跨库区特大桥深水桩基施工水污染防治

袁飞云， 闫红光， 汪兴源, 刘柳先, 于建华

(1.四川藏区高速公路有限责任公司，四川成都 610041；2.四川泸石高速公路有限责任公司，四川成都 610041； 3.四川交通建设集团股份有限公司，四川成都 610041)

[通信作者]汪兴源(1994—)，男，硕士，助理工程师，研究方向为高速公路建设管理。

1 工程概况

四川省泸定至石棉高速公路(以下简称“泸石高速”)是《四川省高速公路网规划(2019—2035年)》规划的重要组成部分，雅康、雅西两条高速公路之间的连接线，路线走向沿大渡河两岸布设，四跨大渡河。项目北起甘孜州泸定县，往南经冷碛、海螺沟景区、得妥、王岗坪、安顺到达雅安市石棉县，接雅西高速，全长96.5 km，双向四车道，设计时速80 km/h，桥隧比86.5%，设互通立交7处、服务区3处，概算总投资约174亿元。得妥特大桥位于四川省甘孜藏族自治州泸定县得妥乡境内，其中泸定岸位于得妥乡繁荣村境内，石绵岸位于得妥乡。桥梁左幅起点桩号K45+610.00，止点桩号 k47+068.48，左幅桥梁全长1 458.48 m。桥梁右幅起点桩号K45+610.00，止点桩号 K47+128.48，右幅桥梁全长1518.48 m。左幅跨径布置为(7×40 m)预应力混凝土简支T梁+(4×72 m+5×70 m)钢箱+(18×30 m)预应力混凝土简支 T 梁。右幅跨径布置为(7×40 m)预应力混凝土简支T梁+(4×72 m+5×70 m)钢箱梁+(20×40 m)预应力混凝土简支T梁。其主墩采用桁式墩(9#、10#、11#墩处于河道内)，为钢管混凝土墩，墩台采用无承台桩基础(图1)。

图1 得妥特大桥跨河段立面布置

2 环水保工作重点难点

泸石高速得妥特大桥位于大渡河大岗山水电站库区上游，近邻贡嘎山风景名胜区，属长江上游水源保护地，区域生态环境极其脆弱，易造成不可逆转的生态危害[1-4]。

四川甘孜藏族自治州泸定县位于四川省西部，青藏高原东南缘，属于高原山地气候，其特点是气温低、冬季长、降水少、日照足。大渡河水系水源为高山融雪水，每年7～8月份为汛期，水流极其湍急，极易造成水土流失，给环水保工作带来了很大的挑战[5-8]。

大桥有三排主墩涉水施工，施工工艺采用冲击钻冲孔，若施工操作不当，极易造成大渡河局部水域污染，影响水域生态环境，导致不良影响[10]。

得妥特大桥两岸均临近国道，厂区施工场地狭窄，同时还需在两岸厂区内施工引桥桥墩，场地布设条件受限对厂区整体规划提出了极高的要求。

3 项目建设环境保护管理

3.1 优化设计

得妥特大桥总长度1 518.48 m，最大跨径72 m，工程规模属特大桥，防洪标准300年一遇。为保证行洪需求，结合桥梁抗震设计，得妥特大桥主桥桥墩在结构形式上，取消了桥梁承台，选用桩基础直接连接桁式墩，在结构上最大程度地减小对大渡河行洪的影响[10]。

3.2 优化厂区规划

得妥特大桥泸定岸设一个面积约7 550 m2临时施工场地，厂区内除引桥桩基冲孔位置外全部硬化，场地硬化浇筑混凝土厚度20 cm。设置五级沉淀池(一级沉淀池容量150 m3，其余50 m3)、DWYZ200 压滤机及 DWYZ200 振动筛泥浆罐，主要用于得妥特大桥桩基泥浆循环及水处理。厂区内规划了班组班前宣讲台、工艺展示区、全自动洗车设备、围栏喷淋系统(图2)。

图2 泸定岸临时施工区平面布置

3.3 优化工艺流程

3.3.1 水下钻孔灌注桩冲孔阶段泥浆分离工艺

得妥特大桥水下钻孔灌注桩冲孔施工阶段，采用一台泥浆泵抽取孔内泥浆至振动筛，实现渣料和泥浆分离，泥浆通过泥浆沟槽流入相邻未开孔钢护筒内，施工至最后一根桩基阶段时，额外配置钢箱作为循浆池使用，确保冲孔阶段泥浆“零排放”。水中桩基冲孔阶段的泥浆分离示意如图3所示。

