当前国家实行最严格的生态环境保护制度，对水环境更是严加管控。佛山地铁工地周边市政管网不完善，施工现场当前的排水设施难以满足达标排放标准。为提升佛山地铁施工水环境影响的管控，通过对不同的工地类型、施工阶段及工艺的分析，结合佛山当地的水环境条件，对工地排水监测数据分析对比，筛选出最合适的水处理设备，提升施工废水的处理效果，以达到对施工水环境影响的管控目的。

一、三号线水环境保护概况

三号线工程全线施工工点共计44个，其中21个工点周边设置有相应的市政管网，场内施工废水通过接驳排入管网，另外23个工点周边无管网，通过处理后就近排入周边河涌或抽排等方式进行排水。佛山三号线线路周边的水系相对来说较发达，而水作为构成环境的基本要素之一，也是最容易受到干扰和破坏的领域，所以水污染防治工作已成为当前佛山地铁三号线项目施工环境保护的重点工作之一。

从线路图上可以看出，目前三号线工程施工工点周边主要涉及以下两大类水环境。

1.地表水环境

地表水包括大部分的水道及河涌，其中还包含了重要的水源保护区。国家发布的《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》中明确要求，需有效加强地表水环境管理，防治水环境污染。本工程线路穿越较大的地表水体有容桂水道、顺德水道、潭洲水道和佛山水道。

三号线工程将以地下形式穿越“佛山市饮用水源紫洞至五斗桥二级饮用水源保护区、准水源保护区”，从三洪奇大桥东侧跨越顺德水道，以高架形式穿越羊额-北滘水厂饮用水源二级保护区，如图15.1所示。

图15.1　三号线工程与饮用水源保护区位置关系图

2.地下水环境

根据《地下水质量标准》中注明，由于地下水水量稳定，水质好，它是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利的自然现象。

本项目沿线区域分别属于珠江三角洲佛山顺德不宜开采区、珠江三角洲佛山南海大沥至顺德勒流地质灾害易发区、珠江三角洲佛山南海分散式开发利用区、珠江三角洲佛山南海地下水水源涵养区。保护目标为顺德区不宜开采区执行《地下水质量标准》（GB/T14848—93）中Ⅴ类标准，其余地区执行《地下水质量标准》（GB/T14848—93）中Ⅲ类标准。如图15.2所示。

图15.2　项目沿线区域地下水环境功能区划图

目前为了促进一个流域、地区的水资源供需平衡，国家规定地表水和地下水必须进行合理地统一开发利用和管理，这对于目前地铁施工来说也是一个不小的挑战。

二、水环境的影响分析

地铁在施工期阶段产生的污废水主要为施工废水和生活污水这两大类，不规范的处理措施主要会对周边的地表水环境、地下水环境及周边的城市排水管网、河涌造成影响。

本工程施工期产生的废水主要有三类：建筑施工废水、施工人员生活污水和暴雨冲刷的地表径流。建筑施工废水包括施工作业开挖、钻孔、连续墙围护结构等过程中产生的泥浆水（呈线性分布），施工机械及运输车辆的冷却水和洗涤水；生活污水包括施工人员的日常生活用水、食堂下水和厕所冲洗水；下雨时地表径流冲刷浮土、建筑泥沙、垃圾、弃土等，不但会夹带水泥沙，还会携带水泥、油类、化学品等各种污染物。如图15.3、图15.4。

图15.3　连续墙成槽产生大量泥浆

图15.4　三轴加固产生大量泥浆

地铁施工产生的污废水对周边产生的影响，大多可通过肉眼观测（主要为泥浆水、黄泥水一类水体颜色发生明显变化的影响），以及环境监测中的生活污水和生产废水的监测数据来体现。其中肉眼观测主要通过水污染防治措施及设施是否落实到位，受纳污水的地表水体、地下水体、管网是否存在肉眼可见的影响来判断。

环境监测通过外排的生产废水、生活污水中各类污染物指标的监测数据来反映是否超标。

1.对地表水的影响

施工中对地表水环境的影响主要来自开挖、钻孔、连续墙围护结构等过程施工作业中产生的泥浆水（呈线性分布），施工机械及运输车辆的冷却水和洗涤水，施工人员日常生活用水、食堂下水和厕所冲洗水。

