【摘要】在TBM隧道施工領(lǐng)域，隧道工程不具備建設(shè)規(guī)?；奈鬯幚韽S條件，TBM隧道工程TBM修刀車間、加工車間、備品備件倉庫等輔助設(shè)施規(guī)劃建設(shè)占用了大量的施工用地，在狹窄的施工場區(qū)規(guī)劃一體化污水處理系統(tǒng)就工程本身而言更經(jīng)濟合理，采取“一級沉淀+絮凝+斜管沉淀+污泥脫水”污水處理工藝，修建調(diào)節(jié)池、干化床、污泥池，配置反應(yīng)隔油池、高效斜板快速澄清器、污泥脫水系統(tǒng)等，實現(xiàn)了TBM隧道施工污水物理化學(xué)二級處理技術(shù)的成功應(yīng)用，降低了施工成本，使處理后的污水滿足飲用水源地二級保護區(qū)地表水Ⅲ類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準，并做到了施工污水循環(huán)利用。

【關(guān)鍵詞】超長隧洞；TBM施工；污水處理；一體化

1、工程概況

遼寧重點輸水工程水源段施工三標(biāo)主洞全長41.09km，TBM施工段37.69km（洞徑φ8.5m），主洞采用兩臺開敞式TBM掘進，4條施工支洞把主洞劃分四個TBM掘進段，TBM1-1段7.31km、TBM1-2段10.02km、TBM2-1段11.45km和TBM2-2段8.91km最大獨頭掘進長度11.44km。

TBM施工污水均從各施工支洞口排放，支洞口施工區(qū)位于鴨綠江通溝河支流匯水區(qū)均屬于集安市飲用水源二級保護區(qū)，4個施工區(qū)河流水質(zhì)保護目標(biāo)均為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》（GB3838-2002）中的Ⅲ類。根據(jù)施工合同，為保護當(dāng)?shù)厮矗诟髦Ф炊纯趫龅仨毥ㄔ煳鬯幚硐到y(tǒng)，處理后的污水水質(zhì)污染物濃度除必須滿足《污水綜合排放標(biāo)準》（GB8978-1996）一級標(biāo)準限制要求外，還應(yīng)滿足受納水體（河流）即飲用水源二級保護區(qū)的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》（GB3838-2002）中的Ⅲ類水體要求，處理的污水做到循環(huán)利用、零排放。

2、開敞式TBM隧洞污水來源及特點

2.1 開敞式TBM隧洞施工污水主要來源。開敞式TBM隧洞施工污水主要來源于TBM刀盤冷卻水（含石粉）、TBM外循環(huán)水（含少量油污）、泵車和拌合系統(tǒng)混凝土廢料（含緩凝型減水劑）或濕噴回彈料（含速凝劑）、開挖過程中遇到的斷層泥等。

2.2 開敞式TBM隧洞施工污水的特點

2.2.1 開敞式TBM施工用水分為內(nèi)循環(huán)冷卻水和工業(yè)用水，內(nèi)循環(huán)不存在外排，工業(yè)用水主要分布如下表1。機電設(shè)備冷卻用水回流至工業(yè)水箱循環(huán)利用，落地的刀盤噴水、1#皮帶噴水、錨噴設(shè)備用水等是TBM施工用水控制重點，污水均由L1梁下部的2臺3.7KW（50m3/h）污水泵抽至6#臺車6m3的污水箱，再由45KW污水泵沿洞壁右側(cè)DN150排污管抽排至服務(wù)區(qū)下游污水泵站集水坑內(nèi)。

2.2.2 施工污水排放量起伏變化大，例如在TBM掘進過程中遇到透水性斷層污水排放濁度變化大。

3、開敞式TBM污水水質(zhì)分析

開敞式TBM隧洞施工污水主要來源于TBM刀盤冷卻水（含石粉）、TBM外循環(huán)水（含少量油污）、泵車和拌合系統(tǒng)混凝土或濕噴回彈料污水、隧洞圍巖滲水等，不含有脂肪、蛋白質(zhì)、尿酸、氨基酸、糖等有機物，其中TBM隧道施工污水懸浮物（SS）、石油類、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、總磷（P）、酸堿度（PH值）等六項是主要指標(biāo)。

表2 TBM隧道施工污水處理前檢測指標(biāo)（mg/l）

隧洞施工污水水質(zhì)與涌水滲水量、隧洞地址條件、施工方法、施工機器設(shè)備、施工距離等密切相關(guān)。隧洞涌水滲水量小，污水水質(zhì)指標(biāo)偏差，但需處理污水量較??；隧洞涌水滲水量大，污水水質(zhì)指標(biāo)偏好，但需處理污水量較大。隧洞圍巖較差，巖石強度較低時，尤其是凝灰?guī)r等軟巖洞段，由于運輸車輛碾壓產(chǎn)生大量泥漿，對污水水質(zhì)有較大影響。

4、污水處理方法

4.1 允許污水排放標(biāo)準。PH值允許排放濃度為《污水綜合排放標(biāo)準》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準，其余指標(biāo)允許排放濃度為《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準》（DB21/1627-2008）中的直接排放的水污染物最高允許排放濃度。經(jīng)試驗檢測，隧洞污水單純依靠物理沉淀方法不能達到排放標(biāo)準。

