桥梁施工污水处理技术研究
摘要：本文研究了桥梁下部结构、钻孔机械作业、上部结构的现场浇注及施工营地工作人员产生的生活污水等，对环境的影响程度及污水处理措施。研究结果表明：在桥梁施工过程中，应采用围堰钻孔、泥浆沉淀循环技术及加强机械与材料的现场管理等措施，可避免和减缓桥梁施工对沿线地表水的环境污染。而施工营地的生活污水仅限于施工期，时间相对较短，通过污水处理流程及达到排放标准后，可以有效减少水环境和土壤环境的污染。
关键词：桥梁施工,污水处理,围堰,钻孔,环境
目前跨河大桥施工期的主要污染源为：以泥沙为主的桥梁下部结构施工(桩基础施工)和桥梁上部结构施工产生的生产废水，施工营地工作人员产生的生活污水等。各种污水对环境的影响程度及污水处理措施，一直是项目管理中环境控制的重点及关键内容。
1.桥梁下部结构施工对环境的影响
桥梁下部结构作业，采用钢板桩围堰工艺时，将钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度或设计深度的过程中，会对打入钢板处的河底产生扰动，局部水域混浊度提高，但围堰工艺完成后，这种影响将不复存在，不会对水体造成太大的影响。钻孔过程中，钻孔仅限于在孔口护筒内进行，不会与围堰外的河水发生关系，故影响不大。钻孔达到要求的深度和满足质量后，立即清孔，所清出的钻渣用管道输送到河岸上统一集中处理。假如清孔的钻渣有泄漏现象发生，也是限制在钢板桩围堰内，不会对流动的河水造成污染。灌注水下混凝土时，可能会有少量的混凝土浆漏出，但仅限在围堰之内，对河水水质产生的污染较小。根据华南环科所对某大桥施工现场的观察资料可知：
(1)无防护措施情况下：水下开挖、压桩所产生的SS影响最大，类比资料表明在施工点下游1000m左右的SS基本降到10mg/L。在下游2000m左右时远低于评价标准，基本恢复河流的本地水平。钻孔施工工艺SS的排放量相对小些，排放的SS对下游水质的影响范围和长度也相对较小，在施工点下游约200m的SS基本达到评价标准，在下游1000m则远低于评价标准。
(2)有钢板桩围堰防护措施的情况下：水下开挖、压桩和钻孔施工工艺所产生的SS大大减少，对下游影响较轻，一般在下游50m左右SS基本降到10mg/L以内，在下游200m左右时则远低于评价标准，基本恢复河流的本地水平。
以上分析在桥墩施工中采用钢板桩围堰可以有效减少施工对河水水质的影响。项目水下施工过程中产生的SS浓度相对较小，因此不会对水体产生较大的影响。同时，施工过程中产生的废渣将按行业规范规定用管道输送到岸上设置的沉淀池中统一处理，经沉淀后，上层水体可直接排入河中，下沉的废渣可用于周边湿地造景。用管道输送水下作业产生的废渣时，不会与管道外的河水发生关系，对河水水质产生的污染程度较少。
2.桥梁桩基础施工对环境的影响
在桥梁基础工程中，灌注桩的应用越来越广，这类工程在施工时大多会使用大量的工程泥浆。桥梁基础施工结束后，这些泥浆将被废弃。但是由于废泥浆含有粘土和钻屑，固相含量高，稠度大，如果直接排放，就会给施工场地和环境带来不同程度的污染。因此要对泥浆进行合理的处理以消除污染、保护环境。废泥浆的危害主要表现在:
(1)自然状态下难以降解，造成周边地区土壤板结，土地盐碱化，植被大量破坏。
(2)废泥浆长期累积渗透到地表水层或随雨水外溢流入江河小溪，污染水源，危害人民身体健康。
(3)废泥浆堆积在桥梁施工场地周围，占用大量耕地或草地，使占用的土地失去使用价值，成为新的污染源。
目前我国对废泥浆的无害化处理办法有多种，主要采取的方法是固化处理。固化是近年来普遍重视和使用较多的一种处理方法。固化处理机理：向废水基泥浆(或其沉积物)中加入固化剂，使其转化成类似土壤或胶结强度很大的固体，就地填埋或用作建筑材料等。其中固化剂中的阳离子沉淀剂是一种含磷酸盐的无机物，沉淀重金属离子，降低其活性，同时赋予固化物一定的肥效;阴离子沉淀剂能将可溶性阴离子有机污染物变成不溶物，降低其毒性，并调节废弃物的pH值，同时与阳离子沉淀剂协同起破乳作用;吸附剂具有很大的比表面积，可吸附有机物和金属离子;硬化剂通过化学反应可形成立体构架的无机聚合物包裹和固定污染物，使其在外力作用下不能游离出来，降低其迁移能力，以提高无去害化处理效果。该方法能显著降低废泥浆中金属离子有机质对土壤的侵蚀和土壤沥滤程度，减少对环境的影响和危害，回填还耕也较容易。
