隧道施工废水处理技术研究

隧道施工废水处理技术研究

余强平

中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西 西安 710038

摘要：铁路隧道施工过程中会产生大量的污水。假如现场施工造成的废水未获得正确处理，将严重污染周遭环境或引起负面影响。因为铁路交通隧道工程的独特性，隧道工程中会形成许多污水排放。假如这些污水井无法获得合理解决，就会产生水污染，甚至污染周围环境。本文对此进行了探讨，希望能为相关研究提供参考。

关键词：铁路施工；污水处理；施工污水

引言

隧道不仅有效地利用了地下空间，而且解决了交通问题。特别是在中国西南部，由于山区的阻隔，两个城区之间的交通非常不便，因此隧道施工已成为最佳选择。隧道施工废水主要包括隧道进口、隧道施工废水、雨水、生活废水等，如果隧道废水未经处理直接排放，将对周围生态环境产生影响。

1.隧道施工废水水质特性

（1）主要污染物为SS、油气类和TN，当中公路隧道现场施工污水中石油类和TN浓度相对较高，而铁路运输隧道工程污水和地铁中SS浓度相对高。参照现场勘察，造成上述差异的主要原因是公路隧道施工现场内外车辆较多，施工炸药用量较大，造成油类污染和TN指标偏高；地铁采用明挖法，大部分机械设备在地面上，油料较少；铁路隧道施工过程中产生的废水量大，会产生一定的稀释作用，导致指标偏低。

（2） 废水的质量和数量不稳定，施工现场在不同时间变化很大。受不同地质条件和地下水位的影响，不同施工现场产生的废水量会不同，不同施工方法产生的废水量也会不同。即使是同一个施工现场，废水流量和水质在不同时期也会发生重大变化。隧道施工过程中，经常会发生突发性进水，造成滑坡、沉降、滑坡等严重灾害。水量的不稳定将给水质处理带来很大困难。然而，考虑到隧道进水口是一种异常现象，这种情况下的主要考虑因素通常是救援，如果处理废水不再重要，那么我们只能考虑在正常施工条件下处理废水。

2.隧道施工废水对水环境的影响分析

2.1固体物质的影响

隧道工程污水对水体的最严重危害源自进入到水质的大批颗粒状固体化合物。按照监测数据结果，SS（悬浮固体）超出规定值7倍。液体中固体物质含量过高将转变各种植物、无脊椎动物和两栖动物的结构组成和自然生长。根据国外研究数据，SS浓度高于2000mg/L会导致衰老鱼类死亡，直接影响水生生物。此外，浓度过高的固体物质会减少水的透明性，造成水的浊度波动。河水底端淤积的相当数量固体物质将转变原始状态底栖生物的群落，并造成很多与河底沉积有关系的问题。对河底沉积最常见的物理影响是，固体物质沉降覆盖住了关键的鱼类产卵场，进而摧毁了水生动物的存活和捕食生活环境。对河底沉积最常见的化学影响源自沉积物小颗粒中的有机碳化合物，这是需要损耗液体中的溶氧，进而转变液体中的碱度。不过，隧道工程污水中的主要污染物基本是无机化合物，这些化合物对水环境的化学性质是没有显著危害，但关键会影响物理性质。

2.2好氧物质的影响

大部分耗氧化合物都是有机物质，进入到水体中后，在细菌的效用下被还原为简单无机化合物。期间，必需耗损水里溶解的氧气，会导致液体中溶解的含氧量减少，并会影响生物在液体中的生存条件。监测数据结果表示，隧道工程污水中的污染物质大部分为无机物，有机物含量不是很高。所以，隧道工程污水中的好氧物质一般不会对水环境造成比较严重危害，能被自然环境接收。

2.3微生物影响

隧道施工现场废水对地表水体微生物的影响也是一个主要的公共卫生问题。特别是施工现场的大量人类粪便含有病原菌和病毒，进入水体后会带来严重的疾病，威胁人类健康。当人类接触到这些水体时，会接触到这些病原微生物，因此存在感染风险。由于基本上无法将病原微生物引入隧道施工废水中，因此不存在感染疾病的风险。

3.隧道施工废水处理中存在的问题

地下隧道内的水通常从出口和进口排走，所以提高地下隧道进出口的污水处理控制措施是能控制隧道工程机械造成的含油废水和高浊度地下隧道排水口的关键。目前隧道工程中一般只在进出口去设置粮室和沉淀池，水流通过滤池后溢出，因为沉淀池结构设计比较简单，地下隧道水流初期不能符合固体颗粒的沉降要求，效果较差。然而，仅仅依靠砂室和沉淀池并不能有效去除石油污染物，这需要进行隔油、沉淀和气浮处理，这需要增加污水处理设施的使用面积和资金投资。此外，隧道施工段通常为山区或山区，大面积的污水处理构筑物将增加现场施工的难度。在地铁施工过程中，由于地铁施工场地通常位于城市中心区，施工场地狭窄，隧道和地铁车站施工产生的废水首先从地下泵送至地面。由于场地限制，废水基木材未经处理直接排入市政排水管网。由于这些废水含有更多的悬浮固体和含油物质，因此不符合城市污水排放标准。因此，迫切需要寻找一种小型、简单、易于操作、经济可行的处理工艺，以实现废水的达标排放。

4.铁路隧道施工污水净化系统处理技术

4.1砂石料加工系统的污水处理

在铁路隧道施工中，砂石处理系统的废水处理可以达到显著的效果，SS去除率可以达到80%，也可以实现循环利用。具体处理：

（1） 自然沉淀法

污水注入砂砾石处理系统进行冲洗，然后流出，然后流入沉淀池，使其高悬浮固体在不使用混凝剂的情况下自然沉降到沉淀池中。沉淀一段时间后，去除上面的清水层，悬浮固体将在一定程度上被去除。

（2） 絮凝沉淀法

废水经过砂石加工和冲洗系统，然后经过高悬浮固体的自然沉降后，其中含有大颗粒的粗砂基本被去除。然后，第一次处理后的废水必须流入沉淀池，并使用絮凝剂处理小悬浮固体。通常可以使用絮凝剂处理方法去除废水中直径小于0.035mm的固体悬浮杂质。

上述两种方法，即自然沉淀法和絮凝沉淀法，对技术条件要求较低，使用过程也简单，资金消耗很低。然而，如果自然沉淀法对废水处理有明显的要求，则需要一个大型沉淀池进行物理沉淀，这需要场地范围。絮凝沉淀法与自然沉淀法正好相反，自然沉淀法对场地要求较低，其处理工艺效果明显。然而，由于使用絮凝剂，沉淀成本增加。

4.2混凝土拌合系统的污水处理

混凝土洗涤废水处理具有水量少、间接排放方式、悬浮物和pH值高等明显特点，这决定了自然沉淀法相对适合于该处理方法。同时，由于排放时间、排放方式和废水水量，需要间接沉淀，保持中性，然后排入沉淀池进行自然沉淀。

4.3含油类污水的处理

铁路隧道施工中含有石油物质的废水处理方法主要包括卸载和维护施工机械。这些废水不易集中收集，且分散面积大，因此可以将施工机械集中送至维护处理厂进行集中维护和排放。废水中的油必须用一定的试剂进行油水分离或溶解，达到国家标准后排放。

结语

铁路隧道施工产生的废水量波动较大，主要污染物为石油和SS。铁路隧道施工期间废水中的营养物和好氧含量较低，对自然生态的影响相对较小。然而，废水中SS的高浓度将影响水质。因此，隧道施工废水通过沉淀池和隔油沉淀气浮处理，仅去除废水中的固体污染物和石油类物质。

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