劉小林，常喜平，王 樂，趙雪峰，郭啟先

中國石油管道局工程有限公司第四分公司，河北 廊坊

1. 工程概況

中國石油管道局EPC (engineering procurement construction)總承包的金陵石化物料穿江工程——南京盾構(gòu)隧道工程位于江蘇省南京市境內(nèi)，隸屬于金陵石化物料管道穿江項(xiàng)目。隧道全長2000 m，內(nèi)徑3.08 m，最高水壓達(dá)6.5 bar (1 bar = 0.1 MPa)，采用泥水盾構(gòu)施工，穿越地層主要為粉細(xì)砂層，隧道在南京市六合區(qū)玉帶鎮(zhèn)玉帶村與棲霞區(qū)甘家巷金陵石化廠區(qū)之間穿越長江。

2. 泥水盾構(gòu)施工引起的主要環(huán)境問題

泥水盾構(gòu)開挖的渣土是利用泥水這個(gè)中介進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?，即刀盤刀具切削下來的渣土與輸送進(jìn)刀盤開挖艙內(nèi)的泥漿混合，通過泥漿泵由管路輸送到地面泥水處理系統(tǒng)，通過泥水處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)泥水分離[1] [2]。

1) 隧道內(nèi)工作污水排放。隧道掘進(jìn)過程中會有施工產(chǎn)生的污水，冷卻設(shè)備排放的污水以及清洗設(shè)備產(chǎn)生的污水。這些污水如不經(jīng)過處理直接排放到河流或市政排水管道，會給周圍環(huán)境和飲用水造成嚴(yán)重污染。

2) 循環(huán)泥漿排放污染。泥水盾構(gòu)施工主要是依靠泥漿來循環(huán)攜帶切削產(chǎn)生的渣土，對環(huán)境污染較大。

3) 渣土堆放污染。盾構(gòu)隧道施工產(chǎn)生的渣土量非常巨大，堆放不處理會造成大片土地被占用，污染耕地，破壞植被，造成土地資源污染和浪費(fèi)。

3. 泥水盾構(gòu)施工環(huán)境保護(hù)技術(shù)措施

3.1. 隧道內(nèi)污水排放處理

3.1.1. 工作污水和清洗設(shè)備污水處理

隧道內(nèi)工作產(chǎn)生的污水經(jīng)隧道內(nèi)排污管路排放到地面泥水處理系統(tǒng)的泥漿箱內(nèi)，通過壓濾機(jī)處理。泥漿箱內(nèi)污水經(jīng)過供料泵輸送到地面壓濾機(jī)處，進(jìn)行壓濾處理，直接分離出泥餅和清水，清水滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，且可以回收再次利用。

3.1.2. 接續(xù)管路產(chǎn)生的泥漿和污水處理

接續(xù)泥漿和水管時(shí)產(chǎn)生的泥漿和污水，經(jīng)過拖車上的排污泵或最低點(diǎn)處的排污泵集中收集，經(jīng)排污管路排放到地面泥漿箱內(nèi)，通過壓濾機(jī)處理。

3.2. 循環(huán)泥漿循環(huán)利用

泥水盾構(gòu)施工主要是依靠泥漿來循環(huán)攜帶切削產(chǎn)生的渣土，泥漿調(diào)制選用膨潤土、環(huán)保型制漿劑等材料確保泥漿環(huán)保達(dá)標(biāo)。使用泥漿攜渣一段時(shí)間后，密度和黏度都將上升，密度達(dá)到1.30 g/cm3，黏度達(dá)到25 s (TZJ8-1006型漏斗) [3]。該時(shí)的泥漿攜渣和循環(huán)都會很困難，泥漿泵的負(fù)載也會增加，就需要對泥漿進(jìn)行處理，降低泥漿密度和黏度。

泥水分離系統(tǒng)主要處理泥漿中所含粒徑45 μm以上的顆粒(圖1)，壓濾機(jī)處理泥漿中所含粒徑20 μm以下的顆粒(圖2) [4]。南京盾構(gòu)工程借助泥水處理系統(tǒng)將泥漿攜帶的渣土進(jìn)行篩分、除砂、除泥、壓濾處理。尤其是壓濾機(jī)處理效果較好，能將泥漿中的泥土壓濾成泥餅分離出來(≤20 μm)，之后排放出清水滿足制備泥漿使用。

