歌乐山隧道施工过程环境影响分析及建议

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁November2004IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection

!21!

歌乐山隧道施工过程环境影响分析及建议

单士军󰀁李耐霞

1

2

(1.西南交通大学󰀁成都610031;󰀁2.铁道部第二勘察设计院󰀁成都610031)

󰀁󰀁摘󰀁要󰀁歌乐山隧道是渝怀线十大重点控制工程之一。隧道穿越地下水丰富的中梁山脉,同时又近邻国家级自然保护区和历史文物保护基地,因此涉及到许多环境敏感问题,就施工过程对周围环境影响做了初步探讨。󰀁󰀁关键词󰀁歌乐山隧道󰀁环境影响󰀁分析

TheAnalysisandSuggestionofEnvironmentalImpactonGeleshanTunnelConstruction

ShanShijun1󰀁LiNaixia2

(1.SouthwestJiaotongUniversity󰀁Chengdu610031)

Abstract󰀁Geleshantunnel,whichisoneofthetencontrolprojectsoftheYuhuaiRailway,crossesZhongliangMountainwheregroundwaterisabundant.Thetunnelisneartothenationalnaturalprotectivezoneandhistoricalculturalbase.Therefore,manysensitiveproblemsshouldbeconcerned.Theessaymakesapreliminarystudytothisproblem.Keywords󰀁Geleshantunnel󰀁environmentalimpact󰀁analysis

󰀁󰀁歌乐山隧道是渝怀(重庆怀化)铁路十大重点控制工

好。隧道开挖使得山体原有的平衡被破坏,最典型的影响是破坏地下水的循环系统。这种改变可能引起的环境问题主要有:

(1)地下水的涌出必然引起地下水位的短期或长期降低,造成水资源浪费和水资源局部枯竭;

(2)加速围岩风化作用和侵蚀性地下水的形成;(3)围岩中重金属元素或有害元素的活化迁移;使水资源水质下降和污染土壤,影响居民的生产和生活。1.2󰀁隧道开挖对地表水的污染1.2.1󰀁爆破材料产生的污染

该隧道开挖使用的爆破材料为2-乳化硝铵炸药,该炸搅拌开始前设定好搅拌速度(直接输入数值),搅拌器以30r/min启动,再匀速升至设定值,直至搅拌结束。因每次处理的铁水黏稠度不同,操作人员需根据实际的搅拌情况随时修改搅拌速度以达到最佳搅拌效果。为此,将转速的设定方式改为通过鼠标点击󰀂增大 或󰀂减小 按钮来调整转速,搅拌器以30r/min的转速启动后,操作人员可根据实际搅拌情况调整搅拌速度。7󰀁结语

铁水脱硫站现场工作环境极其恶劣,必须选用可靠性、适应性强的控制系统硬件。安全、稳定运行的硬件是软件编制和调试得以顺利进行的基础。根据工艺流程、设备和操作将控制软件分部编制,采用标准模块使程序编制更容易,调试更方便。本系统自投运以来,运行稳定、可靠,尤其操作与监视于一体的󰀂操作画面 更方便操作人员使用。同时转速设定方式的改进使操作人员可根据实际搅拌情况调整搅拌速度,进一步提高了操作可靠性。

(收稿日期:20040421)程之一。隧道全长4050m,平均埋深200m,最大埋深280m,单线隧道。隧道近垂直穿越中梁山脉,山顶由于岩性差异风化,形成山岭与沟槽相间的地貌组合。其可溶岩地带形成之洼地平坦开阔,广布水田及旱地,民舍密集,并分布有落水洞、溶蚀洼地等。

