陈迪
中铁隧道集团二处有限公司
【摘 要】本文以隧道工程作为主要研究对象，以泥水盾构施工作为关键，对环境保护技术进行了研究。文章首先从污水以及泥浆等方面出发，总结了施工中常见的污染问题，并强调了污染所带来的危害的严重性。其次，主要从系统的建立，以及施工监测等多方面入手，具体总结了技术措施的应用方法，仅供相关人员参考，以便改善环境，最大程度减少工程施工对环境所带来的负面影响。
【关键词】泥水盾构隧道;施工环境;保护措施
引言
为了落实可持续发展理念，近些年来，工程对环保的问题，逐渐提高了重视。隧道工程，包含多种类型，而泥水盾构则属于常见的隧道施工类型之一。在施工期间，受到施工流程等因素的影响，污水以及泥浆等，均很容易产生。如未控制或者处理，容易导致环境污染问题产生，严重影响工程的环境效益。可见，为了实现对环境的保护，应用相关技术较为重要。因此，有必要对环保技术的应用方法进行研究。
1 隧道工程的特点
隧道工程，在目前较为常见，这是因为，目前，我国为了发展经济，早已经意识到了发展交通的重要性。在平原地区，无山体的影响，发展交通较为方便。但在一部分山区，如要改善交通状况，则难度通常较大。有关领域的工作人员，需要对隧道工程进行开发与建设，才能够使车辆通行的便利性得到提升，达到使山区与外界区域互通有无，相互往来的目的。隧道工程的施工特点，主要体现在以下方面：（1）自然环境：隧道工程施工期间，所处的自然环境较为复杂，在不同的区域，环境通常会有所差异。而在环境的影响下，工程也会出现不同的施工难度。由于需要在自然界内施工，因此，隧道工程与自然之间的联系，也较为紧密。一旦工程在施工过程中，出现胡乱排放废水，或者产生大量噪声等问题，则极容易影响工程的形象，并会对当地的环境造成破坏。如破坏程度较小，则可以恢复，但如破坏较大，则无法在短期内修复，甚至无法修复，这与环境保护以及可持续发展的理念相违背。（2）本身因素：隧道工程本身，同样具有一定的特殊性。在施工期间，需要排出的废水量较大。部分工程在施工期间，会忽略对废水的处理，导致其流入到自然界中，甚至会流入到附近河流中，从而严重影响河流的水质，甚至会对居民的健康造成威胁。除了废水之外，隧道工程同样会排出一定的泥浆。泥浆在施工区域内长期存在，也会对工程的环境效益造成影响，导致对环境产生威胁。由此可见，做好环境保护工作，提高泥水盾构隧道工程的施工质量与环保价值，具有一定的必要性。
2施工所产生的环境问题
泥水盾构隧道施工的过程中，会对环境产生污染的因素较多，其中，水因素以及泥浆因素，属于其中重要的两种。此外，工程施工的过程中，同样会产生噪声。如工程附近存在居民，则施工的过程，极容易影响居民的正常生活，严重阻碍工程社会效益以及环境效益的发挥。可见，在施工的过程中，做好环境保护工作较为重要。
2.1 污水
在泥水盾构隧道工程中，极容易产生污水。究其原因，与隧道工程施工对水资源的利用量大有关。在施工时，如未处理污水，将导致周围的水资源被污染。另外，如污水排放量过大，则不仅会导致水资源被浪费，还会导致其污染的范围加大，从而影响工程的环境效益。长期施工对环境造成污染的工程，也不利于拉近与人民的距离，工程本身的施工价值，必然会受到影响，在施工市场中所占据的地位，也会因此而下降。导致污水产生的原因，具体而言，需要从开挖的过程出发，对其进行分析。开挖，一般属于所有土建工程的主要环境。其目的在于为基础的奠定提供保证。开挖期间，必然会导致地下土裸露在外。此外，还需要对水资源进行利用。在施工当地环境因素的作用下，水资源污染问题较为重要。有学者在研究中，曾经观察了不同隧道工程在施工过程中所呈现的态度，通过观察发现，很大一部分工程，都没有真正对废水进行处理。工作人员虽然可为了保证场地清洁，将废水排除，但是，如果从根源处出发思考问题，将得出结论，通过排除的方式处理废水，不仅无法起到一劳永逸的效果，还会导致环境问题接二连三，最终导致废水的排放量越来越大，对工程的形象造成较为恶劣的影响。隧道工程施工，所产生的污水，去向一般包括几方面，第一方面为处理后排放到河流中，第二方面则在于未经处理后就会排放。如排放到河流中的水，曾经接受过处理，则其对环境的影响有限。如未接受过处理，则会导致环境污染问题加剧。
2.2 泥浆
