高寒地區(qū)公路隧道環(huán)保施工措施探討

鄭大偉

中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司 陜西省西安市 710016

我國幅員遼闊，第三級階梯為敏感的生態(tài)高原地區(qū)，屬于生態(tài)保護(hù)脆弱地帶。在近年來高寒地區(qū)公路工程建設(shè)中，參建單位一方面加大了生態(tài)環(huán)境保護(hù)，另一方面結(jié)合“綠水青山就是金山銀山”的基本理念，研發(fā)設(shè)計(jì)了適配性較高的環(huán)保施工方案，起到了較好的保護(hù)效果。但是，由于高寒地區(qū)隧道施工時(shí)牽涉到開挖施工、棄碴固廢、機(jī)械設(shè)備煙氣及噪聲污染等，容易引起冰川滑塌、河道堵塞、水體污染。尤其是煙氣排放、特殊地層氣體釋放，均有可能造成安全事故，并給大氣環(huán)境造成一定污染。因此，在新時(shí)期需要結(jié)合高質(zhì)量建設(shè)目標(biāo)，合理的開展高寒地區(qū)公路隧道環(huán)保施工。下面先對工程概況做出說明。

1 工程概況

以某高速公路項(xiàng)目隧道工程為例，屬于I級高速公路，在K335+000～K393+000段需要建設(shè)隧道，穿過當(dāng)?shù)厣矫}，施工場地位于四川省西北部高原地區(qū)，平均海拔3500米，屬于高寒氣候區(qū)域，在隧道施工過程中要求對沿線次生林、草原草甸植被，以及濕地植被等進(jìn)行有效保護(hù)。同時(shí)，由于該隧道工程所在區(qū)域有放牧區(qū)，并且經(jīng)常有野生動(dòng)物出沒，因此，需要在在隧道工程中加強(qiáng)環(huán)境工程建設(shè)，制定有效的環(huán)保施工措施。經(jīng)查閱歷史資料與現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)該施工區(qū)域?qū)儆谏鷳B(tài)保護(hù)脆弱地帶，年積雪時(shí)間在半年以上且在山脈頂部存在永久性冰川，特殊巖土包括鹽漬土、軟土、凍土。

2 公路隧道環(huán)保施工問題

2.1 生態(tài)污染

該隧道工程施工時(shí)，臨時(shí)占地面地較大，臨時(shí)工棚與物料堆放區(qū)域，均牽涉到沿線草地、放牧區(qū)方面的占用，容易給脆弱的生態(tài)環(huán)境造成破壞。同時(shí)，隧道棄碴主要用于其它路段的地基填埋之中，距離相對較遠(yuǎn)，堆場面積相對較大，當(dāng)其處置不當(dāng)時(shí)，容易對植被造成破壞。

根據(jù)環(huán)境影響評價(jià)中的定量評價(jià)結(jié)果看，短期危害集中在三個(gè)方面：（1）施工區(qū)域降雪量大，堆放于山谷之中不能利用部分棄碴會在冰雪融化時(shí)期造成滑塌現(xiàn)象。（2）施工區(qū)域離河道距離較近，在棄碴堆放場地選擇不當(dāng)，運(yùn)輸過程中保護(hù)措施不利時(shí)，容易通過有害礦物質(zhì)污染河流，甚至造成河道堵塞。（3）植被所在地被棄碴占用后恢復(fù)難度增加。長期危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）土壤砂礫化，進(jìn)一步危害嵩草草甸，對天然放物區(qū)與野生動(dòng)物棲息地產(chǎn)生破壞。（2）棄碴覆蓋容易引起水土流失，蔓延后會對局部氣候產(chǎn)生影響。

2.2 大氣污染

該隧道施工時(shí)伴隨著揚(yáng)塵，主要成分包括有害氣體、粉塵，加上機(jī)械設(shè)備使用時(shí)的煙氣排放，會造成施工場地能見度下降，并將此類有害氣體、粉塵顆粒、煙氣污染物排放到氧氣稀薄的高寒地區(qū)，從而使大氣受到污染。

