白書宏 郭義 王浩楠

中建八局軌道交通建設(shè)有限公司 江蘇 南京 210046

地鐵盾構(gòu)施工通常在城市地下進(jìn)行，施工過程中會(huì)涉及大量土方開挖和隧道建設(shè)。如北京軌道交通13號(hào)線擴(kuò)能提升工程土建施工11合同段天通苑站～東三路站區(qū)間，地處天通苑小區(qū)，南側(cè)緊鄰清華長(zhǎng)庚醫(yī)院，北側(cè)緊鄰天通苑小區(qū)，西側(cè)與既有5號(hào)線換乘，人流量大、交通復(fù)雜，周邊環(huán)境敏感，如果沒有采用綠色施工技術(shù)，可能會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，綠色施工技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度地減少土地破壞、水源污染和生物棲息地?fù)p害，確保施工對(duì)環(huán)境的影響最小化，地鐵盾構(gòu)施工通常需要大量的能源和資源，而綠色施工技術(shù)的應(yīng)用可以有效地降低能源消耗和二氧化碳排放，例如采用節(jié)能設(shè)備、高效能源利用、廢棄物回收等措施，都有助于減少施工對(duì)環(huán)境的能源壓力[1]。本次研究主要是結(jié)合綠色施工相關(guān)理論，開展綠色施工技術(shù)在地鐵盾構(gòu)施工中的應(yīng)用研究，為進(jìn)一步推廣和使用綠色施工技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 綠色施工技術(shù)相關(guān)理論

1.1 綠色施工

綠色施工的“以人為本”原則意味著在地鐵盾構(gòu)施工過程中，將人的健康、安全和福祉放在首要位置，確保施工過程對(duì)工人、社區(qū)居民和相關(guān)利益相關(guān)方的影響最小化，以及提供良好的工作環(huán)境和社會(huì)環(huán)境。綠色施工重視工人的安全，在盾構(gòu)施工過程中，施工方會(huì)嚴(yán)格執(zhí)行安全標(biāo)準(zhǔn)，提供必要的安全培訓(xùn)，為工人提供個(gè)人防護(hù)裝備，確保他們?cè)谑┕がF(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)不受傷害，綠色施工關(guān)心施工過程對(duì)附近社區(qū)居民的影響，在進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，會(huì)采取措施減少噪音、震動(dòng)和塵土等對(duì)周圍居民的干擾，盡量減少施工對(duì)生活和工作的影響，綠色施工重視公眾參與和溝通，在盾構(gòu)施工前，會(huì)與相關(guān)利益相關(guān)方進(jìn)行充分的溝通，聽取他們的意見和需求，并在施工過程中積極回應(yīng)公眾關(guān)切，綠色施工關(guān)注工人的職業(yè)健康，在盾構(gòu)施工中，會(huì)采取措施防止工人暴露在有害物質(zhì)和環(huán)境中，確保他們的身體健康，綠色施工承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，尊重當(dāng)?shù)匚幕蛡鹘y(tǒng)，積極參與社會(huì)公益事業(yè)，回饋社會(huì)[2]。

