高寒山区隧道施工废水处理技术研究

　　摘要：西天山特长隧道施工废水采用“三级预沉淀+混凝-絮凝-沉淀+消毒”工艺，针对高寒山区海拔高、冬季环境温度低、昼夜温差大、风大且持续时间长、紫外线辐射强度高等环境特点，采取设备冗余设计、设施保温、智慧运维等措施，保证了隧道施工污水处理中心稳定运行，西天山特长隧道施工废水处理技术为高寒山区隧道废水处理提供了借鉴经验。

　　关键词：高寒山区、西天山特长隧道、废水处理

　　Research on Wastewater Treatment Technology for Tunnel Construction in High-Altitude Cold Mountain Areas

　　Yuan Bobo, Zhang Hongming, Li Ruoyang

　　(Xinjiang Jiaotou Ecology Co., Ltd., Urumqi, Xinjiang 830000)

　　Abstract: The construction wastewater of the Xitian Mountain Extra-Long Tunnel adopts the "three-stage pre-sedimentation coagulation-flocculation-sedimentation disinfection" process. In response to the environmental characteristics of high-altitude cold mountainous areas, such as high elevation, low winter temperatures, large diurnal temperature variations, strong and prolonged winds, and intense ultraviolet radiation, measures such as equipment redundancy design, facility insulation, and smart operation and maintenance have been implemented to ensure the stable operation of the tunnel construction sewage treatment center. The wastewater treatment technology for the construction of the Xitian Mountain Extra-Long Tunnel provides valuable reference experience for the treatment of tunnel wastewater in high-cold mountainous areas.

　　Keywords: high-cold mountainous areas, Xitian Mountain Extra-Long Tunnel, wastewater treatment

　　0 引言

　　“十四五”期间及“十五五”期，新疆在高寒山区建设的公路项目涉及较多隧道工程，如G0711乌尉项目的天山胜利隧道、G219昭温项目的西天山隧道、G3033独库项目的克扎依隧道、玉希莫勒盖隧道等。隧道施工过程中会生产大量的废水，来源主要为[1-4]：1)凿岩钻机等施工设备冷却、清洗产生的废水;2)隧道涌水;3)跟具体施工作业相关产生的废水，如洞内降尘、喷射混凝土、注浆等产生的废水，废水中污染物主要是以PH、SS、石油类等为主，一些特殊地质条件下，废水会出现重金属[5]等污染物。

　　目前，国内关于隧道施工废水处理工艺主流为：“多级预沉+混凝沉淀+过滤”[6-8]组合，针对含有特殊污染物或出水水质要求高的，在过滤单元后增设超滤 +反渗透深度处理系统。

　　高寒山区存在海拔高、冬季环境温度低、昼夜温差大、风大且持续时间长、紫外线辐射强度高等特点，隧道施工废水处理设施会出现设备动力性能下降、设备磨损、设备老化、低温处理效果降低等问题，从而引起废水处理效果下降。本文结合西天山特长隧道废水处理的成功经验，提出了适用于高寒山区隧道施工废水处理技术，为类似地区隧道废水处理提供了借鉴经验。

　　1 研究区域概况

　　西天山特长隧道是G219线昭苏-温宿公路工程控制性工程，是伊犁河谷与塔里木盆地的分水岭，隧道进口位于伊犁哈萨克自治州昭苏县，出口位于阿克苏地区温宿县，全长15.7 km，海拔高度2600-5400m，是我国首条正穿冰川的公路隧道。其上分布大型冰川主要有木扎尔特冰川、卡拉格玉勒冰川、黑沟8号冰川和什波雷克达坂冰川群等，冰川末端与隧道进口相对高差为71-804m，冰川末端与隧道出口相对高差为87-538m。

　　西天山特长隧道进口紧邻夏特河，出口紧邻木扎尔特河，2条河流在区域水体功能为源头水，为Ⅰ类水体，水质要求高。根据环保要求，禁止将隧道施工废水直接排放河道中，隧道施工废水需经处理后进行回用或者达标排放。

　　2 废水处理技术

　　2.1 处理工艺

　　2.1.1 三级预沉淀

　　隧道废水自流进入三级串联预沉池，通过逐级沉降有效去除大颗粒泥沙。预沉池具备水质水量调节功能，可应对污水波动，可初步降低SS负荷，为后续处理单元减轻负担。

　　