隧道近邻国家级自然保护区和历史文物保护基地1󰀁隧道施工引起的主要环境问题1.1󰀁隧道开挖对地下水的影响

该隧道穿越山体地下水丰富,以岩溶水为主,且连通性󰀁󰀁脱硫剂备料及投加设监控站(CRT)手动和自动两种控制方式。5

歌乐山烈士陵园、松林坡刑场等,因此环境保护问题十分突出。

󰀁过程值的显示

画面设计尽量将各种过程值的显示、报警、记录和设备

的操作集中,从而降低监控和操作时画面的切换次数。所有过程值均显示在流程画面上。主要包括:铁水罐中铁水扒渣前和扒渣后的温度;铁水罐投加脱硫剂的设定值和实际称量值;氮气总管的温度、压力、流量、露点值及用量的累计值;各氮气支管的压力、流量值和调节阀的开度;搅拌高度设定值和实际测量值;搅拌时间设定值。6󰀁软件调试中的问题及解决方案6.1󰀁系统的画面操作不方便

原设计中搅拌系统各设备操作均在流程画面上用鼠标点击按钮,弹出子操作来实现。过多切换子操作画面易引起误操作,故将设备操作及状态显示集中于总操作画面上,整个搅拌操作约15~20min。6.2󰀁搅拌器转速设定方式不合理

因对生产条件估计较理想,原搅拌速度的设定方式为在!22!

药属于低毒炸药。爆炸后产生主要物质为N2,O2,NO2,NH3和钠盐,其水溶态为Na,NH4,NO3及一些油类。由于NH4含量很少,在这里不考虑它所可能产生的水体富营养化的问题

[1]

前面已经叙述,隧道开挖引起地表水与地下水连通后,必然产生地表塌陷等地质灾害。同时会引起地表水的枯竭,引起地表生态环境的恶化等,如植被退化,土壤荒化等。2󰀁工程措施建议2.1

。NO3在一定条件下可以转化为NO2,NO2为有毒物质,

在人体内积聚一定水平可致死胎儿,可致人失明等。因此必须考虑NO3对受纳水体的影响。此外,乳化炸药中的乳化剂为一些石油类物质,随涌水流入地表水体以后,也可能造成水体的污染。

1.2.2󰀁机械设备产生的污染

在施工中所使用的开挖设备、钻孔设备、运渣机械、喷锚注浆机械等都会不同程度地产生油污,这些油污随着隧道涌水流入地表水体,使石油类和悬浮物质量浓度升高。1.2.3

󰀁隧道预注浆排堵结合方案

从保护环境的大目标出发,隧道工程的防排水应以堵、

排相结合的措施为主,改变以排为主的习惯做法。要把隧道工程环境水文地质生态环境影响作为一个系统工程来

考虑,把稳定原有隧道水文地质环境和保护生态环境作为环境影响的要素。∀隧道环境影响带宽度应适当放宽,两侧不宜小于3000m;#对于隧道浅埋段或围岩属强渗透性的地层,对地表水应及早处理,以采用防止地表水大量下渗的措施为主,在通过断层破碎带等富水区段采用预注浆堵水措施等。2.2󰀁地表采用排堵方案保护地表生态

在地表有预见性的范围内进行地表排水、地表注浆等措施以防止地表水下渗。其方案应当结合地貌以及水土保持等各种因素综合考虑。2.3󰀁加强隧道排水的预处理

隧道的流水都是集中由出口和进口排出,所以加强隧道进出口的水处理措施是控制隧道施工机械产生的含油废水和隧道高浊度隧道涌水的关键。

目前在隧道施工中通常采取的措施仅仅是在进出口处设置沉淀池,出水经沉淀池后溢出。由于沉淀池设计简陋,在隧道涌水初期,无法满足悬浮物质沉淀条件,效果较差。建议在施工场地作好排水设置,沉淀池必须保证设计的合理性,在隧道施工初期应在沉淀池出口设置过滤设施,保证泥砂不涌入河流,最好是将沉淀池出水引至保护水域下游排放,一方面避免了工程施工废水直接排入河流;另一方面在输导中强化了废水的沉降,避免当隧道涌水过多,在沉淀池内停留时间不足,大量悬浮物质进入河流和农田。其次,隧道内施工机械渗漏的机油、柴油随着隧道的排水融入隧道排水中,在短期内会对河流和农田造成一定污染,建议在沉淀池前增加隔油处理设施。2.4󰀁工程弃渣场防护方案

