隧道施工废水对地表水环境的影响.pdf

文章编号 100926825 2009 1520345202 隧道施工废水对地表水环境的影响 收稿日期 2009201223 作者简介 寇明旭 19822 男 助理工程师 中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西 西安 710043 寇 明 旭 摘 要 根据对某两条铁路隧道的水质监测 分析了隧道施工废水对地表水环境的影响 得出主要污染物质为悬浮物 ss 其对地表水环境的物理性质方面产生较大的影响 并提出废水处理措施 以确保隧道施工安全 关键词 隧道施工废水 悬浮物 化学需氧量 废水处理措施 中图分类号 u455文献标识码 a 目前铁路建设中有相当大的比重为山区铁路 为缩短铁路里 程 线路设计桥梁及隧道较多 桥隧比较高 而隧道工程的建设 施工将不可避免的会改变原有的环境状态 并可能对环境产生不 利影响 本文主要分析隧道施工过程中的施工废水对地表水环境 的影响 1 隧道施工废水来源及水量 目前铁路隧道施工方式主要有钻爆法及tbm法两种 其中 除了个别的特长隧道使用tbm法施工外 一般的隧道使用钻爆 法进行施工 长大隧道在施工过程中 为了加快工期 会利用斜 井 横洞等进行辅助施工 隧道施工过程中产生的废水主要来自施工过程中产生的隧 道涌水 隧道涌水为地下水 地下水类型可分为岩溶裂隙潜水 承 压水及构造基岩裂隙潜水 承压水等 由于隧道施工时产生一定 的油类 岩粉 隧道涌水涌出后 这些物质将进入涌水 对隧道涌 水产生一定的污染 根据对两条铁路特长隧道的监测结果分析 隧道施工过程中产生的主要污染物为 石油类 cod ss 石油类 主要来自液压施工机械油管密封不严 油管爆裂造成的液压油外 泄 ss 悬浮物 主要来自打钻过程中产生的岩粉 裂隙中夹杂的 泥砂等 cod主要来自石油类的氧化等 而ss由于多为泥砂 易 于沉淀 其对水环境的影响范围较小 石油类污染物排放浓度及 其排放量与施工管理及机械养护关系密切 见表1 表 2 表1 某特长铁路隧道施工期隧道涌水实测数据 流量 m3 d 项目 实测浓度 处理前 mg l 施工状况施工方法 1 890 ss1 632 5 cod38 3 石油类4 0 线平导开挖 线未开工 钻爆法 表2 某特长铁路隧道进口施工期隧道涌水实测数据 流量 m3 d 项目 实测浓度 处理前 mg l 处理工艺施工方法 6 240 ss86 cod7 5 石油类0 16 沉淀隔油气浮钻爆法 从这两条隧道监测数据可以看出 在隧道施工过程中 随着 隧道开挖的全面展开 隧道涌水的大量出现 水中污染物浓度与 隧道涌水量及施工管理有很大关系 隧道实际排水水质也有较大 的不确定性 2 隧道施工废水对地表水环境的影响分析 地表水体 一般是指河流 河口 湖泊 水库 海洋和湿地等 隧道施工废水对地表水体的影响主要从物理化学影响 微生物影 响两方面研究 2 1 物理化学影响 用受纳水体物理性质和化学性质的变化来表征隧道施工废 水对其产生的影响是评价隧道施工废水对地表水环境影响的主 要方法 2 1 1 固体物质的影响 隧道施工废水对地表水体最严重的影响主要来自于大量的 颗粒固体物质进入水体 水体中固体浓度过大 会改变植物 无 脊椎动物 脊椎动物的结构和生长 根据国外的研究资料显示 ss浓度超过2 000 mg l就会造成龄鱼死亡 从而直接对水生生 物产生影响 另外 ss浓度过高会降低水的透明度 导致水体浊 度的波动变化 固体物质对河床底泥的化学影响来自于沉降颗 粒中的有机碳化合物 这些化合物降解时需要消耗水中的溶解 氧 从而导致水中溶解氧的变化 当然对于隧道施工废水来说其 主要的污染物多为无机物质 对水体化学性质影响并不显著 而 主要是物理性质的影响 2 1 2 营养物质的影响 在隧道采用钻爆法施工时 会采用炸药 一般隧道施工时采 用的炸药为铵锑炸药配合少量乳化炸药 两种炸药主要成分均为 硝酸铵 氮元素是引起水体富营养化的主要物质之一 在水质监测 中特别重视氨氮和总氮的含量 目前判断水体富营养化一般采用的 指标是 氮含量超过0 2 mg l 0 3 mg l 磷含量大于0 01 mg l 0 02 mg l bod大于10 mg l ph 7 9的淡水中细菌总数超 过10万个 ml 叶绿素a含量大于10 g l 隧道施工废水虽然 不至于引起富营养化 但也要注意潜在的影响 2 1 3 耗氧物质的影响 耗氧物质多为有机物质 进入水体后 在微生物的作用下被 还原成简单的无机物质 这期间需要消耗水中的溶解氧 从而造 成水中的溶解氧含量降低 影响水中的生物生存 隧道施工废水 中的污染物多为无机物质 有机物含量非常低 因此隧道施工废水 中好氧物质对水体不会产生较为严重的影响 可被环境所接受 2 2 微生物影响 在隧道施工期 施工营地产生少量的生活污水 生活污水中 含有病原菌及病毒 这些物质进入水体后会带来严重后果 人类 接触到这样的水体就会接触到这些病源微生物 因而就会有感染 疾病的危险 3 施工期隧道废水处理措施 由于隧道涌水中石油类污染物主要来自施工机械用油的跑 冒滴漏 故隧道排水中的石油类污染物的排放及其对地表受纳水 体的影响与施工单位所采用的设备 设备的维修 下转第363页 543 第35卷 第15期 2 0 0 9年5月 山 西建筑 shanxi architecture vol 35 no 15 may 2009 3 冰盖 自身热传导s3 冰的导热系数 2 22 w m k 3 计算结果及分析 给定上下游温度分别为270 k 275 k 水流温度275 k 水深 10 m 改变风速 大气温度 