　　2.1.2 混凝-絮凝-沉淀

　　预沉后的水自流进入混凝-絮凝-沉淀一体化装置，装置集成PLC控制、加药系统。通过微涡旋混合技术实现投加药剂(PAC30-50mg/L，PAM0.5-1.0mg/L)与原水的分子级混合，有效压缩双电层，促进胶体颗粒脱稳与凝聚。混合时间0.5-2min，絮凝时间8-20min。混凝后出水借助水平管沉淀技术实现絮体高效沉降分离。清液向上溢流至回用水池，污泥沉降于底部排泥斗。通过一体化装置可高效清除水中绝大部分SS。

　　2.1.3 消毒

　　回用水池中设置NaClO投加装置，对出水进行消毒处理，杀灭病原菌。处理后水质SS≤10mg/L，满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2020)要求，可回用于施工降尘、车辆冲洗等生产环节，或达标排放。

　　2.1.4 污泥处理

　　采用叠螺脱水机，通过污泥压缩与脱水处理，将污泥含水率含水率由98%以上降至≤60%，减量化率达70%以上，大幅度减少污泥体积。因隧道废水泥沙含量较低，整个污泥处理流程无需设置大型污泥浓缩池，节省了高寒山区有限的施工占地，同时脱水过程在封闭设备内完成，不会对施工区周边环境造成二次污染。处理后的泥饼可根据实际情况用于路基回填或运往弃渣场处理。

　　2.2 高寒山区废水处理特殊技术要求

　　西天山特长隧道进口海拔高度3200m，基于“三级预沉淀+混凝-絮凝-沉淀+消毒”工艺，西天山特长隧道废水处理采取了以下措施，保证了设备长期有效运行。

　　表1 高寒山区废水处理特殊技术要求

序号	环境因素	影响	措施
1	高海拔	高海拔缺氧导致泵、风机等动力设备效能下降。	1）动力设备的额定功率为平原同等工况下的 1.3-1.5倍；2）设备一用一备。
2	低温	管道、水池、阀门等易冻结。	1）将处理单元集成在全封闭的保温板房内，内部供暖维持温度，室内温度≥5℃。所有水管、加药管均铺设自控温电伴热带，并外包保温层；2）选用低温型阀门、仪表，使用低凝点液压油和柴油。
3	地区偏远	人员运维不及时、运维成本大。	1）安装pH、浊度、流量在线监测仪，数据远程传输至监控中心。利用PLC自动控制系统，根据进水水质自动调节加药量，减少人工干预；2）设置低温、故障自动报警，确保在人员难以频繁抵达现场时，系统也能被远程监控和预警。

　　3 运行效果

　　基于上述废水处理技术，在西天山特长隧道进口设置了隧道施工污水处理中心，处理规模12000m³/d，出水水质检测结果见下表2。

　　表2 隧道废水处理结果

处理前水质		处理后水质
SS（mg/L）	浊度（NTU）	SS（mg/L）	浊度（NTU）
80-100	1000	≤8	≤15

　　经过2024-2025年2年的运行，西天山特长隧道施工污水处理中心历经冬季低温(室外温度≤-20℃)考验，稳定运行、维护简便。

　　隧道污水经处理后作为TBM冷却用水、拌合用水、养护、便道洒水等，日均回用量约2660m³，水资源回用率超85%，大幅降低新鲜水取用量。

　　参考文献：

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　　[2]唐卫,柳林齐. 隧道施工废水特征及其处理技术 [J]. 交通世界, 2024, (28): 147-150.

　　[3]张士超. 铁路隧道施工废水处理系统现状及优化建议 [J]. 铁路节能环保与安全卫生, 2024, 14 (02): 18-22+59.

　　[4]夏润禾,沈琦,欧阳国伟,等. 长大隧道施工期绿色生态环保技术措施与管理实践 [J]. 隧道建设(中英文), 2025, 45 (S1): 249-259.

　　[5]刘伟,付海陆,耿伟,等. 天目山隧道施工废水特征分析及处理 [J]. 隧道建设, 2017, 37 (07): 845-850.

　　[6]彭文波,高翔,刘继国,等. 高寒高海拔超长公路隧道建设关键技术——以天山胜利隧道为例 [J]. 隧道建设(中英文), 2025, 45 (05): 1027-1040.

　　[7]彭文波,苗宝栋,尹严. 天山胜利隧道建设对水环境的影响分析及防治措施 [J]. 公路, 2023, 68 (08): 340-346.

　　[8]邓绮雯. 云顶隧道TBM施工污水处理工艺与环境保护分析 [J]. 工程建设与设计, 2025, (13): 122-124.