趙全超，張 宇

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031)

0 引言

隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，環(huán)境保護是鐵路工程建設(shè)領(lǐng)域中一個不可或缺的組成部分，對保護和改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境、防治污染和其他公害、保障人體健康、促進社會發(fā)展具有重要的意義。環(huán)境保護工作貫穿于鐵路工程建設(shè)的全過程，對全面貫徹落實國家環(huán)境保護法律、法規(guī)及政策起到重要作用。如何科學(xué)合理的處理鐵路隧道鹽巖棄渣是擺在我們面前非常突出的問題。

本文以中老鐵路友誼隧道鹽巖棄渣的棄置方案作為工程實例，探討鹽巖類棄渣場的位置選擇、污染防治、環(huán)境保護的原則及處置措施[1-3]。

1 工程概況

1.1 隧道概況

友誼隧道是中(中國)老(老撾)鐵路連接中老兩國的跨境隧道，設(shè)計時速160 km/h單線隧道，隧道全長9 595.407 m，其中中國境內(nèi)長度7 170.407 m，老撾境內(nèi)長度2 425 m。洞內(nèi)鋪設(shè)有砟道床，隧道最大埋深約243 m。

1.2 地形地貌及地質(zhì)概況

1.2.1 地形地貌

隧址區(qū)屬中低山剝蝕地貌，地面高程769 m～1 100 m，山間淺溝發(fā)育，部分溝槽平坦寬緩。坡面植被發(fā)育，基巖部分裸露，洞身低洼平緩處被墾為旱地。洞身部分有鄉(xiāng)村便道相通。

1.2.2 地質(zhì)概況

本隧穿越主要地層巖性為下第三系大灣塘組下段(E2-3d1)礫巖夾石英砂巖，小丫口組下段(E2x1)砂巖、石英砂巖夾泥巖，勐野井組(E1m)泥巖夾砂巖、礫巖、鹽巖(含石膏)。隧道洞身發(fā)育有班博騰斷層，斷層走向N70°W，地表風(fēng)化層厚，其余地段為單斜構(gòu)造[4]。

2 友誼隧道(國內(nèi)段)鹽巖類型及其分布形態(tài)

2.1 鹽巖的類型及成分

鹽巖根據(jù)主要化學(xué)成分可分為氯鹽類、硫酸鹽類和碳酸鹽類鹽巖。各類鹽巖的代表性鹽巖種類見表1。

表1 鹽巖的分類

2.2 友誼隧道(國內(nèi)段)揭示的鹽巖分布形態(tài)

友誼隧道施工過程中揭示鹽巖主要為石膏、石鹽為代表的氯鹽類及硫酸鹽類鹽巖，主要分布情況如下：

1)隧道揭示含石膏呈條帶狀、細脈狀、斑點狀、透鏡體狀的附著、夾雜于基巖中，石膏厚1 mm～40 mm，含量(質(zhì)量分數(shù))1%～15%不等，長1 512 m。

2)隧道揭示巖鹽按含量、產(chǎn)出形態(tài)等特征本隧(國內(nèi)段)分為低巖鹽含量段、較高巖鹽含量段。

a.低巖鹽含量段：長120 m，分布于隧道靠近國境線附近，巖鹽呈細小斑點、晶片狀產(chǎn)出，圍巖中含巖鹽量低，約占1%～10%，巖鹽主要呈細小斑點狀附著于巖面上或夾雜于巖塊中，見圖1。

b.較高巖鹽含量段：長317.407 m，分布于隧道國境線附近，巖鹽呈薄～厚層狀產(chǎn)出，含量(質(zhì)量分數(shù))占掌子面的60%～70%，見圖2。

3 鹽巖棄渣對環(huán)境的危害

通過調(diào)研山西中南部鐵路大通道南呂梁山隧道、成昆復(fù)線永廣段驕子山隧道等施工過程中均揭示有石膏、膏溶角礫巖、芒硝、鹽巖等具有膨脹性、高侵蝕性的特殊巖土。根據(jù)國內(nèi)類似工程經(jīng)驗，含鹽類隧道棄渣危害主要表現(xiàn)為：

1)巖鹽渣場自身不可綠化或復(fù)墾。

高鹽度鹽堿土抑制植物的生長。鹽堿土中所含的鹽類,主要是由四種陰離子(Cl-,SO42-,CO32-,HCO3-)和三種陽離子(Na+,Ca2+,Mg2+)組合而成。植物由于生長在高鹽度生境而受到的高滲透勢的影響被定義為鹽脅迫，鹽脅迫幾乎影響植物所有的重要生命過程。

2)鹽渣溶蝕后鹽水流失渣場附近土壤或河流中，造成附近土壤鹽漬化及影響河流生態(tài)環(huán)境。

土壤鹽漬化是指土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發(fā)后，使鹽分積累在表層土壤中的過程。若將棄渣場完全暴露在地表，雨淋日曬，表層渣土將風(fēng)化開裂甚至呈粉末狀，加上水分大量蒸發(fā)，渣場表層將會析出一層白色的鹽結(jié)晶，形成白色視覺污染(如圖3所示)。

3)鹽類物質(zhì)溶解后，特別是暴雨時，其溶解速率極快，鹽渣溶解隨水流失后，棄渣體發(fā)生滑動，渣場的整體穩(wěn)定性將受影響，存在安全隱患。

4 鹽巖棄渣的處置措施

4.1 棄渣位置的選擇

根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范及建設(shè)項目工程特點，棄渣場選址一般原則如下：

1)嚴禁對公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民區(qū)域等有重大影響的區(qū)域設(shè)置棄渣場。

