绿色环保施工综合技术在宁海抽水蓄能电站施工中的应用.pdf

4绿色环保施工综合技术在宁海抽水蓄能电站施工中的应用郭廷凯/中国水利水电第十二工程局有限公司【摘要】近年来，在双碳政策的引领下，抽水蓄能技术正逐渐发展成为一片“新蓝海”，但是抽水蓄能电站施工期间面临的最大难题是绿色环保的问题。为解决此问题，本文以宁海抽水蓄能电站为背景，通过分析施工期绿色环保控制的重难点，始终坚持以环境效益为先的原则，提出采用废水处理及回用技术、边施工边复绿、开挖降噪等一系列绿色环保施工技术，有效解决施工过程中的水污染、水土流失、噪声污染等环保问题，取得工程建设与生态建设同步推进的良好效果，为同类工程施工提供参考借鉴。【关键词】抽水蓄能电站绿色环保施工综合技术环境效益13引言近年来，在抽水蓄能电站建设发展中，工程建设与生态建设被要求同步推进，这说明环境保护已经被提升到一个新的高度。绿色环保施工不仅关系到个人利益，更关系到社会效应。随着国家双碳目标的要求与抽水蓄能电站中长期发展规划的出台，国内抽水蓄能电站的建设规模不断扩大。在规模扩大的同时，工程施工对环境的影响也在逐年加大。工程建设期间需多措并举积极推进生态建设和环境保护，形成工程建设与生态建设同步推进、人与自然和谐共生的良好局面。浙江宁海抽水蓄能电站位于浙江省宁海县大佳何镇境内，电站总装机容量140 0 MW（4X 3 50 MW），电站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站等组成。电站投运后每年可节约燃煤消耗量约18 万t，减排二氧化碳约3 6 万t，为宁海“无废城市”创建注人更多的“绿色”动能。2施工期绿色环保控制的重要性、内容和技术思路对工程施工期间环境问题进行分析、控制及提供技术解决思路，有效解决工程建设与环境保护协调发展，实现真正意义上的绿色环保施工。2.1绿色环保控制的重要性宁海抽水蓄能电站工程所在地宁海县是生态环境部“国家生态县”和水利部“国家水土保持生态文明综合治理县”，对工程建设环保、水保的过程监督检查非常严格，实时监测工程上水库大坝下游汶溪、下水库大坝下游涨坑溪、桃花溪等多条水系水质，一旦发生因环保、水保问题引起的投诉，将严重影响施工进度及公司形象，因此，工程在施工期间如何控制好环保、水保问题，满足当地标准是工程建设的重要环节。2.2绿色环保控制的内容工程施工期绿色环保控制的重难点主要在废水处理及回收利用、隧洞开挖噪声及环境污染、水土流失等方面。（1）施工废水排放量大，污染物较多，如果不经过处理而直接排放，将造成下游汶溪、涨坑溪、桃花溪等多条水系水质的下降，影响当地居民的用水质量。（2）施工区距居民距离较近，工程车辆往来将产生扬尘及道路污染的问题。（3）传统人工爆破开挖隧洞易产生爆破噪声和有害气体，给附近居民带来噪声和空气污染。（4）工程边坡开挖时土质边坡裸露，易造成扬尘、水土流失及滑坡等问题。2.3绿色环保控制的技术思路针对抽水蓄能电站施工期绿色环保控制的难题，依5绿色环保施工宁海抽水蓄能电站施工中的应用托宁海抽水蓄能电站工程，通过调研并结合施工经验，深人践行“绿水青山就是金山银山”理念，最终研究形成了一套绿色环保施工综合技术。该综合技术主要包括废水处理及回用技术、边施工边复绿、开挖降噪技术及施工车辆自动冲洗技术，成功应用于工程的砂石、混凝土拌和系统、废水处理，以及隧洞开挖、工程边坡绿化、道路扬尘及污染等方面，有效控制了抽水蓄能电站施工期带来的环境问题，深层次解决了工程建设与环境保护协调发展的难题，实现真正意义上的绿色环保施工。3废水处理及回用技术工程施工期间主要废水包括砂石拌和系统废水、混凝土拌和系统废水、隧道开挖废水及生活等其他废水。对废水的产生部位、废水成分及产生机理进行分析后，采用不同的处理方法及回用技术。砂石、混凝土拌和系统产生的废水采用“集水沉淀十细砂回收十人工加药沉淀十机械脱水相结合”多种技术综合动态处理方式；隧道开挖废水采用“集水沉淀十人工加药沉淀十反应隔油沉淀十机械脱水相结合”多种技术综合动态处理方式；生活等其他废水主要采用一体化成套生活污水处理设备。