隧道工程共设两处弃渣场,弃渣量23.06万m3,占地72亩。为了充分体现󰀂预防为主,保护优先 的原则,弃渣场应做下列安排:∀弃渣场应选在植被稀少的山坳中,应对其进行平整压实,坡脚进行适当的防排,要砌一定高度的片石防护墙,防止雨水冲刷造成渣土流失;#渣土要分台阶堆放,隧道施工完毕后应在渣土上进行植树种草,恢复植被。3󰀁结语

目前歌乐山隧道已经竣工验收。经过施工单位和科研人员的努力,隧道施工对周围环境几乎没有造成危害,这就为我国有环保要求的隧道施工提供了成熟的技术和经验。该隧道环保施工技术的成功,是隧道施工技术的闪光点,将在中国铁路建设史上写下重要的一页。

参考文献

1󰀁中国力学学会工程爆破专业委员会.爆破工程.北京:冶金工业出

版社,1992,58~60

作者简介:单士军,男,工程师,硕士研究生,主要从事地下工程研究。

(收稿日期:2004

0726)

󰀁注浆材料和支护过程的污染

水玻璃溶液,化学药液进

(1)注浆材料主要采用水泥

入地表水体,可能对地表水体造成一定的污染。

(2)喷射混凝土过程以及模筑过程中的污染物(包括水泥砂浆、混凝土等)随着隧道涌水而溶解到水环境中。

这些物质随着隧道涌水流入地表水体,致使地表水体pH值、悬浮物浓度升高,同时改变水化学成分,可能造成水体不同程度的污染。

隧道排水对地表水的污染会使农业灌溉水源受到污染,从而将有害物质转移到农作物,出现生物有害物质超标。有些污染物质还可以通过食物链转移到人体。此外,隧道排水随农业灌溉水沟进入嘉陵江水系,嘉陵江水系可能因此受到污染,从而影响水源地的水质安全。

1.3󰀁隧道产生的弃渣对土壤及地下水的污染

歌乐山隧道充渣大多为松散块状的泥岩、页岩、灰岩以及煤层等组成,其中不可避免地含有残存的炸药成分、混凝土成分以及部分生活垃圾。由于该地区气候温和,雨量充沛,并在夏季多有暴雨天气,是造成弃渣场水土流失、环境污染的直接触发因素,其渗滤液可能对周围的土壤和地下水环境及植物有着直接影响。

1.4󰀁隧道工程可能引起地表塌陷

由于在岩溶地段修建隧道可能引起岩溶水动力条件的改变,破坏岩土

水系统循环运移条件,从而使得岩溶溶洞

顶板的赋存条件发生改变,这在一定程度上增加了顶板的不稳定性;地下水的漏失可能引起地下水的动态平衡被破坏,出现地下漏斗,从而引起地表水源地的枯竭、水质下降、甚至地表塌陷等现象;地下水的漏失可能使土壤含水量下降,从而影响植物的正常生长,破坏自然生态平衡。

1.5󰀁隧道施工产生的社会环境问题

根据若干隧道因开挖改变地下水环境,并影响地表生态环境的实例表明,隧道对两侧环境水文地质影响带宽度为400~3000m或更大。随着隧道施工的继续和以后的运营,如果隧道内长期大量排放地下水,可能会使得原来的影响范围继续扩大,以致在更大范围内破坏原有的区域性水文地质环境,引起地表水枯竭和地下水位大幅下降,那么在此区域范围的生存环境可能会由于缺水而改变其结构,产生较严重的社会问题。

1.6󰀁隧道工程对生态环境的影响