En la construcción de túneles de montaña, el agua que brota del frente de excavación y el agua generada durante la misma a menudo se enturbia y se descarga al mezclarse con tierra fina proveniente de la perforación, el apilamiento y el transporte de escombros, cemento de la colocación de hormigón y la inyección de productos químicos, materiales de lechada o fugas de aceite de la maquinaria subterránea. El volumen y la calidad de esta agua turbia varían según el tamaño y la longitud del túnel, el método de excavación, la geología, la cantidad de agua subterránea, etc. Dado que la construcción de túneles requiere un tiempo considerable, descargar esta agua turbia directamente en ríos, lagos, canales agrícolas, etc., provoca contaminación hídrica y daños al medio ambiente.
En general, los problemas ambientales que surgen con el agua turbia durante la construcción de túneles son los sólidos en suspensión (SS), el pH (concentración de iones de hidrógeno) y el contenido de aceite. Según el proyecto de construcción, los valores reglamentarios para el agua tratada pueden incluir la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO) y el contenido de cromo. El agua de manantial que contiene metales pesados también puede ser un problema. Al excavar áreas donde se han vertido aguas residuales industriales o donde se excava terreno con metales pesados, se debe considerar específicamente cómo abordar estos problemas.
Al planificar el tratamiento de aguas residuales, es necesario establecer la cantidad prevista de aguas residuales y comprender las normas aplicables.
El agua cruda utilizada en la construcción de túneles se divide en dos categorías: agua de manantial subterránea y agua de construcción. A menudo existe una gran diferencia entre la cantidad prevista de agua de manantial subterránea y la cantidad real, lo que dificulta predecir con precisión la cantidad de agua cruda en la fase de planificación. Por este motivo, se adopta un método que consiste en instalar un equipo mínimo de tratamiento de aguas turbias al inicio de la excavación del túnel, y añadir equipo adicional a medida que aumenta la cantidad de agua de manantial durante la excavación. Asimismo, si la cantidad de agua de manantial aumenta y no hay problemas con su composición, se suele emplear un método conocido como separación de aguas claras, en el que se separan el agua clara y el agua turbia, y el agua clara, que no contiene sedimentos ni cemento, se descarga directamente a través de un sistema independiente.
Antes de iniciar la construcción, se debe investigar la fuente de agua contaminada, su presencia y extensión, así como las leyes y reglamentos aplicables y los valores de referencia. Además, se debe llevar a cabo un tratamiento de purificación adecuado antes de verter el agua. Asimismo, se debe medir y reportar la cantidad y calidad del agua vertida, de conformidad con las ordenanzas y reglamentos vigentes.
Este documento abordará los puntos a tener en cuenta y las medidas que deben adoptarse al tratar con sólidos en suspensión, pH y contenido de aceite, que generalmente se consideran fuentes de contaminación del agua.
[SS (Sólidos en Suspensión)]
La composición granulométrica de las partículas de suelo contenidas en las aguas residuales durante la construcción de túneles varía según el tipo y las propiedades de la roca, el método de excavación y el método de drenaje, pero las partículas finas como el limo y la arcilla suelen constituir una gran proporción. La velocidad de sedimentación de estas partículas es muy lenta y requiere mucho tiempo, por lo que se aplican tratamientos físicos y químicos para agregar las partículas y formar flóculos (=partículas grandes generadas por floculación, que son agregados esponjosos de materia en suspensión) para acelerar la sedimentación. Existen dos tipos de floculantes utilizados para la formación de flóculos: floculantes inorgánicos y floculantes poliméricos. El floculante inorgánico más utilizado para tratar aguas turbias en la construcción de túneles es el PAC (cloruro de polialuminio). Los floculantes poliméricos son comercializados por muchos fabricantes bajo sus propias marcas, y existen muchos tipos de productos, pero los aniónicos son los más utilizados. Estos floculantes inorgánicos y poliméricos se utilizan a menudo en combinación con la esperanza de obtener un efecto sinérgico.
[pH (Potencial de Hidrógeno)]
El pH del agua de manantial generada durante la construcción de túneles suele estar entre 6,5 y 7,5, pero a menudo aumenta a entre 9 y 13 debido a la inclusión de hormigón proyectado, lechada química, etc. Dependiendo del tipo de roca y suelo del terreno circundante, el agua de manantial puede ser fuertemente ácida o fuertemente alcalina. Al descargarla en cuerpos de agua públicos, el pH debe ajustarse al rango de las normas de descarga. El ajuste del pH puede realizarse antes o después de la separación por sedimentación. El primer método se utiliza cada vez más porque el tratamiento de coagulación puede realizarse dentro del rango de pH óptimo, pero en el segundo caso, el agua turbia contiene muchas sustancias que inhiben la reacción de neutralización, lo que resulta en el uso de una cantidad ligeramente mayor de agente neutralizante en comparación con la postneutralización. Generalmente se utiliza dióxido de carbono para aguas residuales alcalinas, pero se puede utilizar ácido sulfúrico diluido temporalmente en casos donde el valor de pH es particularmente alto. Se utiliza cal apagada o sosa cáustica para aguas residuales ácidas.
[Aceite (sustancias extraíbles con n-hexano)]
Cuando los aceites y grasas que se filtran de la maquinaria de perforación de túneles (perforadoras de roca, excavadoras de cantos rodados, locomotoras, raíles, vehículos de transporte de escombros, etc.) se mezclan con el agua subterránea, su concentración puede alcanzar las 10-15 ppm. El principal problema del aceite es la generación de olores desagradables y su transferencia a los mariscos. Incluso bajas concentraciones pueden causar mal olor, por lo que se debe considerar su eliminación en la medida de lo posible. Si el aceite se mezcla con el agua bruta, se utilizan absorbentes de polietileno en forma de tela en el tanque de agua bruta.
(Referencia: "De la investigación y el diseño a la construcción de métodos de construcción de túneles de montaña", Sociedad Geotécnica Japonesa)
Evaluación ambiental
(evaluación de impacto ambiental)
Vista general del túnel Japón-Corea
proyecto