除了污水之外，泥浆同样会对环境造成污染，而在泥水盾构隧道施工中，泥浆则是必然存在的污染物。这一污染物中，含有泥以及水两种成分。导致其产生的原因，与本身隧道施工的流程特殊有关。在施工中，包含多个流程，而切削的过程，便属于其中之一。隧道施工中，均会产生渣土，当上述物质产生后，需要通过循环携带的方式，对其进行处理。如采用人工的方式处理，往往效率较低，并且处理不彻底。因此，工程决定通过机械处理的方式，保证处理效率，同时，改善处理效果。切削的环节，是处理的关键环节。在这一环节中，切削频率过高，容易导致温度上升，影响施工人员的安全。因此，需要将泥浆应用到其中。泥浆的应用，会严重影响工程周围的环境，从而导致环境污染的问题出现。此外，在采用泥浆施工完成之后，处理所剩余的渣土，也属于影响环境的主要因素。渣土所产生的量，与工程本身的规模存在很大联系。如工程规模大，则施工过程中，需要使用的材料的量同样较多，剩余的渣土，同样具有总量大的特点。渣土在施工期间内，按照规定需要立即给予处理，但是部分工程出于提高效率考虑，通常会将渣土存放在施工区域内。渣土的存放，会导致施工区域的土地被大面积使用，土地资源会被严重浪费。另外，集中存放渣土的土地，其本身的土壤环境也会受到影响，严重甚至会导致土壤无法继续耕种，最终导致当地农业的发展受到威胁。
2.3 噪声
泥水盾构隧道，施工期间需要应用大量机械，无论大型机械，或是小型设备，在施工期间，都会产生一定噪声。通常情况下，隧道工程施工所处的区域，以非居民区为主，在上述区域内施工，尽管存在一定噪声，但影响不大。但如隧道距离居民区较近，则一旦产生造成，必然对附近居民的生活造成不良影响。近些年来，我国隧道工程的数量正在增加，在工程施工期间，施工人员所接触的路段的施工规模，也同样较大。与小规模工程相比，大规模的工程，带来的主要是工期的延长。在较长的工期内，大型与小型机械，使用必然较为频繁。长此以往，也必然导致居民的休息环境出现异常。由此可见，加大力度对噪声污染进行控制，具有一定的必要性。通过总结工程经验发现，噪声等污染的产生，都与工程监测力度不足存在联系。在施工期间缺乏监测，则会导致施工人员缺少控制污染物的意识，最终则会导致污染产生。
3 环境保护技术的应用
为了减少泥水盾构隧道工程在施工中所产生的污染，对环境保护技术进行应用，具有一定必要性。本部分将从相关信息化系统的建立、监测工作的落实，以及泥浆的循环使用等方面出发，具体探讨技术的应用方法。
3.1建立相关系统
目前，与计算机以及互联网相关的信息化系统，已经在各行各业得到了普及。系统的应用，不仅使行业的工作方式得到了改变，也使部分复杂的事物变得简单化。将其应用到工程领域当中，便产生了BIM技术以及CAD技术等相关技术。凭借上述技术，工程领域得到了快速发展与进步，设计以及施工的过程，困难度均明显下降。对于隧道工程而言，充分利用信息化系统，同样有利于达到上述目的。因此，有必要在未来，对系统进行建立。另外，系统的应用，同样具有自动化水平高的特点。如能够利用系统，对污染物的产生情况，以及处理情况，进行全方位的监测，便能够有效了解其是否会对周围环境造成污染。需要利用系统，对污染进行控制，最大程度减小甚至消除污染，这对环境保护效果的改善，具有重要价值，泥水盾构隧道工程，可以考虑应用。
结合工程项目的建设特点，建立行之有效的泥浆处理系统，主要由独立的泥水处理系统组合构建而成。水处理分为调浆制浆处理、一级二级除砂处理两部分内容。一级泥水处理对象是砂和砾石，通过离心机设备对其进行筛选，从将分离出来的颗粒运输到专门的存放地。二级泥水处理系统主要针对一级处理不能完全解决的比较小的粘土和淤泥，系统对泥水分离处理过程排出的泥浆进行进一步的循环与调整，应在地面设置水处理空间以达到泥水平衡盾构机所需要的相关指标，结合粒径单位时间内的处理量以及比例分布等相关参数设计泥水处理系统，充分发挥泥水处理系统的功能和作用，减少泥浆的产生量，提高泥浆的处理效率。
3.2 进行施工监测
进行施工监测，同样有利于减少污染。所谓施工监测，指的是监测人员通过对施工全过程的控制以及监督，确保能够及早发现问题，从而及早提出改进措施，以及整改方案，帮助解决问题。在目前，监测工作，已经成为了泥水盾构隧道施工中的重要内容。做好此项工作，对各项风险发生率的降低，都具有重要价值。施工监测的方法，一方面在于人工监测，另一方面则在于进行技术监测。工程可以根据自身的需求，对不同方法进行优化选择。但无论采取哪种监测方法，都必须设置监测岗位，同时，还需要严格规定岗位工作人员的权利与义务，保证工作人员可在制度的约束下，更好的参与到工作中，提高监测质量。
