中老铁路隧道盐岩弃渣对环境影响及处置对策

赵全超，张 宇

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)

0 引言

随着我国铁路建设的快速发展，环境保护是铁路工程建设领域中一个不可或缺的组成部分，对保护和改善生活环境与生态环境、防治污染和其他公害、保障人体健康、促进社会发展具有重要的意义。环境保护工作贯穿于铁路工程建设的全过程，对全面贯彻落实国家环境保护法律、法规及政策起到重要作用。如何科学合理的处理铁路隧道盐岩弃渣是摆在我们面前非常突出的问题。

本文以中老铁路友谊隧道盐岩弃渣的弃置方案作为工程实例，探讨盐岩类弃渣场的位置选择、污染防治、环境保护的原则及处置措施[1-3]。

1 工程概况

1.1 隧道概况

友谊隧道是中(中国)老(老挝)铁路连接中老两国的跨境隧道，设计时速160 km/h单线隧道，隧道全长9 595.407 m，其中中国境内长度7 170.407 m，老挝境内长度2 425 m。洞内铺设有砟道床，隧道最大埋深约243 m。

1.2 地形地貌及地质概况

1.2.1 地形地貌

隧址区属中低山剥蚀地貌，地面高程769 m～1 100 m，山间浅沟发育，部分沟槽平坦宽缓。坡面植被发育，基岩部分裸露，洞身低洼平缓处被垦为旱地。洞身部分有乡村便道相通。

1.2.2 地质概况

本隧穿越主要地层岩性为下第三系大湾塘组下段(E2-3d1)砾岩夹石英砂岩，小丫口组下段(E2x1)砂岩、石英砂岩夹泥岩，勐野井组(E1m)泥岩夹砂岩、砾岩、盐岩(含石膏)。隧道洞身发育有班博腾断层，断层走向N70°W，地表风化层厚，其余地段为单斜构造[4]。

2 友谊隧道(国内段)盐岩类型及其分布形态

2.1 盐岩的类型及成分

盐岩根据主要化学成分可分为氯盐类、硫酸盐类和碳酸盐类盐岩。各类盐岩的代表性盐岩种类见表1。

表1 盐岩的分类

2.2 友谊隧道(国内段)揭示的盐岩分布形态

友谊隧道施工过程中揭示盐岩主要为石膏、石盐为代表的氯盐类及硫酸盐类盐岩，主要分布情况如下：

1)隧道揭示含石膏呈条带状、细脉状、斑点状、透镜体状的附着、夹杂于基岩中，石膏厚1 mm～40 mm，含量(质量分数)1%～15%不等，长1 512 m。

2)隧道揭示岩盐按含量、产出形态等特征本隧(国内段)分为低岩盐含量段、较高岩盐含量段。

a.低岩盐含量段：长120 m，分布于隧道靠近国境线附近，岩盐呈细小斑点、晶片状产出，围岩中含岩盐量低，约占1%～10%，岩盐主要呈细小斑点状附着于岩面上或夹杂于岩块中，见图1。

b.较高岩盐含量段：长317.407 m，分布于隧道国境线附近，岩盐呈薄～厚层状产出，含量(质量分数)占掌子面的60%～70%，见图2。

3 盐岩弃渣对环境的危害

通过调研山西中南部铁路大通道南吕梁山隧道、成昆复线永广段骄子山隧道等施工过程中均揭示有石膏、膏溶角砾岩、芒硝、盐岩等具有膨胀性、高侵蚀性的特殊岩土。根据国内类似工程经验，含盐类隧道弃渣危害主要表现为：

1)岩盐渣场自身不可绿化或复垦。

高盐度盐碱土抑制植物的生长。盐碱土中所含的盐类,主要是由四种阴离子(Cl-,SO42-,CO32-,HCO3-)和三种阳离子(Na+,Ca2+,Mg2+)组合而成。植物由于生长在高盐度生境而受到的高渗透势的影响被定义为盐胁迫，盐胁迫几乎影响植物所有的重要生命过程。

2)盐渣溶蚀后盐水流失渣场附近土壤或河流中，造成附近土壤盐渍化及影响河流生态环境。

土壤盐渍化是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中的过程。若将弃渣场完全暴露在地表，雨淋日晒，表层渣土将风化开裂甚至呈粉末状，加上水分大量蒸发，渣场表层将会析出一层白色的盐结晶，形成白色视觉污染(如图3所示)。

3)盐类物质溶解后，特别是暴雨时，其溶解速率极快，盐渣溶解随水流失后，弃渣体发生滑动，渣场的整体稳定性将受影响，存在安全隐患。

4 盐岩弃渣的处置措施

4.1 弃渣位置的选择

根据相关法律法规、技术规范及建设项目工程特点，弃渣场选址一般原则如下：

1)严禁对公共设施、基础设施、工业企业、居民区域等有重大影响的区域设置弃渣场。

2)严禁在生态红线区、自然保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区、世界文化和自然遗产地、文物保护单位等环境敏感区设置弃渣场。