綠色施工中的環(huán)保優(yōu)先原則意味著在地鐵盾構(gòu)施工過程中，環(huán)保成為首要考慮的因素，確保施工活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響最小化，該原則強(qiáng)調(diào)保護(hù)自然環(huán)境，降低施工對(duì)水、土壤、空氣和生態(tài)系統(tǒng)的不良影響，以及積極推動(dòng)環(huán)境保護(hù)措施的應(yīng)用。在施工前，進(jìn)行全面的環(huán)境影響評(píng)估，以了解施工活動(dòng)可能對(duì)環(huán)境造成的潛在影響，基于評(píng)估結(jié)果，采取相應(yīng)措施，確保施工過程符合環(huán)境保護(hù)要求，選擇施工區(qū)域時(shí)優(yōu)先考慮不破壞或最小化破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的地區(qū)，盡量避免對(duì)重要的生態(tài)功能區(qū)進(jìn)行施工，在施工完成后，采取措施修復(fù)施工現(xiàn)場(chǎng)的土地，還原自然生態(tài)，合理規(guī)劃和控制施工過程中產(chǎn)生的廢水排放，確保廢水經(jīng)過處理后符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，不對(duì)周邊水體造成污染，同時(shí)，采取措施防止施工過程中的泥漿和廢水滲漏進(jìn)入地下水系統(tǒng)，采用環(huán)保的施工設(shè)備和工藝，減少施工活動(dòng)產(chǎn)生的廢氣和粉塵排放，在施工現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)粉塵控制，確?？諝赓|(zhì)量不受嚴(yán)重影響，采取措施降低施工活動(dòng)產(chǎn)生的噪音和震動(dòng)對(duì)周邊居民的影響，選擇低噪音設(shè)備和合理施工時(shí)間，確保施工對(duì)周邊居民的生活和休息不產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，合理規(guī)劃廢棄物的處理，鼓勵(lì)廢棄物的循環(huán)再利用和資源化利用，最大限度減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[3]。

1.2 綠色施工技術(shù)

在開展地鐵盾構(gòu)施工的過程中，與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，綠色施工技術(shù)強(qiáng)調(diào)環(huán)保原則，更注重減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，采用環(huán)保的施工設(shè)備和工藝，控制廢氣、廢水、噪音和粉塵等的排放，保護(hù)周圍的自然生態(tài)環(huán)境，而傳統(tǒng)施工技術(shù)可能對(duì)環(huán)境造成較大的污染和破壞，綠色施工技術(shù)傾向于更高效地利用資源，例如選擇可再生材料、循環(huán)利用廢棄物等，以減少資源的消耗，而傳統(tǒng)施工技術(shù)在資源利用方面可能相對(duì)較低效，綠色施工技術(shù)致力于節(jié)能減排，采用節(jié)能設(shè)備和技術(shù)，以及優(yōu)化施工方案來減少能源消耗和排放，傳統(tǒng)施工技術(shù)可能對(duì)能源的消耗和二氧化碳排放較為浪費(fèi)，綠色施工技術(shù)更加關(guān)注社會(huì)責(zé)任，尊重當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的文化和傳統(tǒng)，積極參與社會(huì)公益事業(yè)，傳統(tǒng)施工技術(shù)可能較少考慮社會(huì)責(zé)任和對(duì)公眾的影響[4]。綠色施工技術(shù)通過降低污染和生態(tài)破壞，能夠更好地保護(hù)周圍的自然環(huán)境，確保施工對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響最小化，資源利用效率更高，能夠減少對(duì)有限資源的浪費(fèi)，促進(jìn)資源的循環(huán)再利用，降低成本，強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，確保施工過程對(duì)未來世代的發(fā)展和生活不造成不良影響，關(guān)注環(huán)保和社會(huì)責(zé)任，更容易獲得公眾的認(rèn)可和支持，提高項(xiàng)目的社會(huì)接受度，通常需要引入新技術(shù)和方法，促進(jìn)施工行業(yè)的創(chuàng)新和進(jìn)步[5]。

2 綠色施工技術(shù)在地鐵盾構(gòu)施工中的應(yīng)用研究

2.1 盾構(gòu)刀具修復(fù)及保護(hù)刀再造技術(shù)

在地鐵盾構(gòu)施工中，盾構(gòu)刀具磨損是指盾構(gòu)機(jī)攜帶的刀具在施工過程中由于與地質(zhì)巖石或其他硬質(zhì)材料的接觸和切削作用，逐漸失去原有的鋒利度和形狀，從而降低切削效率和施工速度的現(xiàn)象。在盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)刀具與地質(zhì)巖石表面接觸并進(jìn)行切削，由于地質(zhì)巖石硬度較高，會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)刀具表面發(fā)生磨擦，使刀具逐漸磨損，盾構(gòu)刀具在切削過程中會(huì)受到地質(zhì)巖石的沖擊和擠壓，這些沖擊和擠壓會(huì)使刀具表面發(fā)生微小的破損，從而導(dǎo)致刀具磨損，地質(zhì)巖石中可能存在一些顆粒狀的硬質(zhì)礦物物質(zhì)，當(dāng)盾構(gòu)刀具與這些顆粒磨料接觸時(shí)，會(huì)加速刀具的磨損，在長(zhǎng)時(shí)間的盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)刀具不可避免地會(huì)受到頻繁的使用，這也是導(dǎo)致磨損的重要原因。

