52监测网

标题: 盾构如何穿越“五毒俱全”的有害物质地层？ [打印本页]

作者: SHADOWk2 时间: 2023-3-8 16:44
标题: 盾构如何穿越“五毒俱全”的有害物质地层？
隧道工程中遭遇富含有毒物质的地层无疑是令施工方头疼的工况，地层与地下水中的毒物不仅对施工人员的安全造成威胁，对其进行处理也是耗时耗力，极易造成工程进度延宕。

在全球范围内，这样的工况可谓屡见不鲜；丹麦哥本哈根的城市地铁环线项目（Cityringen）在施工过程中便遭遇了大片的有毒地层，面对地层中大量氯化合物与高浓度苯，施工方通过一系列应对措施最终化险为夷，安全地完成了掘进。究竟有何妙招？

项目背景

哥本哈根是丹麦的政治、经济、文化中心，曾被联合国人居署选为“全球最宜居的城市”，人均寿命超过81岁。但在上世纪80年代以前，这座城市也曾是丹麦的工业中心，大量工厂在哥本哈根中南部地区整日“吞云吐雾”。

在那个缺乏环保意识和严格管理的年代，工厂产生的大量有毒废弃物被直接排放，严重污染了区域内的地层和地下水系。

哥本哈根城区

2013年，根本哈根政府开始兴建城市地铁环线项目（Cityringen），需要下穿曾受到严重污染的土地。尽管项目组对有毒土壤和地下水已有所准备，但部分区域的毒物浓度依旧超出了施工方的预料。有鉴于此，施工方在建设区间采取了一系列额外措施进行应对。

城市地铁环线项目（Cityringen）总长31km

项目包含17个新车站

前期探测

施工承包商首先对已知的受污染区域进行了地层钻探采样，分析了地层中污染物的种类、来源与分布：

■ 氯化物

哥本哈根中南部城区曾经有大量的金属铸造厂、沥青厂、印刷⼚、石油化工厂和地下储油设施，这些工厂的排放导致大量氯乙烯，三氯乙烯和四氯乙烯渗⼊地下。
此外，过去哥本哈根的干洗店也曾经大量使用氯仿（三氯甲烷），使得这种物质也大量沉积于城市地下。
沿线钻探采样发现，地下水中的氯化物溶剂浓度高达500μg/l。

氯化物污染分布

红色区域表示已知的地下水位污染

浅色区域表示可能地下水存在污染风险

蓝点表示钻孔采样位置

■ 苯

过去城区内曾有煤气加工厂，工厂持续不断的将苯和其他污染物泄漏到地下。在曾经的厂区，部分钻孔采样测得了极高浓度的苯，高达410000μg/l。

苯污染分布

■ 其他污染物

在实际施工的过程，还意外发现地层中含有⼀氧化碳和氨，其浓度直接威胁到盾构内人员的安全，导致掘进过程中的多次带压进舱推迟或停止。

应对措施

接触氯化物和苯可能导致癌症，如果浓度过高，还会导致急性中毒反应，足以致命。

实验室测试表明，受污染的土壤在开挖后，其中所含的苯会快速挥发，部分氯化物也有类似特性。因此，如果不对出土运输设备进行全封闭式改造，隧道内很快就会充满有毒气体。

■ 螺旋机和皮带机

承包商首先给螺旋输送机加装了完全封闭的钢制外壳，避免带有污染物的出土意外掉落到隧道底拱上，并在皮带输送机上加装了密封顶棚。这些外壳设计得足够灵活以应对曲线与起伏，又足够坚固以承受高浓度的苯和氯化物气体。密封外壳上设有专门的排气管道，将有毒气体抽走。

皮带输送机外壳和排气管道

■ 出土运输车

受污染的出土依旧需要通过卡车运输，为减少卡车运输过程中的有毒物质挥发，施工承包商在出土顶部喷洒了⼀种合成泡沫。通过专用的发泡系统，可产⽣厚实且稳定的泡沫，足以在卡车运输途中完全覆盖出土。

覆盖着出土的泡沫

■ 监测和逃生系统

施工方针对每种污染物安排了专门的监测设备，并制定了专门的应急预案，确保能在第一时间发现施工环境中污染物泄漏或含量超标的情况。
同时，施工方还在盾构内配备了一个可以容纳10人的密封避难仓，盾构控制室本身也具备类似功能，可用于临时避险。

应用效果

项目的实际施工过程中，仅发生过一次紧急避险情况：当时盾构正在穿越苯污染区，排气系统出现了故障，因此盾构内的施工人员全部进行了紧急避险，排气系统恢复后返回施工岗位；除此之外，盾构均实现了安全通过。
盾构在苯污染区最好的月掘进距离为480m，最好的日掘进距离为28.6m；在氯化物污染区，最好的月掘进距离为517m，最好的日掘进距离为32.23m。

结语

如何妥善处理有毒地层，对隧道施工的成败至关重要，澳大利亚西门隧道就曾经因为有毒土壤问题停工整整三年，造成了巨大的损失，可谓前车之鉴。本次介绍的哥本哈根的城市环线项目对有毒地层的成功应对，可以给业界一些经验借鉴。

欢迎光临 52监测网 (http://bbs.52jiance.cn/)