根据各水功能区级别标准的划分不同，污废水排放及监测标准如表15.1所示。

表15.1　地表水环境质量部分标准　单位：mg/L

*注：悬浮物参照执行《农田灌溉水质标准》（GB 5084—2005）中蔬菜灌溉用水水质标准限值。

而下雨时地表径流冲刷浮土、建筑泥沙、垃圾、弃土等，不但会夹带水泥沙造成水土流失，还会携带水泥、油类、化学品等各种污染物污染周边水体等。如图15.5、图15.6。

地铁工程的施工工地常位于城市建成区内，工程建设产生的生产废水和人员生活产生的生活污水按照国家《城镇污水排入排水管网许可管理办法》内规定，需将污废水排入城镇排水设施，此时将执行《水污染排放限值》（DB44/26—2001）第二时段一级、二级、三级标准，污废水排放及监测标准如表15.2。

图15.5　泥浆水流入河涌导致淤积

图15.6　油污被雨水带入管网

表15.2　水污染排放限值　单位：mg/L

地铁建设过程中对城市排水系统的影响主要来自以下几点：

（1）在开挖、钻孔、地下连续墙围护结构等过程施工作业中产生大量的泥浆水。

（2）施工机械及运输车辆的冷却水和洗涤水。

（3）施工人员日常生活用水、食堂下水和厕所冲洗水。

如图15.7、15.8所示。

图15.7　连续墙施工产生的泥浆

图15.8　泥浆水无法排出场地

施工过程的废水和污水若处理和排放管理不当，会对周围环境造成恶劣的影响，引起市政排水管堵塞或是排水口附近水体的污染物浓度升高，在含水层施工则会污染地下水质等。一旦污染发生，后期清理工作必将要产生一大笔费用以及人力物力的耗费，污染环境的同时拖慢了施工期的进度，甚至还会造成管网损坏、堵塞、城市内涝等问题的发生。

2.对地下水的影响

地铁施工影响的地下水主要是在地底岩层或溶洞中的自然水体，需要关注pH、硫酸盐、高锰酸盐指数、氯化物和溶解性总固体四个指标。详细标准如表15.3所示。

表15.3　地下水质量部分标准　单位：mg/L

如地铁施工沿线地下水较丰富，在开挖（特别明挖）过程中地下水流失将会存在引起地面沉降的风险。隧道、基坑开挖过程中涌水量过大时，也容易引发地面变形，以至开挖过程中易产生突水、涌泥、涌沙现象，且施工中为提高土体的防渗性能和增强土体的强度所进行的化学灌浆，可能引起地下水的化学污染；施工中产生的废水（渗漏水、洗刷水）、废浆以及施工机械漏油等渗入地下，将影响地下水水质。由于地下水与附近河网相连，这些污染物最终将进入自然水体导致不良后果，因此必须采取相应措施予以防治。

三、水环境管控措施

建设施工过程的废水和污水若处理和排放管理不当，会对周围环境造成影响，引起市政排水管堵塞或是排水口附近水体的污染物浓度升高，在含水层施工则会污染地下水质等。因此，必须在施工场界内设置满足施工排水要求的排水设施，一般常见的排水设施包括了沉淀池、排水沟、截水沟、隔油池、化粪池等，在场地有限的情况下，施工单位也可以根据实际情况配备污水处理设备。施工单位用于现场防治水污染的设施，要与其他设施同时设计、同时施工、同时使用。

在施工前期，场地规划时，施工单位必须先规划并设计好场地排水设施的分布，绘制成场地排水平面图。在施工期时，施工单位需根据设计在施工现场设置相应数量的沉沙池，将施工排放的泥浆水沉淀处理后排入附近管网中。标准的沉淀池一般要求长5 m，宽3 m，深1.5 m（可根据实际排水要求增加大小或深度），且在沉淀池出水口应设置格栅阻隔异物，上盖防护板或者设置防护围栏，并保证预沉设施的有效容积按照停留时间不低于30 min。如图15.9、15.10所示。