在地鐵盾構(gòu)施工中應(yīng)用綠色施工技術(shù)，盾構(gòu)刀具的修復(fù)和保護(hù)刀再造技術(shù)是重要的環(huán)保措施，在應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的過程中，定期對(duì)盾構(gòu)刀具進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，查看刀具的磨損情況和受損程度，在施工過程中，要建立健全的刀具管理制度，確保對(duì)刀具的定期檢查和評(píng)估，根據(jù)刀具檢測(cè)和評(píng)估的結(jié)果，對(duì)刀具進(jìn)行分類處理，對(duì)于磨損程度較輕的刀具，可以進(jìn)行修復(fù)；對(duì)于無(wú)法修復(fù)的刀具，可以進(jìn)行再利用或保護(hù)刀再造，對(duì)于磨損程度較輕的盾構(gòu)刀具，進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)過程包括刀具表面的打磨、拋光和修復(fù)損壞的部分，使刀具恢復(fù)到較好的工作狀態(tài)。對(duì)于無(wú)法進(jìn)行修復(fù)的刀具，可以進(jìn)行再利用或保護(hù)刀再造，再利用是指將損壞的刀具經(jīng)過特殊處理，使其成為適合特定施工環(huán)境的刀具，保護(hù)刀再造是指通過技術(shù)手段對(duì)刀具進(jìn)行表面改性，提高刀具的耐磨性和使用壽命，對(duì)修復(fù)或再利用的盾構(gòu)刀具進(jìn)行性能測(cè)試，確保其質(zhì)量和性能符合施工要求，合理安排刀具的使用周期和輪換，避免過度使用和損耗，在施工過程中，要加強(qiáng)對(duì)刀具的維護(hù)和管理，定期對(duì)刀具進(jìn)行清洗和潤(rùn)滑，確保刀具保持良好的工作狀態(tài)，對(duì)于無(wú)法修復(fù)或再利用的盾構(gòu)刀具，要進(jìn)行合理的廢棄物處理，采取環(huán)保的方式處理廢棄刀具，如進(jìn)行資源回收或進(jìn)行安全處置。

盾構(gòu)刀具修復(fù)及保護(hù)刀再造技術(shù)可以有效地修復(fù)和再利用磨損的刀具，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，這樣可以減少頻繁更換刀具的需求，節(jié)約了大量的原材料和資源，通過修復(fù)和再利用刀具，可以減少購(gòu)買新刀具的成本，同時(shí)，采用保護(hù)刀再造技術(shù)，可以將損壞的刀具改造成適合特定施工環(huán)境的刀具，降低了施工成本，傳統(tǒng)施工中，磨損嚴(yán)重的刀具通常被當(dāng)做廢棄物處理，造成了大量的資源浪費(fèi)和廢棄物的產(chǎn)生，通過修復(fù)和再利用刀具，可以減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)，盾構(gòu)刀具修復(fù)及保護(hù)刀再造技術(shù)符合綠色施工的原則，降低了資源的消耗和環(huán)境的影響，使用環(huán)保材料和技術(shù)進(jìn)行修復(fù)和再造，減少了能源的消耗和碳排放，刀具的修復(fù)和再利用可以保持刀具的良好工作狀態(tài)，提高了切削效率和施工速度，這有助于提高地鐵盾構(gòu)施工的整體效率和質(zhì)量。

2.2 同步射流泥餅防治技術(shù)

