城市軌道交通盾構(gòu)法綠色施工技術(shù)研究與應(yīng)用

楊 鑫

(中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司 北京 101300)

1 工程概況

上海軌道交通14號(hào)線作為上海市內(nèi)唯一一條示范線，對(duì)施工質(zhì)量、施工安全、綠色施工等內(nèi)容要求尤為嚴(yán)格。公司承建的14號(hào)線6標(biāo)，包括2站3區(qū)間(真光路站、真如站及真新新村站-真光路站-銅川路站-真如站區(qū)間)均在上海市主城區(qū)內(nèi)，尤其真光路站位于普陀區(qū)核心區(qū)域，周邊多層居民住宅小區(qū)密集。標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)距北側(cè)真情公寓最近處約9.1 m，距南側(cè)真光新村第六小區(qū)、海普苑、普陀區(qū)真光美術(shù)館最近處分別為15.9 m、4.9 m、9.8 m。主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離北側(cè)小區(qū)圍墻最近處僅0.9 m，距離南側(cè)小區(qū)圍墻最近處0.75 m。3個(gè)區(qū)間全部在銅川路主干道下，穿越大量市政管網(wǎng)。周邊環(huán)境復(fù)雜，本地居民訴求多，政府職能部門控制嚴(yán)格，必須采取極其有力的環(huán)保措施，大力發(fā)展綠色施工，才能保證工程的順利進(jìn)行。

2 綠色施工方案構(gòu)思

針對(duì)上海軌道交通14號(hào)線6標(biāo)的工程特點(diǎn)及周邊環(huán)境特點(diǎn)，項(xiàng)目部全體人員集思廣益，制定了專項(xiàng)綠色施工技術(shù)方案。盾構(gòu)區(qū)間施工必須保證24 h不間斷作業(yè)，特別是夜間施工，對(duì)周邊環(huán)境影響尤其嚴(yán)重。為保證周邊環(huán)境的穩(wěn)定及工程順利進(jìn)行，項(xiàng)目部全體人員會(huì)同盾構(gòu)施工隊(duì)負(fù)責(zé)人一起研究討論，制定了“四節(jié)一環(huán)?！?全封閉式工廠化大棚+水平運(yùn)輸過站的綠色施工方案。

3 綠色施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 四節(jié)一環(huán)保

3.1.1 節(jié)能

(1)項(xiàng)目部生活區(qū)、辦公區(qū)及現(xiàn)場(chǎng)工地辦公室做到無人關(guān)燈、關(guān)空調(diào)、關(guān)閉電腦等用電設(shè)備；夏季及冬季開空調(diào)期間嚴(yán)禁打開窗戶；大型用電設(shè)備定期檢查，確保用電安全。

(2)盡量采用節(jié)能燈具、節(jié)水設(shè)備，浴室采用空氣能熱水器，用水用電分項(xiàng)計(jì)量。

(3)鼓勵(lì)項(xiàng)目人員外出盡量乘坐公交車、地鐵等綠色交通工具，盡量減少私家車及公司商務(wù)車使用。

3.1.2 節(jié)水

(1)雨水回收利用。大門主入口設(shè)置雨水回收池，雨水通過排污系統(tǒng)沉淀后集中于沉淀池中，用于現(xiàn)場(chǎng)灑水控制揚(yáng)塵及清洗設(shè)備并循環(huán)使用；利用臨時(shí)建設(shè)的管廊進(jìn)行儲(chǔ)水，用于場(chǎng)地沖洗及施工用水。

(2)使用節(jié)水器具。辦公區(qū)、生活區(qū)的衛(wèi)生間、淋浴間、洗漱間等均安裝節(jié)水器具，配置率達(dá)100%；施工現(xiàn)場(chǎng)及衛(wèi)生間清掃水源均為水循環(huán)系統(tǒng)所收集的雨水及基坑降水[1-3]。

3.1.3 節(jié)材

(1)現(xiàn)場(chǎng)辦公和生活用房采用周轉(zhuǎn)式活動(dòng)板房；現(xiàn)場(chǎng)圍擋采用裝配式可重復(fù)使用的圍擋封閉，工程完成后進(jìn)行回收再利用，以便能夠重復(fù)利用節(jié)約材料。

(2)傳統(tǒng)龍門吊一般采用轉(zhuǎn)盤和電纜形式供電，主要弊端為電纜經(jīng)過多次周轉(zhuǎn)之后存在損傷。本項(xiàng)目龍門吊供電系統(tǒng)采用滑槽形式供電，整齊牢固又安全，安裝簡(jiǎn)單、使用方便，經(jīng)過多次周轉(zhuǎn)也能使用[4]。滑槽代替電纜供電，節(jié)省了電纜安裝和電機(jī)安裝的工作量。

(3)現(xiàn)場(chǎng)圍擋采用方鋼做龍骨，雙層中空高強(qiáng)度PVC板為面板，提前工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼裝。具有施工速度快、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、美觀大方、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。

