富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构及施工方法技术

本发明专利技术提供了一种富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构及施工方法，其包括临时左边沟，临时右边沟，设置于临时左边沟和临时右边沟内的格宾石笼反滤设施，设置于隧道外的净水直排沉淀池、净水引排沟、净水直排沟和废水引排沟，设置于过水涵洞内的临时隔墙，设置于过水涵洞内、位于临时隔墙下游位置的临时围堰，靠近临时隔墙上端位置设置的溢流口。本发明专利技术借助隧道内外即有的永久性工程实体结构和临时施工性结构，通过对隧道的清污水源进行分流和清污，不仅可避免常规的隧道废水处理对作业场地的切割，同时还能实现在涌水流量与流速较大的情形下，对富水隧道开挖支护中污水的低成本、高效和安全处理。高效和安全处理。高效和安全处理。

【技术实现步骤摘要】
富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构及施工方法


[0001]本专利技术属于隧道施工环保
，具体涉及一种富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构及施工方法。

技术介绍

[0002]富水山岭隧道的环境保护与水土保持在公路工程施工领域是常见的问题。研究结果表明，公路隧道施工废水中主要污染物为油类、水中固体悬浮颗粒物、监测显示pH呈碱性。按照国家的《污水综合排放标准(GB 8978
‑
1996)》要求，隧道施工废水主要是悬浮物超标。pH呈碱性主要是由于混凝土等水泥制品材料水解产生的硅酸三钙、硅酸二钙、氢氧化钙等均呈碱性，这些物质溶解在水中造成PH升高，但大部分都在允许排放指标之内。油类一般设置一道隔油池来解决。而水中固体悬浮颗粒物一般是通过设置沉淀池使其自然沉淀后排放。
[0003]富水隧道在进行隧道开挖施工的过程中，经常会出现涌水现象。倘若不对山岭地下涌出的水进行处理，放任其与隧道内施工过程中的生产污水进行交汇，将会造成流出隧道洞外的水体固体悬浮物浓度过高。而未经处理直接排放到外部环境中，尤其是施工场地临近水源保护地、饮用水取水点时，污水直排造成的环境影响事件更为恶劣。因其将会导致大量的固体沉积物沉积于河床底部，会引发很多与河床底泥有关的问题。长期的沉积积累，对水生底栖生物的生存、繁殖都会带来不可估量的影响。同时由于废水中包含大量的无机物，会降低周围水源的有机质的质量，从而影响农作物，特别是水稻的产量。施工废水大量排入附近水域，除了对水质造成的生态影像外，还会影像水体的景观，从而造成生态的破坏。
[0004]目前，在工程施工中，常见的污水处理方法包括药剂沉降、机械处理及自然沉降三种。其中，药剂沉降主要采用向施工废水中投入絮凝剂的方式，在沉淀池中进行沉降分离处理，主要有无机、有机、微生物三类絮凝剂。无机絮凝剂的优点是经济、用法简单，但用量大、残渣多，并且成本仍高于自然沉降法。有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变)，剂量控制不准确时，可能起不到应有的沉淀效果，或者造成二次污染，因而使其应用范围受到限制；微生物絮凝剂虽不存在二次污染，使用方便，但微生物絮凝剂需要较高的生产成本，且目前的发酵生产工艺还有很多待改善之处，加之絮凝剂的成分与絮凝效果欠缺一定的稳定性，因而导致微生物絮凝剂发展受限。总体来说，药剂沉降法需要单独设立蓄污水池系统，所需占地面积较大。在水处理过程中影响混凝效果(药剂投加量)的因素比较复杂，其中包括水温、pH值和碱度、水中杂质性质和浓度、外部水利条件等，因此在投放药剂前要时常进行药剂投加量的试验，且经常需要添置药剂添加剂，成本较高，管理难度大，并不适用于隧道开挖施工过程的污水处理。
[0005]机械处理是使用机械脱水的措施处理池中的污泥，比如购置污泥脱水机，但是其