在盾構(gòu)施工過程中，隧道開挖面會(huì)產(chǎn)生大量的泥餅，泥餅是由地層土壤與水泥漿混合后形成的黏性物質(zhì)，泥餅的形成會(huì)導(dǎo)致隧道開挖面的不穩(wěn)定，增加施工風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可能對(duì)地下水系統(tǒng)和地表環(huán)境造成污染。在地鐵盾構(gòu)施工中應(yīng)用綠色施工技術(shù)，泥餅沖洗裝置是一種用于防治泥餅形成的關(guān)鍵設(shè)備，該裝置通過高壓水射流的方式，對(duì)隧道開挖面的泥餅進(jìn)行沖洗和清理，以穩(wěn)定開挖面，提高施工效率，并降低對(duì)環(huán)境的影響。泥餅沖洗技術(shù)通過在裝置中增加高壓水泵，將水泵產(chǎn)生的高壓水導(dǎo)入噴射頭，噴射頭的射流口較小，壓力較高，水流速度也很快，當(dāng)高壓水射流與泥餅接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高速的沖擊力和剪切力，將泥餅徹底沖洗和分解，使其成為可被排出的泥漿，從而穩(wěn)定開挖面。在該裝置中，高壓水泵用于產(chǎn)生高壓水，將水推送至噴射頭，噴射頭裝置頂端的噴射頭負(fù)責(zé)將高壓水轉(zhuǎn)化為高速射流，沖擊和清理泥餅，噴射管道將高壓水從水泵傳送至噴射頭的管道系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制高壓水泵的開關(guān)和水流的壓力和流量，一般采用自動(dòng)控制，根據(jù)施工需要調(diào)整水流參數(shù)，回收系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集沖洗后產(chǎn)生的泥漿，并進(jìn)行處理或再利用，這樣可以最大限度地節(jié)約水資源和減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生。

在開始盾構(gòu)施工前，需要將泥餅沖洗裝置安裝在盾構(gòu)機(jī)的相應(yīng)位置，確保高壓水泵、噴射頭、噴射管道和控制系統(tǒng)等組件完好無(wú)損，并與盾構(gòu)機(jī)的供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)連接，根據(jù)施工的實(shí)際情況，調(diào)整噴射頭的噴射角度和位置，使高壓水射流能夠直接沖擊到隧道開挖面，并覆蓋需要處理的區(qū)域，使用控制系統(tǒng)，調(diào)整高壓水泵的開關(guān)、水壓和流量，一般情況下，需要根據(jù)泥餅的硬度和粘性等特性來確定合適的水壓和流量，以確保高壓水射流能夠有效地沖擊和清理泥餅。在一切準(zhǔn)備就緒后，啟動(dòng)泥餅沖洗裝置，高壓水泵開始工作，將高壓水導(dǎo)入噴射頭，形成高速射流，將噴射頭對(duì)準(zhǔn)隧道開挖面的泥餅區(qū)域，啟動(dòng)高壓水射流，高壓水射流沖擊和剪切泥餅，將其徹底清理和分解成泥漿，泥漿會(huì)被帶走，形成干凈的開挖面。在施工過程中，定期檢查泥餅沖洗裝置的工作狀態(tài)，確保各個(gè)組件的正常運(yùn)行，根據(jù)施工情況，及時(shí)清理泥餅沖洗裝置，以保持其有效性，沖洗后產(chǎn)生的泥漿可以通過回收系統(tǒng)進(jìn)行收集和處理，這樣可以實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約和廢棄物的減少。泥餅沖洗流量可以根據(jù)地質(zhì)情況和泥餅特性，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，調(diào)整沖洗裝置的水壓和流量，觀察沖洗效果。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，逐步確定合適的沖洗流量，還可以采用理論計(jì)算的方法進(jìn)行沖洗流量的分析，根據(jù)泥餅的特性和沖洗目標(biāo)，使用相關(guān)的公式或模型計(jì)算出合理的沖洗流量，在實(shí)際施工中，隨著施工的進(jìn)行，沖洗流量的大小可能需要不斷調(diào)整，可以根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際效果進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化，找到最佳的沖洗流量。