3.3.2 水下钻孔灌注桩浇筑阶段泥浆分离工艺

得妥特大桥水中桩基浇筑阶段，在桩基开始浇筑之前提前通过DWYZ200 压滤机处理完一级二级沉淀池内全部泥浆；针对浇筑中溢出泥浆，通过泵送系统将泥浆转运至一级沉淀池，二级沉淀池空置备用以免压滤效率不足导致泥浆外溢，通过泥浆泵将一级沉淀池内泥浆通过管道抽到 DWYZ200 压滤机及DWYZ200 振动筛泥浆罐，实现泥浆和水的分离，压缩出的泥饼可回收利用或者统一运输至弃土场填埋，分离出的清水排放至五级沉淀池，经过处理后可循环利用于全自动洗轮机、喷淋系统、雾炮机及洒水车(图4～图6)。

图3 水下钻孔灌注桩冲孔阶段泥浆分离

图4 压滤机(间歇式过滤设备)

1.固废收集罐 2.脱水筛 3.调浆罐 4.固液分离撬装装置 5.清水收集罐 6.皮带输送机 7. 泥饼收集罐图5 压滤机(间歇式过滤设备)平面

图6 浇筑阶段泥浆处理施工工艺流程

其工艺流程：水中钻孔灌注桩废弃泥浆通过潜污泵输送到车载式灌注桩废弃泥浆处理设备振动筛，先将废弃泥浆汇总泥砂等粗大颗粒物筛选出来，并输送到泥砂储存罐中，废弃泥浆的浆水由振动筛下部流入到废弃泥浆调浆罐中。废弃泥浆在调浆罐中经过加药调后，由脱水装置进料泵将泥浆输送到压滤机脱水撬装设备中进行固液分离。固液分离后的澄清滤液可外排或输送到滤液储存罐中。固液分离后产生的泥饼落入到压滤机下部皮带输送机上，再由皮带输送机将泥饼输送到泥饼储存罐中。该泥饼可用于施工现场做回填土或绿化用土使用，实现了泥浆“变废为宝”(图7)。

图7 泥浆及污水处理流程示意

水中的钻孔灌注桩浇筑阶段，利用泥浆泵将护筒内的多余泥浆抽回至岸边的第一级沉淀池，而后通过泥浆分离器进行分离，将分离后的水放入第二级沉淀池，经过五级沉淀后可以进行场区内的循环利用水。同时场区内的污水及雨水通过排水沟和排水管进入第一级沉淀池再进行处理，达到污水“零排放”的要求。

3.3.3 旱桩冲孔及浇筑阶段泥浆分离工艺

得妥特大桥引桥桩基冲孔施工阶段，为防止循浆阶段泥浆渗漏，设置钢箱循浆泥浆池不小于25 m3，桩基流入钢箱泥浆池区域采用水泥砂浆抹底防渗漏。浇筑阶段采用水中浇筑阶段泥浆分离工艺(图8)。

图8 引桥桩基冲孔循浆系统实景

3.4 环水保监控系统

得妥特大桥引入招商局重庆交通科研设计院有限公司开发的招商环保云管家数字化信息系统，该系统包括首页、系统管理、消息提醒、信息管理、环保政策、项目管理、过程控制、竣工验收8个部分内容，可以让建设单位、监理单位、施工单位随时掌握施工现场施工现状。针对环水保施工敏感环节，可以设置重点监控画面，记录生产废水排放或地表水体影响，通过安装GPS定位仪，桩基位置如突发泥浆泄露，该系统可以第一时间通知各方参建单位责任人，第一时间开展相关抢救措施(图9)。

图9 环水保监控系统界面

4 环水保突发事件应急预案

环水保工作预防大于整改，因此在得妥特大桥开工之前，建设单位、监理单位及施工单位针对环水保可能发生的突发事件制订了相应应急预案。

得妥特大桥环水保应急预案针对主墩涉水桩基冲孔阶段，冲孔桩位旁常备抽水泵2台，管道直接一级沉淀池，如若发生钢护筒内泥浆外泄，第一时间抽取钢护筒内泥浆，用清水回填钢护筒，保持钢护筒结构稳定，并立即更换钢护筒。

针对主墩涉水桩基浇筑阶段，现场设置2台抽水泵及管道系统，泵送泥浆至一级沉淀池，如若一台抽水泵或管道系统故障，另一台抽水泵及管道系统应能够满足不小于30 m3/h泵送量。

5 结束语

为降低高速公路桥梁建设中对环境的破坏，泸石高速建设之初，建设单位对参建单位提出了高标准的环水保要求，并加强对施工单位人员的宣贯，要求施工单位能够从根本上认识到环水保的重要性，提高全员的环水保意识；其次确保环水保资金投入到位，积极了解并引进环水保相关先进设备或工法，灵活组合使用各类设备达到因地制宜的解决环水保难题；最后要做到预防在前，环水保问题预防大于事后整改，各参建单位应当建立起完善的自检流程，小事当问题处理、问题当事故处理。总而言之，环水保工作与工程安全、质量及进度同样重要，并且紧密相连，修路架桥可造福社会，环境保护更是功在当代、利在千秋，高速公路各方参建者应当充分认识到环水保工作的重要性，真正地将“绿水青山就是金山银山”的理念落实到实处。