通過對該工程中空氣監(jiān)測設(shè)備采集到的樣品分析看，主要的污染物如下：（1）施工機(jī)械設(shè)備與運(yùn)輸車輛排放煙氣中的污染物有一氧化碳、氮氧化物、固態(tài)C微粒。（2）特殊地層釋放有害氣體主要為瓦斯，一氧化碳。（3）隧道開挖中的鉆孔過程、巖體爆破過程、初期支護(hù)過程、棄碴運(yùn)輸過程，均產(chǎn)生了粉塵，其中的PM2.5、PM10.0含量較大，施工人員在防護(hù)措施不足的情況下，容易吸入顆粒并對身體健康造成危害。

2.3 水污染

該隧道工程所在區(qū)域的山脈地下水系發(fā)育相對穩(wěn)定，具有一定的規(guī)律性，開挖施工后地下水排出時(shí)原來的賦存狀態(tài)發(fā)生了變化，在流失大量地下水后，該地區(qū)的地下水系水流規(guī)律會發(fā)生變化。同時(shí)，隧道穿過山嶺頂部時(shí)存在大面積濕地，形容時(shí)不排除濕地被破壞后引發(fā)沙化的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，施工中的設(shè)備排放廢水、車輛沖洗廢水、生活區(qū)廢水，均可能在排放管理不足時(shí)，排放到土壤、河流之中。尤其是隧道開挖中的粉法、油污、堿性混凝土噴渣、炸藥殘留等，在集中收集與管理不足時(shí)，也容易混入水體，造成水體污染。

2.4 噪聲污染

高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，噪聲污染較大時(shí)，在宏觀上可能造成冰川滑塌，也可能引起周邊的雪山崩塌。而且，在隧道作業(yè)空間相對較小的情況下，施工人員受到機(jī)械設(shè)備噪聲、爆破噪聲影響時(shí)，容易在高寒地區(qū)出現(xiàn)身體不適。安全管理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在一百多名施工人員中，其中有1/5的人員發(fā)生過頭暈、嘔吐現(xiàn)象，其中1人有耳鳴出現(xiàn)了暈厥現(xiàn)象，2人發(fā)生了頻繁性頭痛現(xiàn)象。另外，當(dāng)噪音污染持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，附近的野生動(dòng)物與放養(yǎng)動(dòng)物也會出現(xiàn)一定的反應(yīng)，甚至發(fā)生攻擊人的現(xiàn)象。整體上看，不利于野生動(dòng)物棲息，會影響到放牧區(qū)的牛羊正常放養(yǎng)。

2.5 固廢污染

隧道施工棄碴、生活垃圾、施工廢料、設(shè)備維修零件等，此類固廢物在施工中若不進(jìn)行集中收集，發(fā)生隨意丟棄與堆放，不僅會給土壤、水體、大氣造成污染，也會使放牧區(qū)的動(dòng)物與野生動(dòng)物食用后，影響其健康。輕者會使其出現(xiàn)疾病，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致死亡事件。考慮到固廢污染的長期性與隨風(fēng)移動(dòng)現(xiàn)象，也不排除對施工場地清潔水源、沉淀池，以及生活區(qū)域、施工區(qū)域造成相應(yīng)的污染等。

3 公路隧道環(huán)保施工措施

3.1 生態(tài)污染防治措施

首先，在工程臨時(shí)占地方面，應(yīng)該根據(jù)綠色文明施工要求，盡可能選擇荒地、祼地、低覆蓋區(qū)，并結(jié)合“占一補(bǔ)一”、“邊使用，邊恢復(fù)”的原則，對施工區(qū)域占用土壤進(jìn)行相應(yīng)的治理。同時(shí)，應(yīng)減少臨時(shí)占地時(shí)間，結(jié)合恢復(fù)方案及時(shí)處理?？紤]到生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性，宜對周邊相鄰區(qū)域的土地開展配套治理。

