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地铁车站环保文明施工技术探究

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摘要:面对地铁车站建设的安全环保文明施工标准不断提高,通过改进传统技术措施,应用新型材料、设备和信息技术,形成了一系列具有实践价值的安全环保文明施工技术,并对这些技术进行了归纳总结,分析了其综合效益。

关键词:地铁车站,安全,环保,文明施工

1概述

随着社会发展水平的提高,城市地铁车站的安全、环保、文明施工越来越受到行业内外的高度重视。越来越多的地铁项目采用PPP等投资模式建设,投资项目的安全环保文明施工会直接影响资金回收。优秀的施工技术能够将进度、成本、质量和安全、环保、文明施工有机结合起来。本文总结了这些优秀的技术,分析了多方面综合贡献,特别说明了信息技术的应用,并讨论了未来的研究方向。

2精细管理,节约资源

工地大门的设计———项目经理部的伸缩门与施工现场的铁扇门可以连在一起,将门卫房设置在两门中间(见图1)。这样一个门卫就可以同时看管两扇大门,节约人力成本。两扇门组合在一起,工地入口显得开阔。大门上方不建议设门头,方便各种工程车辆出入。施工便道的设计———工地大门入口路段,施工车辆出入频繁,一旦被压坏后,很难封路维修,因此铺设直径12mm间距200mm钢筋网、上筑30cm厚的C30混凝土;场地内主便道划分为人行道、小车道、重车道,人行道和小车道为20cm厚C20素混凝土路面,重车铺设直径12mm间距300mm钢筋网、上筑20cm厚的C20混凝土。在围护结构施工期间,可将后期车站结构施工所需使用的钢板铺在车站待开挖面上,做临时路面使用,避免了先浇筑混凝土路面后期开挖还要破除。现场物资堆码,可利用上一项目施工中切除的格构柱制成码架。材料堆场推荐使用伸缩式防雨棚,进/出料、晴天时将其收起,雨天展开。地铁项目渣土多,场地冲洗耗水量大,如工地附近有河道,可设置泵站,抽取河水用于场地冲洗。经测算,自来水每吨约5元,抽水电费每吨不到1元,经济效益良好。

3绿色施工,循环经济

预制拼装结构不但能够提高临时设施的建设速度,还能在下个项目重复使用,形成综合效益。施工围挡推荐采用方钢立柱+加气混凝土预制板组合。地铁车站施工场地改移频繁,组合式拼装围挡可供拆卸并多次使用。方钢立柱强度和刚度高,能承受小型车辆的撞击;加气混凝土预制板重量轻,便于拼装,万一倾倒也不会重伤行人。施工便道旁的排水沟和沉淀池同理采用预制混凝土板拼装,可以随后期多次的道路翻交和场地改迁而重复使用。钢垫箱(钢道板)在临时设施中用途广泛。采用两面钢板焊夹三根型钢制作,形成长4m宽1m厚0.2m钢箱。可垫起变电箱、仓库,防止积水侵入;亦可作临时栈桥的桥面板;还可插在H型钢立柱之间,用来拼装集土坑的挡土墙(见图2)。

4安全施工,重在一线

应用全球眼技术,可对地铁车站进行全覆盖的视频监控。车站每隔30m~50m设一座综合灯架,兼具照明、大视角监控和广播功能,后台管理人员在监控中发现违章作业,即可通过相应位置的灯架广播进行制止。推荐设置安全体验馆,兼具安全帽冲撞体验、洞口坠落体验、触电体验和急救培训体验等多重功能。安全讲评台要在每日上工前,抽取一名工人,让其上台谈谈本人对安全生产的认识、自己工作中出现过的教训、今天工作要注意的安全事项,效果好于管理人员单纯说教。基坑临边护栏要设计在车站主体结构龙门吊的内侧,避免龙门吊驾驶员需翻越护栏才能爬上驾驶室。基坑临边挡水墙要高于地面40cm,防止雨水灌入基坑,淹没盾构设备。应每隔100m设置一个消防水头,并在旁边再设一个小管出水龙头,供日常冲洗取水,避免工人从消防水龙头取水,既浪费水也容易损坏消防龙头。至少设置一个微型消防站,内配铁锹、黄沙和各类灭火器。吸烟房做成移动式的,便于随施工进度调整位置。要重视五小设施,机械防护罩、电箱防护罩、砂轮切割机火星罩等,都按固定形式加工生产(见图3),三级电箱由总承包单位统一采购,不但能保护人员和设备,还能提升工地形象。