施工场地内的排水沟主要设置在基坑、围挡或者主干道周边，根据自身的排水量大小来设置长度和深度，将施工过程中产生的施工废水通过排水沟来统一收集，最终汇集到各沉淀池中。施工场地靠近水源或在场地大门外主干道一侧设置截流沟，确保施工废水不进入饮用水源水体，并且防止场地泥浆水不流出场地外，对周边生态造成污染和破坏。

图15.9　场内标准沉淀池（一）

图15.10　场内标准沉淀池（二）

施工现场按照相关标准设置的沉淀池、排水沟等排水设施，必须安排专人进行定期管理、养护，保证工地排水处理设施在整个施工过程有效性。若排水设施因长时间的排水导致泥沙或泥浆淤积，沉淀池及排水沟都将无法达到预期的沉淀及排水效果，在此基础上还在继续外排的话，排出的施工废水中将会含有大量的泥沙杂质，这些泥沙极易堵塞管网或导致河涌水位增高。这种违法行为一经发现，施工单位将面临着高额的罚款并要承担清理管网或河涌的责任，既延误工期也耗费人力、物力。

四、污水处理设备的选型

不规范排水的影响极其恶劣，合理地在施工场界内设置满足施工排水要求的排水设施则显得格外重要。按照一般施工方案的要求，现场要求设置的常见排水设施包括了沉淀池、排水沟、截水沟、隔油池、化粪池等，这些排水设施要与其他设施同时设计、同时施工、同时使用。但是通过实际考察发现，现场污水处理的实际情况并没有那么乐观，而是存在许多难以克服的问题。

（1）施工场地限制。大多数地铁施工场地大小有限，施工单位无法做到配套大小合适或者满足现场排水要求的排水设施，仅仅依靠现场排水沟、沉淀池处理的污水难以达标。

（2）周边地理限制。因佛山非城区地区的管网分布较为分散，部分施工工点所在的位置没有市政管网，只能选择“就近排放”，排入周边河涌，通常难以达标排放。

（3）难以随机应变。施工是一个连续性的过程，在这过程中每个施工阶段的污废水、泥浆水的排放量都在不停地变化，普通的排水设施设置后难以再变更大小，一旦进入污水排放激增的阶段（如地下连续墙施工），场地内那些污水处理设施可能就无法处理，甚至场地内的排水系统“瘫痪”，导致最终排放的泥浆水无法达标。

如图15.11、15.12所示。

既要能因地制宜，又需要随机应变，显然光靠标准的排水设施是难以实现的。既然如此，施工单位根据现场实际的排污情况，配备相应的污水处理设备，以此来做到合理达标排放，就成了最优的方法。

合适的污水处理设备能在施工有限的条件下极大地提高处理污水的效率，并且在日常围护以及位置移动上也有极大的便利，以下列举了几种在施工现场比较常见的污水处理设备，现对它们进行分析和对比。(www.daowen.com)

图15.11　开挖过程产生大量泥浆

图15.12　基坑开挖阶段产生大量泥浆

1.竖流沉淀池

竖流沉淀池池体平面为圆形或方形。原理是废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。如图15.13、15.14所示。

图15.13　竖流沉淀池原理工艺图

图15.14　竖流沉淀池现场实拍图

竖流式沉淀池的优点是在沉淀池中，水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。因此竖流式沉淀池的效率比一般的平流式沉淀池要高许多。

其缺点也比较明显，相比于其他污水处理设备，此类污水处理设备一般站点面积较大且要配套三级沉淀池或集水箱使用，围护或者更换滤芯的难度较大，一般情况下污水处理量大约为6 t/d。

2.石英砂过滤器

这类设备主要利用过滤器内所装的四层不同粒径石英砂滤层来去除水中含有的悬浮物及经沉淀澄清不能去除的粘结胶质颗粒，使出水达到透明。根据所装滤料不同可用作单层或双层滤料两种过滤器。如图15.15、15.16所示。