目前这种方法对环境并无多大影响，更没有对环境造成损害。但是从长远来看固化块对环境还是具有一定的安全隐患。首先固化是将污染物质固定在固化块内，并不是把污染物质消解掉。从短期来看，污染物质被固定在固化块内，不会浸出来，不会对环境造成影响。从长远来看，固化块长期在地底下，经过地底下的物理、化学、生物的作用，我们不能确定污染物质在这一系列的反应作用下会不会发生变化，如果发生变化，也不清楚这样的变化是将固化块内的污染物质消解掉，还是固化块内的污染物质外泄，造成地层污染。所以将固化块填埋在地底下，对环境存在一定的风险性。其次，由于固化块填埋的越深，对地表作物的影响就越小，所以固化块一般都填埋在比较深的地层下，但是这么大的固化块，存在在于地层中改变了地层原有的结构，对地层的运动可能造成影响。从对环境影响和可持续发展的角度来说，固化处理后覆土栽培不可取。
3.桥梁上部结构施工对河水水体的影响
桥梁的上部施工采用变截面连续梁的桥型方案，挂篮分段悬臂浇筑的施工方法。其主跨为预应力砼连续梁，一般是提前预制，运至施工现场进行组装。其中施工方法以预制装配为主，根据地形、地势及交通条件分别采用架桥机和龙门吊架机。在表面铺建过程中，不可避免的会有建筑垃圾和粉尘掉入沿线水体，造成水质污染，因此需要采取一定的保护措施，对施工人员进行严格的管理，严禁乱撒乱抛废弃物，建筑垃圾要集中堆放并运送至指定地点，从而最大限度地减少对河流水质造成的污染。另外，施工废油也可造成水体污染。在桥梁上部结构现场浇注工艺过程中，要使用大量模板和机械油料，如机械油料泄漏或将使用后的废油直接弃入水体，会使水环境中石油类等水质指标值增加，造成水体质量下降。
4.桥梁工程施工期的生活污水处理技术
(1)施工区生活污水成分分析
生活污水主要来源于施工营地，主要是施工人员就餐和洗涤产生的污水及粪便水，含有动植物油脂、食物残渣、洗涤剂等多种有机物。生活污水主要成分见表1。
(2)施工区生活污水量核算
项目所需施工人员多，每天需要排放一定数量的生活污水。根据国内施工现场的调查结果，工程建设特点是分段施工，沿线施工营地相对集中。施工营地污水排放量按下式计算：
结合该工程地区的经济条件和施工人员的工作特点，采用控制生活用水的措施，生活用水量将大大减小，取生活用水标准为50～80L/(人·d)。工程施工人数依工程量和施工难度的不同有着很大的差异，多则六七百人少则三五十人。根据工程施工规模，施工工区人数按200人计算，则每个施工营地生活污水排放量见表2。
由表2可知，每个施工营地产生的生活污水量约为8～12.8t/d。桥头两端共有2个施工营地，共产生废水16～25 t/d。上述污水如果未经处理直接排入附近水体，将会对周围的水体造成明显污染，，因此施工营地应设置临时化粪池，对污水进行处理，上清液可用于农灌，沉淀的污泥进行集中堆置，进行厌氧堆肥处理，后用作农肥。其污水处理流程如下：
5.结论
由本文研究可知，无论在桥梁下部结构及钻孔机械作业，还是在上部结构的现场浇注过程中，应避免将施工废渣、废油、废水等弃入水体。桥梁施工作业完毕后，要清理施工现场，以防施工废料等随雨水进入河中。同时应加强管理，施工材料如沥青、油料、化学品等的堆放地点应在河床之外, 并应备有临时遮挡的帆布，防止雨水冲刷。另外，在桥梁施工过程中，应采用围堰钻孔、泥浆沉淀循环技术和加强机械与材料的现场管理等措施，可避免和减缓桥梁施工对沿线地表水的环境污染。而施工营地的生活污水仅限于施工期，时间相对较短，通过污水处理流程及达到排放标准后，可以有效减少水环境和土壤环境的污染。