经处理后的废水水质不仅能够应用在砂石骨料生产、混凝土生产及生活用水方面，而且满足外排标准要求，实现废水零排放。3.1砂石、混凝土拌和系统废水处理及回用技术工程砂石料加工系统在工作过程中，主要是粒径40mm以下的混合料筛洗后产生废水，筛选高峰时期用水量为140 m/h，废水排放效率大约为8 5%，废水排放量大约为119m/h；混凝土拌和系统主要是清洗设备后的废水，高峰时期用水量大约3 m/h，总计需处理废水量大约为12 2 m/h。另外工程水资源比较短缺，在系统运行期周边水源提供用水7 0 m/h，只能提供砂石料加工系统在运行高峰期用水量的1/2，因此必须通过废水处理进行循环回用，这样不仅能真正解决工程期间的缺水问题，而且也能解决水污染问题，实现零排放的要求。砂石拌和系统废水中含有较多细石和石粉，采用一般沉淀法处理不仅沉淀时间长，而且沉淀效果不理想，无法重复利用，并且沉淀池容量有限，如不及时处理沉淀物，极易存在废水外溢污染周边环境的风险。针对工程环保要求高、水源短缺、弃渣场用地紧张等特点，经过研究比选，确定采用“集水沉淀十细砂回收十人工加药沉淀十机械脱水相结合”多种技术综合动态处理砂石、混凝土拌和系统废水。砂石、混凝土拌和废水处理系统主要包括废水集中池、加药罐点、浓缩池、板框式压滤机、三级清水池等。具体工艺流程为：将砂石骨料加工及混凝土拌和系统施工生产的废水及周边经排水（暗）沟汇集水引排至废水集中池，集中池废水沉淀后经螺旋洗砂机将生产废水与人工砂分离，然后在施工废水中先后加人絮凝剂（PAM、PA C），经搅拌池至浓缩池。施工废水在浓缩池沉淀分层，上层清水溢流至三级清水池，下层浊水抽至板框式压滤机，进行机械脱水。通过板框式压滤机挤压及滤布过滤后，一部分清水经清水离心泵抽至清水池，一部分废水经泥浆泵抽至浓缩池循环过滤；通过板框式压滤机挤压后底部产生一部分浓缩的、脱水的污泥泥饼直接排人泥饼池中，后续运至当地砖厂，用作制砖的原材料，对于弃料起到回收利用、节能环保的效果。压滤机底部产出另外一部分弃渣，采用装载机、自卸车运送至指定弃渣场，极大减少弃渣量，解决弃渣场场地不足的问题。最后通过抽水泵将清水池的水抽至供水系统和高位水池，应用于砂石拌和系统、混凝土系统及清洗车辆系统。3.2隧道开挖废水处理技术工程隧道开挖采用TBM和SBM设备，其废水来源主要有喷水降尘产生的废水、喷射混凝土和注浆产生的废水和施工机械检修、清洗产生的废水；TBM和SBM施工废水具有水量大且连续集中、悬浮物与石油类污染物含量高及污染物总量大等特点。为解决上述难题，隧道开挖废水采用“集水沉淀十人工加药沉淀十反应隔油沉淀十机械脱水相结合”多种技术综合动态处理方式。大体上跟砂石、混凝土拌和系统废水施工工艺流程一样，局部有以下区别和优化：在加药罐点处，增加HCL投放药物，由于TBM开挖产生的废水氨氮化合物比较多，将酸化工序与pH调节工序相结合，提前建设好反应环境，加快水解反应效率。在搅拌池后增加反应隔油沉淀器，将反应隔油沉淀器代替传统反应沉淀池、分离池、水解酸化池等处理工艺，增加单一设备处理功能，缩短总体工艺流程，提高处理效率。3.3其他废水处理技术其他废水主要包括施工区的生活污水、施工车辆冲洗废水等。其中生活污水主要包括厕所水、洗浴水、厨房水。由于生活污水的主要污染物是容易生物降解的有机物，选择以生物接触氧化为主体的一体化成套生活污水处理设备，布置在各生活区域附近，经使用该技术满足施工期污水处理达标要求。4边施工边复绿技术相较常规水电站，宁海抽水蓄能电站多处于山洞内，工程点多面广线长，前期修建道路16 km，开挖洞室2 0 余个，施工后遗留的岩质边坡会对原有生态环境6土石方与导截流工程造成扰动。为减少裸露坡面对当地环境造成环境污染，防止水土流失和滑坡灾害的发生。自工程开工以来，结合工程所在地的土质及气候条件，研究采用边施工边复绿技术进行生态修复。