5环保全覆盖,文明无死角

施工场地内的环境监测器,可监测空气污染与噪声的实时数据并提前预警,提醒采取措施。通过在施工围挡上安装喷雾设备,能有效减少雾霾。工地大门处必须配备洗车台,配合设计拦车挡杆,车辆冲洗完毕后方能放行。钢筋截断噪声较大,须安排在白天,并提前加工好夜间施工所需的钢筋。场地内宜规划专门的杂料堆场,并设置围挡,保持施工区域整洁有序。全封闭施工是用轻型钢结构罩棚将整个车站封闭(见图4),噪声、强光、粉尘被隔绝在罩棚内。在棚顶吊设喷雾设备降温除霾。经实测,在棚外40℃的气温下,棚内气温在30℃左右,工地周边噪声可由原先的约90dB下降到40dB左右。

6应用信息技术降低基坑开挖风险

基坑开挖是地铁车站施工的最大风险所在,而突涌是基坑开挖的最大风险之一。在本案中,BIM技术被应用于构建数字化地质模型、设计降水方案和推演降水效果,并成功优化了原降水设计方案,保证了基坑开挖的安全。某地铁车站标准段基坑开挖深度约18.7m~20.7m。勘察成果表明车站大部分区域受古河道切割(见图5),基坑深层含水层分布不均,⑤3层粉质粘土夹粉土、⑤3t层砂质粉土透镜体、⑤4层粉质粘土分布破碎不连续,正常土层沉积区域深部分布有⑦1-1层粘质粉土(夹薄层粘性土)含水层。水文地质条件极为复杂。⑤3t层砂质粉土为微承压含水层,分布不均,层顶埋深27.3m~35.2m,厚度5m~11m,距离坑底最近距离约6m,对基坑开挖具有突涌风险,需对该层进行减压降水处理。车站南北两侧、东西两侧土层分布均不同,不同勘探点位得出的地质分层结果差异很大。对于需要了解土层空间位置的降水设计人员,通过传统方法反复比对地质剖面图,从复杂的勘查数据中推测土层分布、并准确设计降压井的位置和深度是十分繁琐和困难的。针对这一问题,本案应用BIM技术,利用地质勘查单位提供的数据,对不同勘探点位之间的土层分布进行线性插值,从而得到了一个完整的土层三维BIM模型(见图6)。将原设计的降水井构建于BIM模型中,能直观验证降水井的作用部位是否在目标土层中。研究发现,⑤3t微承压水层在基坑北侧分布较薄,在南侧较厚。而原设计用于该层降压的S5号井,被布置在北侧某土层较薄处,滤水管穿透了⑤3t层(见图7),降压效果可能有限。据此建议调整了S5井位置,将其改迁至基坑南侧⑤3t层分布较厚处,并在BIM土层模型中设计了新S5井滤水管深度,确保其在⑤3t层内。为验证设计变更效果,将BIM土层三维模型和降压井导入地下水流模拟软件VisualMODFLOW中,分别对变更前后的降压效果进行了数值模拟。结果显示,当S5井在原设计位置时,周边的⑤3t微承压水降深为2.9m;优化设计将S5井改迁至基坑南侧,周边的⑤3t微承压水降深提高为8.9m。抗突涌验算该区域的微承压水需要降深8.4m。经此变更后,在后期该车站实际的土方开挖施工中,基坑降水效果良好,无突涌险情。

7结语

地铁建设的安全、环保、文明施工,应当和施工生产的实际需求与节约创效结合起来。通过对传统工艺技术的改造、集成和再创新,以及新型材料设备和现代信息技术的成功应用,开发、提炼、总结了一系列具有实践意义的安全环保文明施工技术,为类似工程提供了借鉴。

参考文献:

[1]DGJ08—2102—2012,文明施工规范[S].[2]沪轨指[2013]3号,上海轨道交通建设工程安全生产管理办法[Z].

[3]沪轨指[2013]4号,上海轨道交通建设工程文明施工管理办法[Z].

[4]陈辉,刘学明,王勇,等.基于BIM的地铁车站建造技术研究[R].上海:中铁上海工程局科研项目报告,2015.

作者:周波 单位:中铁上海工程局

地铁车站环保文明施工技术探究责任编辑:张雨    阅读:人次