引言
作为南水北调中线工程的后续水源工程,引江补汉工程沿线30余个施工区散布山岭,施工废水治理面临点多分散、量大波动、环境敏感三重挑战。
随着引江补汉工程的稳步推进,如何在保障工程进度的同时,实现废水治理的精准化与低碳化,不让一滴废水流入江河,这一目标在国内环保行业仍被视为治理中的重大难题。
面对挑战,中国南水北调集团江汉水网公司以科技为核心驱动力,打破传统的“末端治理”模式,在引江补汉工程建设现场构建起一套覆盖“源头防控-过程治理-末端利用”的全链条废水治理新范式。
01
从“事后治污”到“事前防控”
隧洞废污水处理系统
针对超长深埋隧洞施工中面临的“高地应力、高水压、地下水多”等复杂地质条件,引江补汉工程坚持“逢掘必探、逢疑增探”原则,构建起超前地质预报、超前处置与废水防控的联动机制。
通过大地电磁、激发极化、瞬变电磁、TSP地震波法、地质雷达、超前水平钻探等技术方法和科技手段,探明隧洞沿线水文地质条件,提前锁定富水段、岩溶发育段、断层破碎带等涌水高风险区域,预判涌水规模、水质特征,实现涌水风险的提前预判、精准管控。建立“堵、截、排”三位一体的前期处置体系,从源头降低废水处理负荷。
针对富水地层,采用超前注浆、周边固结注浆技术,封堵岩溶管道与围岩裂隙,最大限度减少隧洞涌水量。在洞内设置分级挡水墙、分区截水沟与导管,推行清污分流刚性管控,将洁净的围岩裂隙水与强碱性、含悬浮物的施工废水分管导排、分质处置。
“过去是事后治污,不仅被动,而且遗留问题多,现在,我们通过事前防控,大幅减少废水处置总量。”江汉水网公司建管一部工程处副处长吴永健说。洁净清水直接回用或生态排放,施工污水则统一导入预处理系统,实现“清污不混、分类处置”,大幅减少废水处置总量,降低后续处理负荷。
02
从“粗放处理”到“精益运维”
磁混凝一体化污水处理设备
引江补汉工程的施工废水具有高碱性、高悬浮物、成分波动大的特性,传统处理工艺存在占地面积大、能耗高、自动化程度低等短板,难以适应长距离输水隧洞施工需求。
针对隧洞施工废水特点,引江补汉工程量身打造模块化、可移动式智能废水处理系统,可适配隧洞掘进进度灵活拓展。以高效澄清系统为核心,集成智能加药与污泥动态浓缩的先进处理工艺体系,创新性采用二氧化碳进行碱性废水中和处理,可精准去除水中悬浮物、微量石油类污染物,稳定调节pH水质指标。
同时,搭载智能监测与调控模块,实时采集进水水量、pH值、悬浮物浓度等关键数据,自动调整加药量、曝气时长、过滤精度,实现处理工艺的动态适配。系统同步接入工程数字孪生管控平台,支持远程实时监控、异常数据自动预警、应急处置一键触发,真正实现“无人值守、智能调控”,彻底解决传统人工运维响应滞后、管控精度不足的问题,确保出水水质稳定优于污水综合排放或再生水利用标准。
“相比于传统工艺,占地面积减少50%、处理效率提升120%、运行成本降低40%。”土建8标安全总监许承虎介绍。这一模式实现了废水处理“效率提升、成本降低、环保达标”的三重目标,为引江补汉工程绿色施工提供了坚实支撑。
03
从“达标排放”到“生态滋养”
生态典范弃渣场
废水治理的终极目标,并非仅仅是实现达标排放,而是构建“治理-利用-修复”的生态闭环,让水资源在工程建设与生态保护之间形成价值循环,让处理后的达标尾水实现“从工程中来、到工程中去、到生态中去”。
引江补汉工程处理后的尾水优先回用于工程施工全环节,隧洞开挖降尘、混凝土拌和、支护结构养护、施工车辆冲洗、管片养护等环节,大幅减少了工程对沿线地表水、地下水的新鲜水取用,有效节约了水资源,降低了工程建设的生态影响,每年为工程节约维护成本超百万元。土建2标6号平洞工区渣土车司机刘师傅说,“工区配备了自动洗轮机,利用处理过后的隧洞废水循环冲洗,渣土车从此告别了灰头土脸。”
在满足施工回用的基础上,工程将富余的达标尾水全面用于沿线生态修复与民生改善,真正让施工废水变身“生态活水”。尾水广泛用于工程沿线边坡植被养护等,累计助力绿化面积超40万平方米,有效遏制了水土流失,提升了区域植被覆盖率。
建立废水回用的智能喷淋养护系统,在隧洞周边边坡、进场路高陡边坡等生态脆弱区域,集成土壤湿度传感器与气象监测模块,可实时感知植被生长阶段、土壤墒情及天气变化,动态调节喷淋策略与养护频次。
引江补汉工程土建施工2标项目副经理贾利超说:“相较于传统的地下水抽取喷淋模式,每年可节约地下水超10万立方米,同时将边坡植被的成活率从60%提升至90%,原本需要3年才能恢复的生态稳固状态,如今18个月即可实现。曾经的施工边坡,如今已成为绿意盎然的生态屏障。”
引江补汉工程的建设目标是打造安全、精品、绿色、智慧、阳光“五个工程”,江汉水网公司强化项目法人首要责任,全力推进引江补汉工程建设,目前形成8台TBM集群掘进的大干局面,主隧洞累计掘进超26公里,支洞累计掘进超39公里。
其中,超前地质预报、数字孪生等数字技术,为废水治理体系提供了“智慧大脑”;FCP处理工艺、磁混凝沉淀等智能高效处理技术,构建了“高效躯干”;生态修复、尾水综合回用等生态技术,打通了“价值循环”。这一治理范式实现水环境治理从“碎片化管理”向“系统化治理”转变,为引江补汉绿色工程建设提供了有力支撑,更为重大水利工程废水治理提供了可复制、可推广的样板。
(封面图由AI辅助生成)
撰稿 | 王宏亮 黄顺 王应昆
编审 | 许安强
责编 | 安亦扬
校核 | 陈思璐
审核 | 张存有
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