边施工边复绿技术主要为：普通的挡墙外边坡采用“覆土十播撒草籽”的方式进行复绿；较为平坦的土质边坡采用TBS技术；岩质边坡采用VCC植被混凝土生态防护绿化技术，相较于传统的TBS植被护坡技术，VCC技术采用混合有水泥、砂壤土、绿化有机质、绿化添加剂和多种植物种子的植被混凝土，该技术具有强度高、抗冲刷、酸碱度适宜植物生长等特点。5开挖降噪技术抽水蓄能电站施工期的工程爆破开挖、设备运行、施工车辆行驶是主要噪声污染源，其中工程爆破开挖最易产生噪声污染和环境污染，而且工程下水库大坝离大佳何镇的涨坑村较近，很容易影响周边居民的正常生活。为解决此问题，积极探索地下洞室掘进安全高效手段与方式，引用新设备一采用机械开挖代替传统爆破开挖。开挖降噪技术主要为：水平洞开挖采用TBM硬岩隧道掘进机，竖井洞开挖采用SBM竖井掘进机，替代传统的人工爆破开挖，有效减少了施工期的噪声污染和环境污染，施工安全效率显著提高。在施区周边采用亮瓦、吸音棉等节能环保材料，有效控制噪声，保证了周边居民生活不受影响。6施工车辆自动冲洗技术抽水蓄能电站在施工期具有点多面广、工程线较长的特点，且道路沿线居民多，为尽量避免施工车辆污染道路，提高文明、环保的施工企业形象，对施工车辆进行冲洗，并且要求运渣车辆进行密封运输，从而满足文明、环保施工标准。通过分析研究，在工区、交通洞、渣场道路的路口布置全自动洗轮机设备，设备尺寸为4.8 m3.6m1.0m（长X宽X高）。全自动洗轮机为免基础型，在道路外侧布置三级沉淀池进行冲洗水回收循环利用，循环水补充根据现场情况采取布设供水管、就近取水或洒水车进行补水。7绿色环保施工综合技术应用效果宁海抽水蓄能电站在施工过程中采用了绿色环保施工综合技术后，取得了工程建设与生态建设同步推进的良好应用效果，主要表现在以下几个方面。（1）宁海抽水蓄能电站投资3 50 0 万元建设9座废水处理装置，废水处理能力超过10 0 0 m/h，废水处理系统的设计处理能力为12 2 m/h。通过采用废水处理及回用技术，处理后的“废水”循环使用于砂石、混凝土拌和系统、车辆冲洗等方面，并且废水经处理后悬浮物浓度（SS）小于2 0 mg/L，水质满足污水综合排放标准（GB8978一1996）的要求。废水处理效果良好，达到了循环使用、零排放的目标。（2）砂石料加工高峰期用水量为140 m/h，废水处理的效率大约为8 5%，每小时可生成清水119m/h，砂石料加工生产除系统检修、保养、节假日外或其他不可抗拒原因导致的停工外，砂石料加工系统每年大约工作300d。每年大约节省3 0 万m的施工用水，当地的工业用水单价为3.0 元/m，每年大约可节省90 万元，既解决了水源短缺问题，又获得了良好的经济效益。（3）压滤机压制的泥饼，每日达6 0 t，当地砖厂自行装运制砖每日可消化2 0 t，泥饼运输的运输单价为2.1元/t，砂石料加工系统每年大约工作3 0 0 d，每年大约节省12 0 0 0 元，既解决了弃渣场用地紧张，又获得了良好的经济效益。（4）通过边施工边复绿技术复绿面积已超过2 5万m。绿化效果好，避免了后续重复绿化，保证了边坡长期的稳定，有效减少了水土流失，满足了环保和水保要求。（5）工程积极引进TBM、S BM先进设备，不仅取得了2 3 0 d顺利完成2 8 41m地下厂房排水洞的施工，工效比常规人工开挖提高8 10 倍，创造了国内同类项目施工日、月安全快速掘进新纪录，而且还代替了传统的人工挖孔爆破开挖方式，大大提高了施工期的安全性，降低了施工噪声和环境污染。（6）工程在运行期间未发生一件由水污染、噪声污染、环境污染造成的投诉案件，不仅满足施工绿色环保要求，而且还得到业主和监理的一致好评。8结语抽水蓄能电站施工期中施工的绿色环保是重要保护环节。宁海抽水蓄能电站施工期间始终坚持以环境效益为先的原则，绿色环保施工综合技术不仅在废水处理及回收、边坡绿化、隧洞开挖施工噪声等方面得到了成功应用，而且还取得了良好的经济效益和社会效益。更重要的是采用该技术有效解决了抽水蓄能电站施工期环境保护的难题，实现了工程建设与生态建设的同步推进、人与自然和谐共生的良好局面，树立了良好的国有企业形象，为同类工程施工提供参考借鉴。