(4)本工程打破傳統(tǒng)鋼管防護(hù)技術(shù)，場(chǎng)內(nèi)防護(hù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化?？芍苻D(zhuǎn)工具式防護(hù)、分基坑固定鄰邊防護(hù)、樓梯防護(hù)、洞口防護(hù)(見圖1)施工速度快、拆卸方便，一次投入可周轉(zhuǎn)幾十次。

圖1 洞口鄰邊防護(hù)

3.1.4 節(jié)地

(1)施工總平面圖布置科學(xué)、合理，在滿足環(huán)境、職業(yè)健康、安全及文明施工要求的前提下，按照永久道路和臨時(shí)道路相結(jié)合的原則布置，減少土地占用；部分材料堆放至車站主體中板上，減少場(chǎng)地占用。

(2)臨時(shí)建筑多層建設(shè)，減少土地使用面積。

3.1.5 環(huán)保措施

(1)施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)主要道路和裸露地面進(jìn)行硬化處理，地面及時(shí)進(jìn)行沖洗防止揚(yáng)塵，土方隨挖隨運(yùn)，無法及時(shí)運(yùn)走的集中堆放在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)集土坑。臨時(shí)堆放的土方采取濾網(wǎng)覆蓋，對(duì)裸露的場(chǎng)地采取固化或綠化措施，從根源上控制大風(fēng)天氣揚(yáng)塵現(xiàn)象[5]。土方車做到車輛覆蓋、進(jìn)出場(chǎng)沖洗，避免車輛帶泥出門，砂石遺撒等問題。

(2)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專職保潔人員和噴水設(shè)備，及時(shí)對(duì)場(chǎng)地干燥處噴灑；進(jìn)出車輛設(shè)置沖洗裝置，保證車車沖洗，出門車輛不夾泥。

(3)隨時(shí)關(guān)注天氣情況，對(duì)大風(fēng)天氣提前預(yù)警，做到有備無患，杜絕揚(yáng)塵現(xiàn)象；若有大風(fēng)天氣及時(shí)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)霧炮機(jī)進(jìn)行緊急降塵。

(4)圍擋上安裝水霧噴淋系統(tǒng)，采用自動(dòng)和手動(dòng)雙模式開啟。每天定時(shí)自動(dòng)開啟噴淋系統(tǒng)，特別時(shí)間段(例如開挖期間)采用手動(dòng)開啟模式，項(xiàng)目部設(shè)置專人控制，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適時(shí)開啟。

(5)施工現(xiàn)場(chǎng)如混凝土切割(采用靜力切割技術(shù))、路面破除等機(jī)械設(shè)備施工，產(chǎn)生粉塵處應(yīng)及時(shí)安排專人灑水降塵。

(6)安排專人負(fù)責(zé)檢查現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵檢測(cè)設(shè)備及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如有異常及時(shí)匯報(bào)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為解決問題提供第一手資料。

(7)在施工現(xiàn)場(chǎng)門口設(shè)置的洗車池沖洗車輛的污水經(jīng)沉淀后用于灑水降塵；盾構(gòu)機(jī)施工中產(chǎn)生的廢水，經(jīng)過四級(jí)沉淀后排放，嚴(yán)防施工污水直接排入市政污水管道或流出施工區(qū)域，污染環(huán)境。

(8)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存放油料的管理，對(duì)存放油料的庫房地面進(jìn)行防滲漏處理。儲(chǔ)存和使用時(shí)，防止油料跑、冒、滴、漏污染水體。

(9)施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工場(chǎng)界噪聲測(cè)量方法》和《建筑施工場(chǎng)界噪聲限值》的要求制定降噪措施，施工場(chǎng)地的強(qiáng)噪聲設(shè)備設(shè)置在遠(yuǎn)離居民區(qū)的一側(cè)，運(yùn)輸材料的車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，禁止鳴笛。

(10)現(xiàn)場(chǎng)大型設(shè)備調(diào)試時(shí)盡量安排在白天進(jìn)行，并在設(shè)備靠近居民生活區(qū)附近設(shè)置聲屏障，降低現(xiàn)場(chǎng)施工噪聲對(duì)居民的影響。

(11)對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)焊接作業(yè)，能在鋼筋棚內(nèi)焊接的一律在鋼筋棚內(nèi)焊接，盡量避免焊接對(duì)周邊居民產(chǎn)生光污染。

3.2 全封閉式工廠化大棚

盾構(gòu)區(qū)間全封閉施工大棚設(shè)置在真新新村站東區(qū)110 m范圍內(nèi)，包括真新新村站-真光路站-銅川路站兩個(gè)區(qū)間的地面場(chǎng)地，是國(guó)內(nèi)首個(gè)盾構(gòu)全封閉施工大棚，充分體現(xiàn)了綠色施工這一理念。

圖2 全封閉式大棚結(jié)構(gòu)

