При строительстве горных туннелей вода, вытекающая из забоя туннеля, и строительная вода, образующаяся во время проходки туннеля, часто становятся мутными и сбрасываются, смешиваясь с мелкозернистым грунтом от бурения, складирования и транспортировки отходов, цементом от укладки бетона и закачки химикатов, материалами для заливки или нефтью, вытекающей из различной подземной рабочей техники. Объём и качество этой мутной воды варьируются в зависимости от размера и длины туннеля, метода проходки, геологии, количества подземных родниковых вод и т. д. Строительство туннелей занимает относительно много времени, поэтому сброс мутной воды непосредственно в реки, озера, сельскохозяйственные водоёмы и т. д. приведёт к загрязнению воды и нанесёт ущерб среде обитания и окружающей среде.
Как правило, экологические проблемы, возникающие при использовании мутной воды во время строительства тоннелей, связаны с содержанием взвешенных веществ (ВВ), pH (концентрацией ионов водорода) и нефтепродуктов. В зависимости от строительного проекта нормативные значения для очищенной воды могут включать биохимическое потребление кислорода (БПК), химическое потребление кислорода (ХПК) и содержание хрома. Источниковая вода, содержащая тяжёлые металлы, также может представлять собой проблему. При разработке котлованов на участках, где промышленные сточные воды попали в землю, или где ведётся разработка грунта, содержащего тяжёлые металлы, необходимо отдельно рассмотреть способы решения этих проблем.
При планировании очистки сточных вод необходимо установить ожидаемый объем сточных вод и понимать нормативы качества сточных вод.
Сырая вода, используемая при строительстве туннелей, делится на две категории: подземная родниковая вода и строительная вода. Часто существует большая разница между прогнозируемым количеством подземной родниковой воды и фактическим количеством, что затрудняет точное прогнозирование количества сырой воды на этапе планирования. По этой причине применяется метод, при котором в начале проходки туннеля устанавливается минимальное оборудование для очистки мутной воды, а дополнительное оборудование добавляется по мере увеличения количества родниковой воды по мере продвижения земляных работ. Кроме того, если количество родниковой воды увеличивается, и нет проблем с компонентами самой родниковой воды, часто применяется метод, известный как разделение чистой воды, при котором чистая вода и мутная вода разделяются, и чистая вода, не содержащая мелкодисперсного грунта или цемента, напрямую сбрасывается через отдельную систему.
Перед началом строительства необходимо изучить источник загрязнённой воды, её наличие и объём, а также соответствующие законы и нормативы, а также нормативные значения. Перед сбросом воды необходимо провести соответствующую очистку. Кроме того, объём и качество сбрасываемой воды должны быть измерены и представлены в отчётах в соответствии с нормативными актами, такими как постановления.
В данной статье будут рассмотрены моменты, на которые следует обратить внимание, и меры, которые следует принимать при работе с содержанием взвешенных частиц, pH и нефтепродуктов, которые обычно считаются источниками загрязнения воды.
[SS (Взвешенные твердые частицы)]
Гранулометрический состав частиц почвы, содержащихся в дренажной воде во время строительства туннелей, варьируется в зависимости от типа и свойств породы, метода выемки грунта и метода дренажа, но мелкие частицы, такие как ил и глина, часто составляют большую долю. Поскольку эти частицы имеют очень низкую скорость осаждения и требуют длительного времени для осаждения, используются физические и химические процессы для агрегации частиц и образования хлопьев (крупных частиц, образующихся путем коагуляции, образующих рыхлый агрегат взвешенного вещества) для ускорения осаждения. Флокулянты, используемые для образования хлопьев, включают неорганические и полимерные флокулянты. Неорганическим флокулянтом, в основном используемым для очистки мутной воды при строительстве туннелей, является ПАУ (полиалюминийхлорид). Полимерные флокулянты продаются многими производителями под собственными торговыми марками, и хотя существует множество различных типов, обычно используются анионные. Эти неорганические и полимерные флокулянты часто используются в сочетании из-за их синергетического эффекта.
[pH (потенциал водорода)]
pH родниковой воды, образующейся при строительстве туннеля, обычно составляет около 6,5–7,5, но добавление набрызгиваемого бетона и химической затирки часто повышает pH до 9–13. В зависимости от качества горных пород и почвы сама родниковая вода может быть очень кислой или щелочной. При сбросе в общественные водоемы pH необходимо отрегулировать до стандартов для сточных вод. Регулировка pH может выполняться до или после отстаивания. Первый вариант используется все чаще, поскольку он позволяет проводить коагуляционную обработку в оптимальном диапазоне pH. Однако последний требует немного большего количества нейтрализующего агента, чем после нейтрализации, поскольку мутная вода содержит много веществ, которые ингибируют реакцию нейтрализации. Углекислый газ обычно используется для щелочных сточных вод, но при особенно высоком pH можно временно использовать разбавленную серную кислоту. Для кислых сточных вод используют гашеную известь или каустическую соду.
[Нефть (нормально гексановые экстрагенты)]
При утечке нефти из тоннелепроходческих машин (буровых установок, экскаваторов, локомотивов, рельсов, транспортеров породы) в родниковую воду её концентрация может достигать 10–15 ppm. Основная проблема, связанная с нефтью, заключается в том, что она создаёт неприятный запах и может негативно влиять на морепродукты даже при низких концентрациях, поэтому важно максимально эффективно её удалять. При попадании нефти в сырую воду в резервуаре для сырой воды используются абсорбирующие материалы из полиэтиленовой ткани.
(Источник: «От изысканий и проектирования до строительства методов строительства горных туннелей», Геотехническое общество Японии)
Экологическая оценка
(оценка воздействия на окружающую среду)
Обзор туннеля Япония-Корея