存在以下缺点：(1)一次性投入大，要根据水流量采购一定数量的机械设备，机械需安置在密闭空间内，因此需要搭设专门的防护棚或者小型厂房；并且需要一定大小的集水池存放污水以便集中处理，否则就无法发挥机械的效能。(2)场地不好布置，不利于土地资源利用；(3)隧道全天24h涌水不断，就需要污泥脱水机保持随时可运转的状态，因此必须考虑停电状态下涌水处理办法与相应的机械运转的管理措施；(4)脱水机运转过程中噪声较大，对于临近村落的部位，不符合噪音控制要求；(5)脱水后污泥含水率仍然比较高，当固液密度差很小时不易分离；(6)污泥中若含有砂砾，则易磨离心液损设备，使用过程将持续产生动力费用，后期的维护成本也比较高。基于以上原因，从而限制了机械处理在隧道开挖施工过程中污水处理的应用。
[0006]自然沉降的原理是不使用药剂等其他措施，只是让废水在池中自然沉降，此种方法因所需经济成本不高而被普遍使用。悬浮物经过沉淀池充分沉淀后，可以完全达到国家污水综合排放标准。在实际施工过程中，常见的做法是在隧道洞口单独设立一个三级沉淀池。而为保证沉降效果，就需要沉淀池中的污水以一个较缓的流速通过，从而使得污水中的固体悬浮颗粒物有充足的时间沉降。但是，对于涌水量较大的隧道而言，污水流量与流速相应较大，所需要的沉淀池占地面积与体积也应较大，否则无法起到良好的沉淀效果。而在隧洞口范围内的场地布置较大的基坑或水池会存在一定的安全隐患，且大面积的沉淀池施工与使用，将会影响行车过人，从而不利于现场施工。并且，深坑的挖掘与长期泡水对周边地层特别是隧道洞口地层稳定性也会形成不良影响。总而言之，沉淀池的体积、占地面积与沉淀效率是正相关关系，沉淀池越大，沉淀效果越好，但是，沉淀池越大，对布置、成本投入、安全隐患、地层稳定都有较大的负面影响。实际施工过程中，为了避免上述负面问题，三级沉淀池一般做的很小，但是起不到良好沉淀效果。因此，仅仅设置沉淀池通过自然沉降并不能解决隧道施工的污水处理问题。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术提供了一种富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构及施工方法，本专利技术借助隧道内外即有的永久性工程实体结构和临时施工性结构，通过对隧道的清污水源进行分流和清污，不仅可避免常规的隧道废水处理对作业场地的切割，同时还能实现在涌水流量与流速较大的情形下，对富水隧道开挖施工中污水的低成本、高效和安全处理。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现。
[0009]一方面，本专利技术提供了一种富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，包括设置于隧道洞内的中央水沟和中央水沟检查井，靠近隧道掌子面设置、用于收集隧道内上游所有污水的下导坑，邻近隧道洞口的过水涵洞，其特征在于还包括：
[0010]分别设置于隧道洞内左右两侧的临时左边沟和临时右边沟，设置于临时左边沟和临时右边沟内的格宾石笼反滤设施，设置于隧道外的净水直排沉淀池、净水引排沟、净水直排沟和废水引排沟，设置于过水涵洞内的临时隔墙，设置于过水涵洞内、位于临时隔墙下游位置的临时围堰，靠近临时隔墙顶部位置设置的溢流口；
[0011]所述临时右边沟与隧道二次衬砌内的排水孔接应，用以排放隧道二次衬砌上方山体流出的净水；所述临时左边沟与下导坑接应，用以排放下导坑内收集的污水；所述净水引
排沟的一端与隧道洞内的临时右边沟的排水口连接，另一端与净水直排沉淀池连接；所述废水引排沟的一端与隧道洞内的临时左边沟和中央水沟的排水口连接，另一端与临时隔墙上游的过水涵洞连接；所述净水直排沉淀池的出水端通过净水直排沟与临时围堰下游的过水涵洞连接；
[0012]上述结构中，中央水沟，中央水沟检查井，下导坑和过水涵洞是隧道内外即有或本身就需要施工的永久性工程实体结构；而临时左边沟、临时右边沟、格宾石笼反滤设施、净水直排沉淀池、净水引排沟、净水直排沟和废水引排沟、临时隔墙和溢流口则为临时修筑的结构，它们则可在隧道开挖施工施工结束，没有大量废水产生后进行拆除或者改为它用。