本工程大棚為一幢全鋼結(jié)構(gòu)封閉棚(見圖2)，結(jié)構(gòu)凈高度16 m，檐口高18 m，跨度約41 m，建筑長(zhǎng)約114 m。內(nèi)設(shè)置龍門吊車、集土坑、管片廠、噴淋系統(tǒng)等。主鋼柱為H600×400×12×20焊接型鋼，抗風(fēng)柱采用H600×300×8×12焊接型鋼，連系梁采用φ127×4圓管，柱間支撐采用φ20圓鋼搭配花籃螺栓，屋面及墻面圍護(hù)采用C型檁條作為主骨架。主立柱、抗風(fēng)柱及主梁材質(zhì)為Q345B，其余次結(jié)構(gòu)為Q235B材質(zhì)。型鋼、主梁為H(1 200～900)×300×8×14變截面焊接。

大棚包含門70 m2、窗816 m2、屋面板4 680 m2、內(nèi)外墻板12 000 m2及鹵素?zé)?0盞、噴霧器36座，鋼結(jié)構(gòu)重350 t。

3.3 盾構(gòu)水平運(yùn)輸過站技術(shù)

真光路站-銅川路站區(qū)間原計(jì)劃地面施工場(chǎng)地在真光路站東區(qū)，因盾構(gòu)掘進(jìn)過程為24 h不間斷施工，真光路站周邊環(huán)境復(fù)雜，并不具備設(shè)置封閉式大棚的場(chǎng)地條件。為減少噪聲對(duì)居民區(qū)的影響，決定盾構(gòu)地面場(chǎng)地仍設(shè)置在真新新村站，采用盾構(gòu)過站工藝(見圖3)。在真光路站主體底板完成后，在底板至中板之間搭設(shè)腳手架門洞，既能保證盾構(gòu)水平運(yùn)輸電瓶車通過的條件，又不會(huì)影響真光路站主體結(jié)構(gòu)中板的正常施工[6-8]。在真新新村站東區(qū)設(shè)置封閉大棚，盾構(gòu)施工過程中所有的材料運(yùn)輸及土方外運(yùn)均在封閉大棚內(nèi)進(jìn)行。不僅綠色環(huán)保，還可減少一次盾構(gòu)場(chǎng)地布置，為企業(yè)節(jié)約了資金。

圖3 盾構(gòu)施工流程

3.4 盾構(gòu)區(qū)間管片托架

利用定型管片托架代替?zhèn)鹘y(tǒng)方木，且托架底座加設(shè)橡膠墊，既能保證管片不易破損，又可重復(fù)使用，達(dá)到節(jié)材環(huán)保的目的[9]。該定型管片托架也獲得了實(shí)用新型專利。

3.5 鋼負(fù)環(huán)管片的應(yīng)用

鋼負(fù)環(huán)(見圖4)具有抗變形能力強(qiáng)、拼裝時(shí)環(huán)縱縫整齊、重量輕、拆裝安全等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)混凝土管片僅能使用2～3次，而鋼負(fù)環(huán)可重復(fù)使用30次以上，既節(jié)省材料、避免廢棄混凝土對(duì)環(huán)境的影響，又能給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益[10]。鋼負(fù)環(huán)管片也獲得了實(shí)用新型專利。

圖4 鋼負(fù)環(huán)的應(yīng)用

3.6 同步注漿漿液控制

采用商品砂漿有效控制漿液質(zhì)量，杜絕揚(yáng)塵污染。中板儲(chǔ)漿桶設(shè)置超聲波液位儀，放漿量精確控制到0.1 m3，確保同步注漿量可控[11]。該措施既能避免同步漿液的浪費(fèi)，又能有效控制地層損失率，防止地面沉降對(duì)周邊環(huán)境造成影響。

3.7 隧道內(nèi)減震降噪技術(shù)

在電瓶車連接插銷處加設(shè)呢絨套可有效降低電瓶車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲；在軌枕與管片接觸面加設(shè)橡膠墊可保護(hù)成型隧道[12]；在軌枕與軌道接觸面加設(shè)橡膠墊可有效降低電瓶車在行駛過程中產(chǎn)生的噪聲。

4 結(jié)束語

綠色施工是可持續(xù)發(fā)展理念在工程施工中全面應(yīng)用的體現(xiàn)，綠色施工不僅指在工程施工中實(shí)施封閉施工，沒有塵土飛揚(yáng)、沒有噪聲擾民，它還涉及到可持續(xù)發(fā)展的各個(gè)方面。踐行綠色施工理念，改變和創(chuàng)新現(xiàn)有的施工和管理方法，充分參與、不斷研究、加強(qiáng)創(chuàng)新，將綠色施工技術(shù)滲透到盾構(gòu)施工過程的各個(gè)環(huán)節(jié)。綠色施工技術(shù)在城市軌道交通盾構(gòu)工程中的應(yīng)用，最大程度減少了盾構(gòu)施工活動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，踐行環(huán)保、高效、低耗的新發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的最大化。