图15.15　石英砂过滤器原理工艺图

图15.16　石英砂过滤器现场实拍图

优点概括为以下几点：

（1）运行效率高：24小时连续工作，不需停机反冲洗。

（2）运行费用低：不需高扬程大流量的反冲洗泵。

（3）围护费用低：其在运行过程中除石英砂滤料外没有任何转动部件，故障率低，围护费用省。

（4）一次性投资低：不需单设混凝池、澄清池等设施，不需反冲洗泵和电动、气动阀门等设备，工程量小，一次性投资省钱。

（5）水头损失小：单一滤料且滤料清洁及时，水头损失小，总水头损失≤0.5 m。

（6）进水水质要求宽松：可长期承受150 mg/L浓度SS进水水质，短时承受300 mg/L浓度SS冲击而出水水质不变。

（7）出水水质稳定、过滤效果好。滤料清洁及时，可保证高质、稳定的出水效果，无周期性水质波动现象。

（8）易于改扩建：所采用的单元操作方式可根据水量变化灵活增加或删减过滤器数量，易于改扩建。

（9）占地面积小，外形美观：其将传统的三段式再生水处理工艺为一体，节省用地70%～80%；外观更美观、紧凑。

而缺点主要体现在处理污水的量较有限，而且更换滤材会比较频繁，不了解的人难以操作，不及时更换滤芯就容易导致造成“零”处理。

3.厢式净水压滤机

这种是三类处理设备中效率最高也是成本最高的一种，原理主要是由滤板排列组成滤室（滤板两侧凹进，每两块滤板组合成一厢形滤室）。滤板的表面有麻点和凸台，用以支撑滤布。滤板的中心和边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。滤板两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板。滤板之间的滤布起密封作用。

在输料泵的压力作用下，将需要过滤的物料液体送进各滤室，通过过滤介质（根据不同行业选择合适的滤布），将固体和液体分离。在滤布上形成滤渣，直至充满滤室形成滤饼。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至下方出液孔通道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩余的洗涤液。过滤结束后打开压滤机卸除滤饼（滤饼储存在于相邻两个滤板间），清洗滤布，重新压紧板滤开始下一工作循环。如图15.17所示。

图15.17　厢式净水压滤机原理工艺图

设备优点就是处理量较大，平均15 t/d（主要和过滤面积有关），且进料时损耗少，过滤速度快，耐高温及高压，密封性能好，滤饼洗涤均匀，含水率低，且各滤室压力均匀不易坏板，基本适用于所有的固液分离行业。缺点自然就是成本较高，且拼装时比较耗时费力。现场图如图15.18所示。

4.泥水分离器

泥水分离设备在盾构掘进阶段较为常见，其本质就是压滤机设备。它是一种常用的固液分离设备，广泛应用于污泥脱水工程中。它主要由传动部分、滤板部分、压板部分、止推板部分和压紧装置（主要是液压压紧装置）、液压系统、电气控制系统和辅助部分组成。如图15.19所示。

图15.18　厢式净水压滤机现场实拍及使用图

其工作的原理主要是将滤布安装在滤板的两侧，然后在压力机的作用下，滤板被压在压力机和止推板之间，在每两块滤板之间形成封闭的过滤空间。当物料被进料泵打入封闭的过滤空间时，在进料的压力下，液相通过滤布从液滤孔中分离出来，固定的物料留在封闭的过滤空间中慢慢形成滤饼，实现固液分离。进料泵停止进料后，缓慢松开压板，取出滤饼，完成一个工作循环。

图15.19　泥水分离器实拍图　

图15.20　盾构产生泥浆

施工过程中，产生泥浆的过程大多数发生在土建阶段，根据不同的阶段可以分为加固施工、围护结构、主体开挖、盾构掘进以及附属施工，从阶段性的泥浆排放量分类以及对各类污水处理设备的分析可以得出以下结论建议：

（1）在盾构掘进施工过程中，由于产生泥浆的量大且持续工期较长、场地固定，可采用压滤机或泥水分离器进行适配，效果较好。如图15.20所示。

（2）在加固施工、围护结构施工过程中，由于过程泥浆量激增且施工场地可能移动，建议采用石英砂过滤器，满足处理需求的同时方便移动拆卸。

（3）在附属施工或主体开挖以及日常施工过程中，由于场内泥浆量相对较少，因此采用竖流式沉淀池即可满足一半需求。

五、污水处理效果分析

2019年至2020年期间，环境监理小组针对佛山地铁三号线施工水环境组织进行了监测取样，包括施工营地生活污水、施工场地生产废水等。

通过对施工营地生活污水、施工场地生产废水水样的监测分析[监测分析项目主要为pH、化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、悬浮物（SS）、动植物油/石油类、氨氮]得出，排入市政污水管网的污废水监测合格率高，经处理排入河涌的施工废水监测合格率偏低。