2)嚴禁在生態(tài)紅線區(qū)、自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、飲用水水源保護區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、文物保護單位等環(huán)境敏感區(qū)設(shè)置棄渣場。

3)不得在國家重要濕地、基本農(nóng)田、森林公園、地質(zhì)公園、生態(tài)公益林、沿海灘涂等環(huán)境敏感區(qū)內(nèi)設(shè)置棄渣場，必要時需征得主管部門同意，并取得相關(guān)許可意見。

4)涉及河道的應(yīng)符合河流防護規(guī)劃和治導(dǎo)線的規(guī)定，不得設(shè)置在河道、湖泊和建成水庫管理范圍內(nèi)。

5)棄渣場選址應(yīng)避開滑坡、巖堆等不良地質(zhì)條件地段，不宜設(shè)置在泥石流易發(fā)區(qū)；應(yīng)避開鐵路安全保護區(qū)，不得在線路上游、距離線路較近，不得對隧道造成偏壓影響等。

考慮到鹽巖的強溶解性、強侵蝕性、膨脹性的特征，同時為避免巖鹽棄渣對周邊生態(tài)環(huán)境的危害，鹽巖棄渣需進行單獨堆放，盡量遠離河流、湖泊、水庫等飲用水源上游及居民生產(chǎn)生活區(qū)。

友誼隧道(國內(nèi)段)開挖鹽巖棄渣約4萬m3(實方)，單獨選取棄渣位置棄置，棄渣場位于線路附近某自然溝槽槽內(nèi)，占地約1.2 hm2。棄渣場平面布置示意圖見圖4。

4.2 棄渣場排水系統(tǒng)及擋護工程

1)棄渣前先施作坡面來水溝截水溝，以防止棄渣施工期間雨季沖刷造成棄渣流失污染環(huán)境；渣場坡面來水側(cè)距棄渣范圍1 m～3 m設(shè)置C25混凝土截水天溝。

2)渣場坡腳設(shè)置重力式擋渣墻，考慮到鹽巖渣體的強侵蝕性，墻身材料采用C40混凝土，擋墻基底應(yīng)進入基巖地層。

3)為降低渣場中鹽巖渣體對擋渣墻墻體及周邊環(huán)境的影響，結(jié)合后續(xù)生態(tài)恢復(fù)的防滲漏措施，擋渣墻不設(shè)置泄水孔；渣場底部不設(shè)置碎石盲溝，并采取防滲漏特殊處理；棄渣完畢后渣場頂面設(shè)置0.3%排水坡度避免積水下滲。

4)對渣場內(nèi)原地表植被及腐殖土進行清除，按“先擋后棄”的原則分層逐級棄渣，每層棄渣厚度不超過50 cm，利用棄渣車輛及鏟平車輛進行適當碾壓。

4.3 生態(tài)恢復(fù)及環(huán)保措施

1)表土剝離及保存。

棄渣場范圍內(nèi)表土遵循“按需剝離”的原則開展表土剝離，可按厚30 cm～50 cm開展表土剝離，并利用取棄土場所在場地集中設(shè)置表土堆放場；表土堆放場應(yīng)采取臨時攔擋、排水、苫蓋和綠化防護措施[5]。

2)防滲下墊層。

場地平整后鋪設(shè)高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作為下墊層，防止巖鹽棄渣對地下水的污染和滲透。

3)反鹽治理生態(tài)恢復(fù)措施。

反鹽治理方案主要包括建立土工膜阻隔蒸發(fā)層和排水層進行反鹽改良，以及進行綠化土層的表土覆蓋和植被恢復(fù)(見圖5)。由于棄渣場自下而上棄渣，采用動態(tài)生態(tài)恢復(fù)，即形成了一級平臺后就對渣場平臺采取反鹽治理生態(tài)恢復(fù)措施，及時進行生態(tài)恢復(fù)，不再等到棄渣完成后再恢復(fù)。在棄渣堆置過程中仍會產(chǎn)生少量含鹽廢水，為了減緩對周邊環(huán)境的影響，應(yīng)加強地表截排水的設(shè)置，避免匯水進入棄渣場，并設(shè)置臨時調(diào)節(jié)池對含鹽廢水進行收集和處理。

5 整治效果評價

友誼隧道鹽巖棄渣場通過上述生態(tài)恢復(fù)及環(huán)保措施的實施，根據(jù)多次現(xiàn)場核查情況，該棄渣場附近未出現(xiàn)河流、水塘及地下水水質(zhì)污染現(xiàn)象，且渣場表層綠化、植被生長效果良好，與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)(見圖6)，達到了防治污染、環(huán)境保護的目的[6]。

6 結(jié)語

1)隧道棄渣場是隧道工程設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，針對特殊巖土棄渣的危害，更應(yīng)該引起足夠的重視。棄渣位置的選擇、處置措施的合理得當，將直接影響到周邊生態(tài)環(huán)境及居民正常的生產(chǎn)、生活。2)本文重點對友誼隧道鹽巖棄渣處置措施進行闡述，避免了棄渣場水土流失及造成周邊河流水質(zhì)污染、土壤鹽漬化等危害的發(fā)生。隧道施工和運營過程中，應(yīng)結(jié)合隧道穿越鹽巖地層的長度、分布范圍、排水口和水體距離、隧道涌水量和含鹽量等因素，綜合確定施工期間鹽廢水的處理措施和運營期間排水方案。3)通過對隧道鹽巖棄渣選址原則、排水系統(tǒng)、擋護工程、生態(tài)恢復(fù)及環(huán)保措施的探討，本隧鹽巖棄渣處理方案可為類似特殊巖土棄渣處置的設(shè)計和施工提供借鑒和參考。