其次，對于隧道洞口開挖破壞的植被應(yīng)采用植草、鋪設(shè)草皮的基本方案進(jìn)行治理。在選擇草籽與草皮時(shí)，該工程環(huán)境工程設(shè)計(jì)方案中，擬選擇路基取土場覆蓋草皮，草籽則根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保單位提供的清單在當(dāng)?shù)厥袌鲞M(jìn)行了購買。

第三，對于隧道施工棄碴的處理，主要按照“優(yōu)先利用，集中自置”的思路，先棄碴成分進(jìn)行了樣品抽檢與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，結(jié)合分批檢測結(jié)果進(jìn)行利用，部分調(diào)配到了其他路段的路基軟土地基回填之中，部分作為摻和料用到了部分砌筑工程。在堆放方面，選擇了荒地、祼地，規(guī)避了山谷堆放。棄碴堆放場地的處理包括：（1）棄碴場清理；（2）選用該地區(qū)常用的重力式石籠攔渣墻建設(shè)檔渣工程；（3）建設(shè)排水工程、防護(hù)工程，預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害與次生地質(zhì)災(zāi)害。（4）工程收尾階段，清理碴場，播撒草籽，部分區(qū)域植入路基場地處理的草皮。

3.2 大氣污染防治措施

首先，在施工材料堆場選址方面，選擇了居民區(qū)下風(fēng)向，并對料場與攔合站進(jìn)行了圍欄與篷布加蓋處理，防止揚(yáng)塵。其次，在揚(yáng)塵控制方面：（1）設(shè)置了移動(dòng)灑水車，對施工區(qū)域進(jìn)行灑水降塵。（2）在居民區(qū)所在路段設(shè)置了限速牌，預(yù)防施工車輛引起較大揚(yáng)塵。（3）在爆破工藝方面選擇了水封爆破，通過專用封口器將炮眼底裝好的炸藥封閉后，注入定量清潔水后實(shí)施爆破。在爆破過程中可以使爆炸后的水滴與粉塵碰撞凝結(jié)后掉落至地面，減少揚(yáng)塵量。（4）在施工區(qū)域借助水幕降塵方安，通過霧化水噴射的方式，對揚(yáng)塵進(jìn)行控制。具體防治措施是設(shè)置水幕降塵器，將其安裝于與掌子相距100米、50米、30米的起拱線位置，按照兩邊交叉設(shè)置的辦法，可以形成由上至下的水幕，從而使爆破揚(yáng)塵、施工揚(yáng)塵獲得了較好控制。

其次，通過通風(fēng)量控制、風(fēng)壓調(diào)節(jié)，使施工區(qū)域內(nèi)的通風(fēng)達(dá)到降塵需求風(fēng)量。同時(shí)，在機(jī)械設(shè)備中安裝定煙氣監(jiān)測與采集裝置，定時(shí)、定量、定期進(jìn)行煙氣排放污染物濃度檢驗(yàn)，將其控制在排放標(biāo)準(zhǔn)要求范圍以內(nèi)。巖體釋放氣體監(jiān)測裝置包括了一氧化碳監(jiān)測儀與甲烷監(jiān)測儀，設(shè)置了報(bào)警限值，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行通風(fēng)與施工安排，預(yù)防因一氧化碳?xì)怏w造成中毒事件，并發(fā)生瓦斯爆炸安全事故。對于局部區(qū)域的施工中，嚴(yán)格要求施工人員按照安全管理需求配置防毒面罩，穿戴防護(hù)服。

3.3 水污染防治措施

首先，在水體污染防治方面，環(huán)境工程管理小組根據(jù)勘察報(bào)告，對地下水系發(fā)育情況進(jìn)行了分析，并通過與技術(shù)部門協(xié)同合作，對選線中的暗河進(jìn)行了排查，確保無誤后開展施工。對于局部施工區(qū)域圍巖富水地段較大的區(qū)域，根據(jù)“堵塞為主，排放為輔”的原則，設(shè)置了注漿堵水方案。