从监测取样结果分析得出，佛山三号线施工营地生活污水/施工场地生产废水不合格样品主要为排入河涌的水样，超标的主要指标为COD、BOD5、SS，施工工地生产废水经过沉淀池处理后外排，生活污水经化粪池处理后外排，但处理效果均没有达到排放要求。现场要求施工单位进一步加强管理，提高环保意识，及时清理沉淀池污泥，更换符合处理要求的污水处理设备，以确保水质达标排放，或将污水尽量引入市政污水管网。

图15.21　某施工场地内增加的污水处理设备

部分施工单位根据现场的排水需求，适当地在现场排水口增加了污水处理设备（图15.21）。在设备正式安装并投入使用后，环境监理小组对原先超标的水质进行了复测，复测结果显示，经过污水处理设备处理后的污废水能够满足排入河涌的一级标准，数据详见表15.4。

表15.4　某工点水环境监测对照表

注：排入河涌执行《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）第二时段一级标准。

通过分析比对，针对周边无管网的施工场地，建议采取抽排方式或配备合适的污水处理设备处理达标后排放。

六、小 结

水是我们赖以生存的自然资源，也是最容易受到破坏的资源，在水域丰富的佛山地区，地铁施工过程中更应该重视水污染的防控工作。

对于后期开展的佛山地铁新线建设项目，建议采取以下措施：

（1）施工期严格执行国家及地方有关建筑施工环境管理的法规，高度重视施工期对水环境的保护工作，强化施工组织和施工期环保措施设计，加强环境管理和环境监理，落实施工期环保措施，有效预防施工对周边水环境的影响。一旦施工产生对周边水环境不利的影响，必须积极落实整改措施后方可继续施工，同时在工程运行管理中采取有效措施，切实保障项目施工期周边水环境不受到影响。

（2）施工期做好施工场地排水体系设计，对于市政排水管网尚未建成通水的施工路段，建议使用环保移动厕所，定期委托地方环卫部门收集处理；施工场地内设置截水沟、沉淀池和排水管道，截留收集施工场地内的雨水径流、冲洗废水及施工泥浆污水并进行沉淀处理后回用，可用于物料冲洗以及施工现场和临时堆土场的洒水防尘，施工泥浆经自然干化成泥饼后运至消纳场处置；施工材料堆放场地上部设置遮雨顶棚、四周设置围挡、底部采用防渗混凝土硬化处理或铺设防渗膜处理，其他堆场配备防雨篷布等遮盖物品，防止雨水冲刷，径流污水流入水体。

（3）施工中对于市政排水系统较完善的施工路段，建议施工人员就近租用民房，粪便污水就近排入市政排水系统；在施工场地设沉淀池，施工污水经沉淀处理后回用于场地冲洗、绿化、洒水防尘；施工泥浆水经泥水分离系统处理后污水全部回用，经沉淀处理后回用于场地洗车和绿化。

（4）施工中应做到井然有序地实施施工组织设计，严禁暴雨时进行挖方和填方施工。雨天时必须在临时弃土、堆料表面覆盖篷布等覆盖物，以防止弃土在暴雨的冲刷下，进入河流及周边水体，对水体造成污染同时引起水土流失。

（5）施工污水中的石油类主要来自施工机械的跑冒滴漏，因此为减少污水污染物的影响，应从石油类的源头抓起，加强施工机械设备的养护维修及废油的收集，最大限度地减小排污量。

（6）饮用水源准保护区范围内禁止弃渣排污，不得设置化粪池、集中施工营地等临时设施。在水源准保护区陆域范围内施工时，需加强环保管理和监督，施工污水经预处理达标后就近排入市政污水管道或回用，施工弃渣及时清运，确保不对饮用水源准保护区造成不利影响。

（7）制定严格的施工管理制度：设置生活垃圾临时堆放点，施工过程中产生的生活垃圾应定点存放，委托环卫部门定期清运，严禁乱丢乱弃；严禁向沿线附近水体倾倒残余燃油、机油施工废水和生活污水；加强对施工人员的教育，加强施工人员的环境保护意识。