为了能够更好地实现对泥水盾构隧道施工技术的应用，必须要加强对施工过程的自动化监测，对容易引发地层损失及环境污染问题的各种施工因素进行全过程、全方位的控制，从而可以有效优化施工参数，达到最佳的施工目标。需要结合施工方法对周围环境产生影响的预测值，再结合盾构施工所允许的损失率及保护对象允许的变形量确定监测频率及建设的进度，要求采用自动化的检测手段对环境保护要求比较高的盾构施工进行监测，并对监测数据进行实时收集、传输及分析，方便工作人员及时调整优化工作参数，有效控制地层损失和环境污染。在近距离隧道项目盾构穿越的过程中，对环境安全有着更高的要求，为了保证隧道能够正常的建设及隧道系统后续可以正常工作，需要在紧邻运营隧道的道床中间安装高精度的可持续监测的电子水平尺，通过自动化的检测手段对数据进行有效的监测和控制准确调整地面压力及注浆压力，使地铁隧道的环境影响控制在警戒值的尺度之内，保证隧道运营的安全性和可靠性。同时，还需要加强全方位盾构施工的控制，结合容易引发的周围地层位移的变化机理及变化情况，设置合理的施工方法及施工设计，提出控制土体变形的盾构施工控制项目，解决土体变形的问题。
3.3 泥浆循环使用
对泥浆进行循环使用，不仅符合可持续发展理念的要求，同时也符合能源节约的要求。一部分工程，在泥浆使用完成后，通常会将其废弃，上述过程，必然导致环境污染，并且很容易对资源造成浪费。近年来，已经有学者提出，泥水盾构施工完成后所剩余的泥浆，可以进行再利用。而一部分工程在实践中，同样对其进行了再利用，并取得了很好的效果。未来，可以考虑以上述途径为基础，体现工程的环保意识以及理念，达到保护环境的目的。
泥水盾构隧道施工技术在实际应用过程中主要是依靠泥浆，使得渣土能够得到循环的携带，泥浆的调配往往选择环保型材料以及膨润土材料，从而达到环保指标要求。泥浆在使用一段时间之后，其粘度和密度都会有所上升，这时泥浆的循环和携带会遇到较大的阻碍，导致泥浆泵的负载相应增加，影响设备的正常工作，使泥浆处理速度严重下降。不仅会造成泥浆泵使用功能的下降，而且还会影响工程项目的顺利建设。因此，需要加强对泥浆处理工作的重视，适当地降低泥浆的粘度和密度。泥浆分离系统主要针对粒径比较大的颗粒进行有效分离，压滤机用于处理泥浆中所含粒径比较小的颗粒，借助泥水处理系统可以将泥浆系统携带的沙土进行除砂、筛分、压滤以及除泥。相对来说，压滤机的处理效果比较好，可以有效分离出来泥浆中的泥土，并将之压滤成泥饼，之后排放出来的清水也可以满足制备泥浆的需求，如图1所示。此外，还需要重视渣土的对方处理工作，将压滤机和泥水分离系统处理的渣土进行临时集中堆放处理，渣土在干燥一会儿之后需要通过专门的运输工具将至运送到专业的工厂和工地，实现渣土的重复利用，避免由于渣土过多对方而造成的环境污染以及土地资源浪费。
3.4 噪声及时处理
噪声问题，属于各种类型工程在施工中均会产生的问题。为了应对噪声，可以采取多种手段，对工程本身或者设备进行处理。可以通过减小声音来源，切断声音传播途径两种方式，达到减少噪声的目的。从声音来源的角度分析，有研究指出，在隧道工程中，声音的来源，以大型器械为主，小型的设备，声音相对较小，所产生的噪声污染也较小。而针对大型设备，则可以对相关材料进行利用，对其进行处理。首先，工作人员可以对设备进行观察，判断噪声的来源。如空气压力的释放，会导致压力，则需要购买一批可用于隔音的设备，将其加装在相关区域附近，通过消音的方式，使声音从来源处得到减小，直到噪声小到一定程度，不会对施工人员乃至周围居民的生活产生影响为止。从声音传播途径的角度出发，为了对其进行阻断，工作人员还可以通过购买隔音墙的方式进行处理。隔音墙，需要设置在工程施工区域周围，这样才能将声音控制在施工范围内，避免传播到其他区域。
4 结语
总之，本文对泥水盾构隧道施工环境保护技术措施的应用的研究，可为隧道工程提供指导，保证工程能够在施工期间，尽可能减少污染，保证污水能够在经过处理后排放，降低噪声，并对泥浆进行再利用，使其价值得到发挥，在发挥工程社会效益的基础上，同时发挥环境效益。未来，工程可以加大力度对施工过程进行监测，积极应用信息化技术，并重视对噪声以及泥浆等因素的处理，全面提高隧道质量，推动可持续理念发展，促使资源被节约，提高工程环境效益。
【参考文献】
【1】邵启昌.中心城区泥水盾构隧道泥水系统技术研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2016.