水流速度得出冰塞融化状态如图1 图8所示 其中黑色区域为冰 由图1 图8对比可知当大气温度低于冰的融化温度273 15 k 时 风速越大 冰块融化区域越小 当温度高于冰的融化温度时 风 速越大 冰块融化区域也越大 水的流速越大 冰块的融化区域也 就越大 在相同速度的情况下 水流对冰块融化的作用大于风 影 响冰块融化的最主要因素还是温度 在改变相同单位的温度及风 速 水流速的情形下 温度对冰块融化的影响更显著 冰与外界的热交换还涉及到一些因素 例如 蒸发或冷凝产 生的热交换 降水或降雪产生的热交换 冰盖被雪层覆盖时对热 交换的影响 并且大气辐射具体涉及到长波辐射 短波辐射 冰盖 对各个波段的辐射能吸收是不等的 这些因素都可以在选择参 数时进一步考虑 参考文献 1 杨世铭 陶文铨 传热学 m 北京 高等教育出版社 2006 4211 2022218 2 王瑞金 张 凯 王 刚 fluent技术基础与应用实例 m 北京 清华大学出版社 2007 1652174 3 lal a m shen h t mathematical2model for river ice processes j j j hydraul engasce 1991 117 7 8512867 4 王 军 伊明昆 付 辉 等 基于人工神经网络预测弯道段 冰塞壅水 j 冰川冻土 2006 28 5 7822785 5 yakhot v orszag s a renormalization group analysis of tur2 bulence 1 basic theory j journal of scientific computing 1986 1 1 39251 6 秦 妍 李维仲 利用移动网格技术模拟冰融化过程中的传 热问题 j 热科学与技术 2005 4 3 2132218 7 茅育泽 董曾南 陈长植 河冰数学模拟研究综述 j 水力 发电 1996 12 58261 8 张学成 可素娟 潘启安 等 黄河冰盖厚度演变数学模型 j 冰川冻土 2002 24 2 2032205 the ice melt thaw emulation based on the fluent wangjun shi lei abstract the paper aims at ice melt thaw present condition based on the software of fluent making use of thermodynamics and river hy2 draulics principles to imitate and investigation ice melt thaw at known river an appearance for of weather hydrology etc circumstance de2 scending to the river surface ice melting imitating analysis validly imitating ice filling melt key words ice melt thaw fluent solidifies and melt model emulation 上接第345页 养护及废漏油的收集管理密切相关 因而建议 从石油类污染物产生的源头抓起 加强施工机械的养护维修及对 隧道内废油 漏油的收集 除了以上措施 目前铁路隧道对隧道 涌水采用沉砂 隔油 沉淀的处理措施 施工中应加强施工的全过程管理 确保文明施工 在构件加 工 混凝土搅拌场处产生的高浊度废水设置沉淀池对其进行处 理 车辆施工机械产生的高浊度废水和含油废水设置隔油沉淀池 对其进行处理 处理后的水进行循环利用 回用于混凝土搅拌 车 辆施工机械冲洗等施工活动 建议隧道施工驻地一般选在距工点较近 交通方便和水电供 给充分的村镇附近 采用租借或临时搭建的方式 对于租借当地 居民闲置房屋的营地 生活用排水纳入当地排水系统 自建施工 营地设置旱厕 并定时清淘外运 交由附近村民堆肥处理 建集水 池收集生活杂排水 灌溉或绿化期用于灌溉或绿化 非灌溉期将 生活杂排水储存 4 结语 1 隧道施工废水水量波动较大 其中主要污染物为ss 2 隧道施工废水对地表水的影响主要在物理性质方面 建议 施工时采取上述措施对施工废水进行处理 以改善排水水质 参考文献 1 李耐霞 歌乐山隧道施工过程对水环境影响研究 d 成都 西南交通大学 2004 2 崔 涛 隧道环境影响分析 j 交通保护 2005 4 18219 3 任 伟 某隧道施工废水对地表水环境的影响 j 中国科 技信息 2006 3 31232 tunnel construction waste water to environmental earth s surface water influence kou ming2xu abstract according to monitorsof the water to two railroads tunnels it analyzes the tunnel construction waste water to environmental earth s surface water influence has to out main and contaminative material is the hanging float ss its bigger influence in creation in aspect in environmen2 tal physical property and put