[0013]作为具体技术方案，设置于临时左边沟内的所述格宾石笼反滤设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，包括设置于隧道洞内的中央水沟(3)和中央水沟检查井(4)，靠近隧道掌子面设置、用于收集隧道内上游所有污水的下导坑(13)，邻近隧道洞口的过水涵洞(5)，其特征在于还包括：分别设置于隧道洞内左右两侧的临时左边沟(1)和临时右边沟(2)，设置于临时左边沟(1)和临时右边沟(2)内的格宾石笼反滤设施(6)，设置于隧道外的净水直排沉淀池(7)、净水引排沟(8)、净水直排沟(10)和废水引排沟(9)，设置于过水涵洞(5)内的滤水隔墙(11)，设置于过水涵洞(5)内、位于滤水隔墙(11)下游位置的临时围堰(24)，靠近临时隔墙(11)顶部位置设置的溢流口(12)；所述临时右边沟(2)与隧道二次衬砌内的排水孔(16)接应，用以排放隧道二次衬砌上方山体流出的净水；所述临时左边沟(1)与下导坑(13)接应，用以排放下导坑(13)内收集的污水；所述净水引排沟(8)的一端与隧道洞内的临时右边沟(2)的排水口连接，另一端与净水直排沉淀池(7)连接；所述废水引排沟(9)的一端与隧道洞内的临时左边沟(1)和中央水沟(3)的排水口连接，另一端与临时隔墙(11)上游的过水涵洞(5)连接；所述净水直排沉淀池(7)的出水端通过净水直排沟(10)与临时围堰(24)下游的过水涵洞(5)连接。2.如权利要求1所述的富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，其特征在于，设置于临时左边沟(1)内的所述格宾石笼反滤设施(6)每隔50m～100m设置一道，设置于临时右边沟(2)内的所述格宾石笼反滤设施(6)每隔150m～200m设置一道；所述格宾石笼反滤设施(6)包括呈梯形堆叠的多层格宾石笼(601)，紧邻格宾石笼(601)码放于格宾石笼(601)下游位置的沙袋(602)。3.如权利要求1所述的富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，其特征在于，所述格宾石笼反滤设施(6)在临时左边沟(1)和临时右边沟(2)的布置位置邻近中央水沟检查井(4)，且位于中央水沟检查井(4)的上游。4.如权利要求1所述的富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，其特征在于，所述净水引排沟(8)包括连通左右隧洞内临时右边沟(2)的净水横向暗沟(801)，一端与净水横向暗沟(801)出水端连通、另一端接入净水直排沉淀池(7)的净水引排明沟(802)；所述废水引排沟(9)包括连通同一隧洞内临时左边沟(1)和中央水沟(3)的废水横向暗沟(901)，一端与废水横向暗沟(901)出水端连通、另一端接入临时隔墙(11)上游的过水涵洞(5)的废水引排明沟(902)。5.如权利要求4所述的富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，其特征在于还包括废水入池暗排沟(19)和跌水台(18)；所述废水入池暗排沟(19)一端暗埋与废水引排明沟(902)接应，另一端延伸至过水涵洞(5)内与跌水台(18)接应。6.如权利要求1所述的富水山岭隧道开挖施工中永临结合的污水排放沉淀结构，其特征在于，所述溢流口(12)内设置有一层钢筋网，且所述溢...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟思橙，谢鑫，张胥，张斌，付小平，喻名奇，李桂军，胡俊杰，刘盈，汤志坚，
申请(专利权)人：中国建设基础设施有限公司，
类型：发明
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