机滤液，然后通过泵提返回高效沉淀池进水端。废水池有效池容满足收集一组滤池的反洗排水的需要即可，为60m3矩形全地下式池体，与排放水池联建，设置污水提升泵2台，由池内液位开关控制反洗水泵工作。

图5　排放水池及废水池平面布置示意图

3营区生活污水处理

依据环评报告的要求，营区生活污水处理后要回用于道路抑尘洒水和绿化，不能外排。因此营区生活污水处理执行《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)的相关要求[2]，主要控制指标如表1所示。

表1　营区生活污水处理排放控制指标表

营区卫生间的尺寸根据服务人数确定，男厕按照每10人设一个蹲位，小便器与蹲位数量相同；女厕按照每5人设一个蹲位设计，卫生器具均采用节水型水冲厕所。依据各区域卫生间的服务人数和排水定额确定化粪池容积，化粪池水力停留时间24h，清掏周期180天。为防止一体化污水处理设备污堵，在化粪池出水区设置提篮格栅。

营区生活用水、卫生废水及收集的雨水全部通过管道和地埋沟渠汇入污水处理站，营区生活污水处理站设置一体化污水处理装置和调节池各一个，调节池用于暂存污水，水力停留时间为8h，出水经泵提进入一体化污水处理装置。营区生活污水处理的工艺流程(见图6)为：

(1)生活污水经化粪池处理后自流进入调节池，再经均质、均量后，污水经泵提升进入地埋式一体化污水处理设备。

(2)在一体化污水处理设备中，污水在微生物的同化与异化作用，污染物被降解转化为二氧化碳、氮气、细菌本体，污水被净化。

图6　营区生活污水处理工艺流程图

(3)二沉池出水再经泵提升进入石英砂过滤器，进一步去除SS、COD等污染物质，滤后水自流进入中水池暂存；

(4)在中水池进水端投加消毒药剂，保证回用水细菌指标达标，检测合格后向各用水点供水。

(5)沉淀池的剩余污泥提升排入化粪池再行消解，残余污泥利用化粪池定期清掏外运处置。

4施工区环境保护措施

施工区环境保护主要涉及噪声污染、建筑垃圾、便道扬尘及渣场防护，根据不同类型采用不同的环保措施。

对于主要声源为施工通风机和拌合站，施工通风机在尾部设置整音罩，以降低噪音分贝；对拌合楼进行封闭，既降低了噪音污染，又防止了扬尘污染。

建筑垃圾集中收集，定期外运至弃渣场。7号洞设计的王家河弃渣场至洞口距离为15.8km，为增强工效，在进场便道外侧设置临时转渣场一处，洞内开挖石方先临时弃于转渣场，再外运至弃渣场。转渣场坡脚设置重力式挡墙，坡面整体采用干码片石防护，以防止渣料流失；转渣场坡脚种植爬山虎予以绿化整个坡面，爬山虎采用植生袋扦插方式种植[3]。

施工便道采用人工清扫，并沿线设置喷洒管道，每6m设置一处360°旋转喷头，定期自动喷洒，喷洒水流来自一体化污水处理设备的中水池。

5环境监测及监督

为确保环境保护措施得力，项目部设置了独立的环保部，由环保部负责各项规章制度的制定及主抓环保措施的具体落实。为实时监督污水处理效果，在出水口设置了太阳能监测仪，全天候对排入黑河的水流进行监控，防止环保事故的发生。

6结语

通过以上措施，引汉济渭工程秦岭7号洞主洞施工过程中，在环境保护工作上取得了一定的成绩，达到了较好的效果，项目部被评为水利部“文明工地”称号。经过现场实践应用，并不断总结分析，总结出了水源地隧洞施工中的一些环境保护经验，为类似工程的施工提供了参考和借鉴，值得推广应用。

参考文献：

[1]国家环境保护总局.国家质量监督检验检疫总局.GB3838-2002 地表水环境质量标准[S].北京:中国环境科学出版社,2002.

[2]国家质量监督检验检疫总局. GB/T18920-2002 城市污水再生利用城市杂用水水质[S]. 北京:中国环境科学出版社,2002.

[3]李政辛，孙海燕.隧道工程测量的精度分析与测量方案设计[J].湖北民族学院学报(自然科学版)，2010，28(1)：93-97.

责任编辑：程艳艳

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

中图分类号：X3

文献标志码：A

文章编号：1009-3907(2016)02-0028-04

作者简介：高晓雷(1983-)，男，辽宁朝阳人，工程师，主要从事隧道施工方面研究。

收稿日期：2015-10-18