Figure 1. The waste residue separation in slurry separation圖1. 泥水分離分離渣土

Figure 2. The mud filtering with filter press圖2. 壓濾機(jī)壓濾泥漿

3.3. 渣土堆放處理

將泥水分離系統(tǒng)和壓濾機(jī)處理的渣土進(jìn)行臨時(shí)集中堆放處理，待渣土干燥硬化后通過卡車運(yùn)輸?shù)叫枰墓さ睾凸S(主要用于地基填埋、建筑用砂和制磚等用途)，避免占用土地堆放，造成土地資源浪費(fèi)和污染。

3.4. 臨時(shí)占用耕地、土地的地貌、植被破壞恢復(fù)

臨時(shí)占用的土地，等到工程完工后要恢復(fù)原來的地貌和使用用途，恢復(fù)地表植被，做好綠化，保護(hù)土地資源和土壤不受到污染，確保工程不因環(huán)境問題影響竣工驗(yàn)收。

3.5. 噪聲污染治理

針對項(xiàng)目施工中主要的噪聲來源于泥水處理系統(tǒng)、地面風(fēng)機(jī)和壓縮空氣泄壓口等，南京盾構(gòu)項(xiàng)目組對泥水處理系統(tǒng)加裝了隔音裝置，對地面風(fēng)機(jī)加裝風(fēng)機(jī)隔音墻，對壓縮空氣泄壓口安裝消聲器，通過上述措施降低盾構(gòu)施工帶來的噪聲污染。

4. 泥水盾構(gòu)環(huán)保措施應(yīng)用實(shí)施效果

1) 將泥漿集中收集，采用壓濾機(jī)進(jìn)行處理，提高了泥水處理系統(tǒng)在復(fù)合地層的適應(yīng)性，特別是在黏土地層解決了泥漿黏度高、密度大的問題，降低了設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)設(shè)備噪聲，解決了環(huán)境污染問題，減少泥水處理占地面積，降低了項(xiàng)目成本，保證了施工進(jìn)度等關(guān)鍵問題。泥漿經(jīng)過分離壓濾后的土砂含水率 < 30%，壓濾出的液體為pH值 ≈ 13的堿性清水，達(dá)到泥漿零排放要求。分離壓濾處理后的泥漿量和各項(xiàng)指標(biāo)均滿足了盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)的要求。分離出來的清水可以進(jìn)行制備泥漿使用，達(dá)到了循環(huán)利用，避免了排放和節(jié)約資源的目的。

2) 渣土的及時(shí)處理，節(jié)約了場地，而且?guī)砹硕卫玫氖找?，符合?xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。

3) 地貌恢復(fù)后，恢復(fù)了原來的使用用途，保護(hù)了有限的土地資源。

4) 噪聲污染的處理，即對泥水處理系統(tǒng)加裝了隔音裝置，確保周邊居民的正常生產(chǎn)生活，真正做到了“綠色施工”。

5. 結(jié)語

金陵石化南京長江盾構(gòu)項(xiàng)目針對工程施工中的環(huán)境保護(hù)問題，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，解決了泥水盾構(gòu)施工中的環(huán)境污染和植被破壞問題，保證了泥水盾構(gòu)施工“零污染、達(dá)標(biāo)排放”的實(shí)現(xiàn)，為今后泥水盾構(gòu)隧道施工的環(huán)境保護(hù)問題提供了借鑒參考。

[1] 薄利. 泥水處理技術(shù)在泥水盾構(gòu)隧道施工中的應(yīng)用[J]. 隧道建設(shè), 2007, 27(6): 66-70.

[2] 顧國明, 唐建飛, 陳衛(wèi)平. 越江隧道盾構(gòu)泥水處理系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 建筑機(jī)械化, 2007, 28(9): 46-50.

[3] 劉敏林, 王永貴. 泥漿處理技術(shù)在地鐵盾構(gòu)施工中的應(yīng)用[J]. 南水北調(diào)與水利科技, 2004, 2(5): 50-51.

[4] 鄭東贊. 廂式壓濾機(jī)技術(shù)在污泥深度處理中的應(yīng)用[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011(12): 7-8.