其次，在隧道廢水排放方面，按照排水系統(tǒng)與排水需求適時(shí)調(diào)整水量。廢水排放系統(tǒng)中配套設(shè)置了沉淀池、水質(zhì)檢測站，經(jīng)沉淀、檢測合格后方可排入河道。對于部分污水的處理，設(shè)置了小型污水處理站，利用AAO工藝進(jìn)行具體處理。由于施工區(qū)域處于高寒地區(qū)，降雪量、霜凍期較長，容易發(fā)生排水口結(jié)冰的現(xiàn)象，本工程中設(shè)置了專人看守與保溫措施，結(jié)合鑿除方法較好的保障了整個(gè)排水系統(tǒng)的有效運(yùn)行。其中，生活廢水、車輛沖洗廢水、施工廢水均通過該系統(tǒng)進(jìn)行處理。考慮到排出的地下水中存在高含量鈣、鎂離子，會造成排水通道堵塞現(xiàn)象，本項(xiàng)目中采用了化學(xué)清除措施，定期對管道進(jìn)行加藥清除。排水系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 高寒地區(qū)公路隧道工程環(huán)保施工水污染處理流程示意

3.4 噪聲污染防治措施

環(huán)境工程管理小組按照噪聲污染的實(shí)際情況，劃分了隧道內(nèi)與隧道外噪聲污染兩大類型。在前一種類型方面，主要針對施工人員受到的噪音污染進(jìn)行具體防治。措施如下：

（1）在機(jī)械設(shè)備中加裝消音裝置；

（2）對施工人員開展安全教育；

（3）配置了防噪音耳罩；

（4）按照施工班組安排，定期開展身體健康狀況檢查。在后一種類型方面，主要結(jié)合爆破、機(jī)械設(shè)備造成的噪聲污染，安裝了隔音屏障，在放炮時(shí)間方面進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，同時(shí)安裝了隔音門。對于噪聲較大的工作，通過工程量方面的調(diào)整與安排，較好的起到了弱化噪聲污染的情況。

3.5 固廢污染防治措施

該隧道工程固體廢物種類較多，無論是生活垃圾、施工垃圾，還是機(jī)械設(shè)備方面的配件等，均按照物理特性、化學(xué)特性方面的實(shí)際差異，將其劃分成為了不可降解與可降解類型，然后按照“分類收集，集中處置”的基本原則進(jìn)行有效處理。具體措施方面，對于不可降解的垃圾，集中收集后通過垃圾清運(yùn)車輛運(yùn)輸?shù)疆?dāng)?shù)乩幚韴鎏幚砗?，將其運(yùn)送至垃圾填埋場進(jìn)行處置。對于可降低垃圾，則根據(jù)施工所在區(qū)域的荒地與祼地實(shí)際情況，按照環(huán)境工程標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了就地掩埋處置。除此之外，對施工人員開展了生活教育與垃圾分類培訓(xùn)，有效預(yù)防了生活垃圾隨意堆放與亂扔亂棄的現(xiàn)象。另外，環(huán)境工程管理人員定期對施工場地與周邊外圍區(qū)域開展了固廢物污染檢查。

4 結(jié)語

總之，高寒地區(qū)公路隧道環(huán)保施工中以環(huán)境工程建設(shè)為主，重點(diǎn)集中在與隧道工程相關(guān)的土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境污染防治方面。因此，需要針對不同的污染類型，制定與之匹配的防治措施。通過以上初步分析可以看出，該公路項(xiàng)目隧道工程環(huán)保施工問題中包括了生態(tài)、大氣、水、噪聲、固廢污染問題。因此，建議按照具體問題，具體分析，針對性解決的基本思路，制定適用性強(qiáng)、適配度較高的綜合防治方案，實(shí)現(xiàn)對不同污染的有效防治。