3)不得在国家重要湿地、基本农田、森林公园、地质公园、生态公益林、沿海滩涂等环境敏感区内设置弃渣场，必要时需征得主管部门同意，并取得相关许可意见。

4)涉及河道的应符合河流防护规划和治导线的规定，不得设置在河道、湖泊和建成水库管理范围内。

5)弃渣场选址应避开滑坡、岩堆等不良地质条件地段，不宜设置在泥石流易发区；应避开铁路安全保护区，不得在线路上游、距离线路较近，不得对隧道造成偏压影响等。

考虑到盐岩的强溶解性、强侵蚀性、膨胀性的特征，同时为避免岩盐弃渣对周边生态环境的危害，盐岩弃渣需进行单独堆放，尽量远离河流、湖泊、水库等饮用水源上游及居民生产生活区。

友谊隧道(国内段)开挖盐岩弃渣约4万m3(实方)，单独选取弃渣位置弃置，弃渣场位于线路附近某自然沟槽槽内，占地约1.2 hm2。弃渣场平面布置示意图见图4。

4.2 弃渣场排水系统及挡护工程

1)弃渣前先施作坡面来水沟截水沟，以防止弃渣施工期间雨季冲刷造成弃渣流失污染环境；渣场坡面来水侧距弃渣范围1 m～3 m设置C25混凝土截水天沟。

2)渣场坡脚设置重力式挡渣墙，考虑到盐岩渣体的强侵蚀性，墙身材料采用C40混凝土，挡墙基底应进入基岩地层。

3)为降低渣场中盐岩渣体对挡渣墙墙体及周边环境的影响，结合后续生态恢复的防渗漏措施，挡渣墙不设置泄水孔；渣场底部不设置碎石盲沟，并采取防渗漏特殊处理；弃渣完毕后渣场顶面设置0.3%排水坡度避免积水下渗。

4)对渣场内原地表植被及腐殖土进行清除，按“先挡后弃”的原则分层逐级弃渣，每层弃渣厚度不超过50 cm，利用弃渣车辆及铲平车辆进行适当碾压。

4.3 生态恢复及环保措施

1)表土剥离及保存。

弃渣场范围内表土遵循“按需剥离”的原则开展表土剥离，可按厚30 cm～50 cm开展表土剥离，并利用取弃土场所在场地集中设置表土堆放场；表土堆放场应采取临时拦挡、排水、苫盖和绿化防护措施[5]。

2)防渗下垫层。

场地平整后铺设高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作为下垫层，防止岩盐弃渣对地下水的污染和渗透。

3)反盐治理生态恢复措施。

反盐治理方案主要包括建立土工膜阻隔蒸发层和排水层进行反盐改良，以及进行绿化土层的表土覆盖和植被恢复(见图5)。由于弃渣场自下而上弃渣，采用动态生态恢复，即形成了一级平台后就对渣场平台采取反盐治理生态恢复措施，及时进行生态恢复，不再等到弃渣完成后再恢复。在弃渣堆置过程中仍会产生少量含盐废水，为了减缓对周边环境的影响，应加强地表截排水的设置，避免汇水进入弃渣场，并设置临时调节池对含盐废水进行收集和处理。

5 整治效果评价

友谊隧道盐岩弃渣场通过上述生态恢复及环保措施的实施，根据多次现场核查情况，该弃渣场附近未出现河流、水塘及地下水水质污染现象，且渣场表层绿化、植被生长效果良好，与周边环境协调(见图6)，达到了防治污染、环境保护的目的[6]。

6 结语

1)隧道弃渣场是隧道工程设计的一个重要环节，针对特殊岩土弃渣的危害，更应该引起足够的重视。弃渣位置的选择、处置措施的合理得当，将直接影响到周边生态环境及居民正常的生产、生活。2)本文重点对友谊隧道盐岩弃渣处置措施进行阐述，避免了弃渣场水土流失及造成周边河流水质污染、土壤盐渍化等危害的发生。隧道施工和运营过程中，应结合隧道穿越盐岩地层的长度、分布范围、排水口和水体距离、隧道涌水量和含盐量等因素，综合确定施工期间盐废水的处理措施和运营期间排水方案。3)通过对隧道盐岩弃渣选址原则、排水系统、挡护工程、生态恢复及环保措施的探讨，本隧盐岩弃渣处理方案可为类似特殊岩土弃渣处置的设计和施工提供借鉴和参考。