2.3 施工廢水循環(huán)利用技術(shù)

在盾構(gòu)施工過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，包括洗刷隧道開挖面時(shí)產(chǎn)生的泥漿廢水、沖洗泥餅時(shí)產(chǎn)生的廢水等，傳統(tǒng)做法通常是將這些廢水排放到外部環(huán)境或進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后排放，這會(huì)對(duì)周圍環(huán)境和水資源造成污染。施工廢水循環(huán)利用的原理是將產(chǎn)生的廢水進(jìn)行收集和處理后再利用于施工過程中，從而達(dá)到資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)和提高施工效率的目的，其主要由五部分構(gòu)成：①?gòu)U水收集系統(tǒng)，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生多種類型的廢水，包括洗刷隧道開挖面時(shí)產(chǎn)生的泥漿廢水、沖洗泥餅時(shí)產(chǎn)生的廢水等，廢水收集系統(tǒng)負(fù)責(zé)將這些廢水進(jìn)行有效的收集，避免廢水的散亂和浪費(fèi)；②廢水處理設(shè)備，收集的廢水需要經(jīng)過處理才能達(dá)到再利用的要求，廢水處理設(shè)備包括過濾器、沉淀池、脫水設(shè)備等，用于去除廢水中的固體顆粒、懸浮物、油脂等污染物，使廢水達(dá)到再利用標(biāo)準(zhǔn)；③廢水儲(chǔ)存設(shè)施，經(jīng)過處理的廢水會(huì)暫時(shí)儲(chǔ)存在廢水儲(chǔ)存設(shè)施中，這些設(shè)施通常是水箱或水池，用于儲(chǔ)存處理后的廢水，以備再利用；④再利用系統(tǒng)，儲(chǔ)存的廢水經(jīng)過再利用系統(tǒng)送回施工過程中，例如沖洗泥餅時(shí)可以再利用處理后的廢水進(jìn)行沖洗，避免對(duì)新水的需求，提高施工效率；⑤監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，施工廢水循環(huán)利用過程中需要進(jìn)行廢水質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保處理后的廢水符合再利用標(biāo)準(zhǔn)，控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以確保再利用的廢水質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

在地鐵盾構(gòu)施工過程中，收集產(chǎn)生的廢水，包括洗刷隧道開挖面時(shí)產(chǎn)生的泥漿廢水、沖洗泥餅時(shí)產(chǎn)生的廢水等，設(shè)置合適的廢水收集點(diǎn)和管道，確保廢水能夠有效地被收集起來，將收集到的廢水送入廢水處理設(shè)備進(jìn)行處理，廢水處理設(shè)備通常包括過濾器、沉淀池、脫水設(shè)備等，用于去除廢水中的固體顆粒、懸浮物、油脂等污染物，使廢水達(dá)到再利用標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過處理的廢水會(huì)暫時(shí)儲(chǔ)存在廢水儲(chǔ)存設(shè)施中，例如水箱或水池，儲(chǔ)存的廢水應(yīng)保持清潔和密封，以防止再污染，處理后的廢水經(jīng)過再利用系統(tǒng)送回施工過程中，例如沖洗泥餅時(shí)可以再利用處理后的廢水進(jìn)行沖洗，避免對(duì)新水的需求，提高施工效率，廢水處理設(shè)備和廢水儲(chǔ)存設(shè)施需要定期維護(hù)，確保其正常運(yùn)行和穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)再利用系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，以保證廢水再利用效果的持續(xù)穩(wěn)定。

3 結(jié)論

綠色施工屬于地鐵盾構(gòu)施工的重要發(fā)展方向，綠色施工指的是在保障施工安全和質(zhì)量的基本前提下，全面達(dá)到節(jié)約資源以及減少環(huán)境污染的目標(biāo)，在施工中需要對(duì)機(jī)械設(shè)備和材料進(jìn)行合理的利用，并引進(jìn)先進(jìn)的綠色施工技術(shù)，以可持續(xù)發(fā)展為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)減少環(huán)境污染和資源高效利用的目的。