4.2 設(shè)計污水處理量。開敞式TBM供排水系統(tǒng)設(shè)計時根據(jù)地下水微弱的地質(zhì)和水文情況，考慮了正常排水和應(yīng)急排水，排水量設(shè)計為300m3/h。在服務(wù)區(qū)設(shè)置抽水泵站，泵站布置135m3（3×3×15m）的集水池，并配置了2臺108m3/h（90KW）的臥式多級離心水泵。

4.3 污水處理設(shè)備。開敞式TBM隧道工程施工中，結(jié)合施工污水懸浮物（SS）、石油類、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、總磷（P）、酸堿度（PH值）等六項主要指標(biāo)，采取“一級沉淀+絮凝+斜管沉淀+污泥脫水”污水處理工藝，修建調(diào)節(jié)池、干化床、污泥池，配置反應(yīng)隔油池、高效斜板快速澄清器、污泥脫水系統(tǒng)等一整套污水處理設(shè)備。

4.4 一級污水沉淀在調(diào)節(jié)池通過物理作用從污水中分離、回收呈懸浮狀態(tài)的固體污染物（包括油膜和油珠），再通過吸砂機抽排至干化床晾曬，一級沉淀懸浮固體的去除率達到70%-80%。

4.5 二級污水處理中由于污水中有機污染物含量極低不選用生物法，而是采用絮凝法，投加混凝劑（聚合氯化鋁）和助凝劑（聚丙烯酰胺）產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，在隔油反應(yīng)池內(nèi)曝氣凝聚和隔油，再通過特殊材質(zhì)和安裝角度的斜板絮凝，快速與顆粒接觸、吸附澄清，達到泥水快速分離，大幅度地去除一級處理后污水中無機的懸浮物和膠體顆粒物或低濃度的有機物。

4.6 高效斜管澄清器下部泥斗收集經(jīng)過絮凝的沉淀物，排放至污泥池，由污泥螺桿泵提升至DNY帶式壓濾機（污泥脫水單元），再添加PAM絮凝劑使沉淀物中的固體顆粒凝聚成團，在重力和壓輥擠壓、剪切作用下，實現(xiàn)污泥脫水形成含水率60-80%的壓餅，集中外運。

4.7 污水處理工藝流程。污水處理站，再生產(chǎn)運行前，首先需檢查該系統(tǒng)單元的供電情況、管路系統(tǒng)閥門開啟情況。各個裝置污泥排至污泥池，再由螺桿泵提升至帶式壓濾機處理。壓濾后泥餅外運處理。

外加制劑采用加藥裝置計量泵送添加，聚合氯化鋁溶液濃度5%溶液藥劑含量50g/l，聚炳烯酰胺溶液濃度0.2%溶液藥劑含量2g/l，根據(jù)參照表3并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，每升制劑溶液處理每方污水統(tǒng)計如表4。

4.8 處理完成后達到的水質(zhì)指標(biāo)

5、成本分析

一體化的污水處理系統(tǒng)占地面積570m2，保溫棚、基礎(chǔ)土建和設(shè)備等建設(shè)費用約150萬元，較規(guī)?；奈鬯幚韽S規(guī)劃設(shè)計更為合理，較工程本身造價而言更經(jīng)濟。一體化污水處理系統(tǒng)采用物理化學(xué)法進行二級處理，處理后的污水達到了Ⅲ類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準，污水每方處理成本降至2.20元，污水實現(xiàn)了循環(huán)利用，避免了污水排放，緩解了環(huán)保壓力。

6、結(jié)語

在開敞式TBM隧道施工領(lǐng)域，隧道工程不具備建設(shè)規(guī)?；奈鬯幚韽S條件，TBM隧道工程TBM修刀車間、加工車間、備品備件倉庫等輔助設(shè)施規(guī)劃建設(shè)占用了大量的施工用地，在狹窄的施工場區(qū)規(guī)劃一體化污水處理系統(tǒng)就工程本身而言更經(jīng)濟合理，該一體化污水處理系統(tǒng)緊湊布置在洞外保溫棚內(nèi)，保溫棚建筑面積僅560m2，配置供暖保溫設(shè)施，滿足冬季運行條件。

開敞式TBM隧道工程施工中，結(jié)合施工污水懸浮物（SS）、石油類、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、總磷（P）、酸堿度（PH值）等六項主要指標(biāo)，采取“一級沉淀+絮凝+斜管沉淀+污泥脫水”污水處理工藝，修建調(diào)節(jié)池、干化床、污泥池，配置反應(yīng)隔油池、高效斜板快速澄清器、污泥脫水系統(tǒng)等，實現(xiàn)了TBM隧道施工污水物理化學(xué)二級處理技術(shù)的成功應(yīng)用，降低了施工成本，使處理后的污水滿足飲用水源地二級保護區(qū)地表水Ⅲ類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準，并做到了施工污水循環(huán)利用。

參考文獻：

[1]李久平，楊慶國.隧道工程施工期污水處理[J].東北水利水電，2013（5）：34-02.